国产处理器“代替”Intel、AMD等国际公司的处理器一直是国家的战略和愿望，现在在太湖之光核算机上算是真实圆梦了，不过开始的新闻报导中笔者也看到了谈论中许多人对国产处理器的批判，这个问题也是影响国产处理器开展的一个重要因素，由于生态系统的缺少，我国开展自己的处理器也只能是“摸着石头过河”，这个石头便是国外现已开展的处理器指令集，但这种道路又很简略被不明真相的围观者嘲讽——都用了他人的指令集了，怎样还敢叫自主产权？
多年前龙芯处理器的架构师胡伟武博士也解说过：“咱们CPU也是能够做国际第一的，而且有，要害便是无法用，用户不用你。”软件生态的实际决议了国产处理器不行能从0开端研制，在这方面日本80-90年代经过TRON计划研制通用OS、CPU但终究失利的比如能够说是前车之鉴，反而C919大飞机这种国际化分工协作的形式简略取得成功。
今日咱们就来简略了解下国内处理器的指令集系统及技能来历。依据揭露来历，笔者能找到的有代表性的国产处理器计划主要有龙芯、申威、兆芯、飞扬、宏芯以及智能手机/平板范畴开展最好的海思、展讯、全志等，他们所用的架构触及X86、ARM、MIPS、Power及SPARC、Alpha等，如下图所示：
龙芯：血缘纯粹的我国芯，商业化不尽善尽美
龙芯并非最早的国产处理器，也不是最成功的国产处理器，但说到国产处理器，咱们第一个想到的恐怕便是龙芯了，它是曝光率最高的国产处理器，而且考虑到它是中科院核算机所研制的，其血缘的纯粹性更简略成为国产处理器的代表。
龙芯课题组于2001年建立，不过龙芯处理器的正式诞生之日是2002年8月10日，在核算所长李国杰院士的领导下，龙芯之父胡伟武博士及其团队拿出了龙芯1号处理器，当年他还写过《咱们的龙芯1号》一文介绍龙芯的研制进程，小编当年也看过这篇文章，浮光掠影的是龙芯的中文代号是“狗剩”，源于我国人“赖名好养活”的风俗，不过也能够看出团队对龙芯处理器的未来尽管有等待，但其时应该是挺忧虑这个项目的未来开展的，仅仅龙芯的英文名就十分巨大上了——Godson，天主之子！
龙芯一出生就顶着自主研制的美名，可是没多久就被爆出龙芯的指令集实际上是源于MIPS，也便是说是买来的，这让龙芯瞬间被千夫所指，研制团队也担负了臭名和压力，胡伟武博士也解说过为何挑选MIPS指令集，前面说的“用户不用你”便是根本原因，自建一套软件生态系统对中科院这样的学术单位来说是不行能的使命。
对龙芯的第二个质疑在于他们挑选了MIPS指令集而非现在大红大紫的ARM指令集，不过时刻回溯到2000年代（龙芯立项研制的年代或许更早一些），其时的ARM可没有现在这般强势，而MIPS在大学、科研单位有杰出的根底，龙芯团队挑选MIPS也是情有可原。
不管怎样，龙芯这个项目算是活下来了，从开始的龙芯1到现在的龙芯3现已开展了三代了，每一代其实又衍生出了多个版别，从单核、双核到四核、八核，从180nm工艺到28nm工艺，从双发射到四发射，龙芯处理器的架构、标准、频率、功能都在不断进步，龙芯3B2000乃至声称功能到达了Intel Ivy Bridge处理器的水平，其指令集其完成已远远超出了MIPS范畴，加入了许多龙芯团队自己开发的指令，比之前的产品增加了500多条自定义龙芯扩展指令，可用于完成对其他干流指令系统的二进制翻译兼容，别的存储拜访和I/O功率也有大幅的进步，还有一点便是软硬件将坚持向前兼容。
可是龙芯也不是没有槽点，大多数龙芯处理器其实活在了中科院给外界展现效果的展台上，尽管多年来咱们对龙芯抱以等待，中科院乃至让旗下的江苏梦兰集团参加建立中科龙梦公司加快商业化，也推出了灵珑/福珑/逸珑台式机、笔记本等产品，但这些产品大都稍纵即逝，功能无法到达干流水平，很快就被人给忘记了。
申威/飞扬：最成功的国产处理器，军方的秘密武器
申威和飞扬尽管挑选的处理器道路不同，不过这两家要放在一同说了，由于这两家背面有军方布景，申威处理器是无锡江南核算技能研究所研制的，后者也是总参谋部第五十六研究所，它有个姓名是上海高功能%&&&&&%规划中心，而天津飞扬是国防科大旗下的。此外，早前咱们还报导过一家名为PhyTIum公司在上一年的Hotchips 2015会议上推出了代号为Mars（火星）的多核处理器，这家公司是广州飞扬，听说也是国防科大部属的，但跟研制飞扬FT处理器的天津飞扬又不是一家单位。
回到正题，江南地点核算机技能研究上也是老资格了，不过在处理器指令集上他们的挑选看起来有点非干流——DEC公司的Alpha 21264指令集，在技能上Alpha有共同之处，DEC当年在处理器商场也曾叱咤风云，AMD的K7架构就有部分技能源于Alpha架构，AMD上上就任CEO德克·梅尔（Dirk Meyer）就来自DEC公司，上一年辞去职务走人的Zen架构之父Jim Keller也曾在DEC公司研制Alpha架构。
现在DEC公司早就云消雾散，公司几经转卖，微软在Win2000之后也抛弃了对Alpha架构的支撑，Alpha架构也早就不再更新了，专利也过期了，这或许是江南所挑选Alpha架构的原因之一。2011年济南的超算中心布置了威风蓝光，它所用的处理器便是威风SW1600，16中心，现在的材料都以为它是依据专利现已过期的DEC ALPHA 21164A EV-56架构。
申威SW26010处理器是260中心
这次的太湖之光的威风SW26010处理器也是江南所研制的，尽管咱们猜想它仍是Alpha指令集，但跟龙芯后续架构相似，申威SW26010的架构、指令集现已远远超出了之前的范畴，加入了许多新指令。这次的SW26010便是260中心众核架构，乱序履行架构，频率1.45GHz，整个处理器包含4个MPE（Management Processing Element）办理单元、4个CPE（CompuTIng Processing Element）核算单元及4个MC内存控制器单元组成，其间CPE单元又由8×8阵列的64中心组成，所以总计是260个中心（4×64+4=260）。
与其他国产处理器比较，申威系在功能上彻底走在了前列，在国际范围内都是靠前的，SW26010的理论浮点功能高达3TFLOPS，其功能彻底可与Inel最新的Xeon Phi加快卡一拼。不过申威处理器的不足之处在于内存系统，太湖之光功能到达银河2号三倍的一起总内存反而从1.4PB下降到了1.31PB，每个节点运用了四路128bit DDR3-2133内存，带宽为136GB/s，这一点上不如Intel的Xeon Phi加快卡，后者本身集成了16GB eDRAM缓存，带宽超越500GB/s，而且早就支撑DDR4内存了。
再来说下飞扬，天津飞扬研制的FT系列处理器也在HPC范畴有过运用，不过飞扬FT处理器用的架构更凌乱，从揭露材料来看第一代FT处理器兼容于Intel安腾2指令集，第二代FT-64处理器在银河核算机中有过运用，第三代产品FT-1000则是依据开源的UltraSPARC架构，8核64线程，在银河1号核算机的节点网络上有运用。
之后的FT-1500仍是依据SPARC架构，制程工艺从65nm晋级到了40nm，16中心128线程，在银河2号超算中运用了4096颗FT-1500处理器作为节点前端处理器。
最新的FT-1500A尽管姓名跟上面的相似，但实际上没什么关系了，由于它的架构变成了ARM 64位，运用的是28nm工艺。据天津飞扬总经理谷虹介绍，FT-1500A系列处理器是64位通用CPU，兼容ARM V8指令集，选用国际先进的28nm工艺流片，具有高功能、低功耗等特征，要害技能国内抢先，可完成对Intel中高端“至强”服务器芯片的代替，并广泛运用于政府工作和金融、税务等各职业信息化系统之中。
不管是申威仍是飞扬，这两家军方布景的国产处理器单位由于方针清晰，能够说是国产处理器中做的最成功的——不管功能仍是架构规划都有共同之处，申威处理器不只要硬件研制，还在编译器及Linux操作系统（威风睿思）上做了立异，太湖之光这次有三项运用入围戈登贝尔奖，这也得归功于江南地点超算运用上的尽力。
中晟宏芯：借力蓝色伟人IBM，Power架构能撑起一片天？
通用处理器架构也曾百家争鸣，Intel当年面对的对手比现在多得多，但X86现在差不多统一天下了，能跟Intel竞赛的公司就更少了，强壮如IBM这样具有Power架构的公司也不行了，他们干脆于2013年联合NVIDIA、泰安电脑等公司建立OpenPower敞开联盟，其他公司也能够取得Power架构授权。尔后在2014年还推进建立我国POWER技能产业生态联盟，IBM与多家我国公司签署了授权协议，中晟宏芯便是其间的一家。
IBM的Power架构一度成为国产处理器的期望
中晟宏芯建立于2013年，发起人是江苏梦兰集团、江苏中晟智源、姑苏高新创业出资集团，梦兰集团之前咱们说过是中科院旗下的公司，然后两者能够说是江苏政府代表，因而中晟宏芯取得Power架构技能得到了工信部及江苏政府、中科院核算所的支撑，核算所乃至派了一个技能团队，假如全部都能依照预订的引入、消化、吸收，中晟宏芯应该在2019年推出国产化的Power处理器。
可是适得其反，中晟宏芯尽管很快就推出了CP1处理器，但这仅仅IBM Power 8处理器的马甲罢了，还没等这家公司消化Power技能，他们就闹出了欠薪风云，中科院派出的技能人员发不出薪酬，尔后公司也不断动乱，股东发生变化，人员也动摇频频，盼望中晟宏芯推进Power架构国产化是没期望了。
此外，IBM的Power架构在国内银行等要害职业有重要运用，而且Power处理器功能微弱，是个好东西，但真要引入消化也没这么简略，以Power 8架构为例，它是12中心96线程，中心面积到达了650mm2，复杂度远高于一般处理器，再加上本来运用的是IBM自己的22nm SOI工艺，而SOI工艺现已没多少代工厂搞了（GlobalFoundries用过，28nm节点抛弃，后来又承继了IBM的衣钵），这无疑增加了Power处理器的国产化难度。
·兆芯/海光：我国能用X86技能打败Intel、AMD？
前面说到的国产处理器中，除了军方布景的申威、飞扬之外，依据MIPS、SPARC以及Power架构的处理器开展过程都是好事多磨，他们面对的中心问题也是相同的——软件生态远不如X86。已然咱们都能注意到这个问题，那我国为什么不直接挑选X86系统呢？这是个好问题，你还甭说，国内还真有搞X86架构的。
国内较早跟X86架构授权有关的是北大微电子中心，2005年AMD跟我国政府达成了协议，科技部指定北大微电子中心接纳AMD Geode-2处理器技能授权，北大微电子中心还把这事作为要点宣扬，表明“这是美国历史上，第一次向在美国境外授权开发X86兼容的微处理器及系统芯片。此次协作也是迄今为止中美半导体范畴最具影响力的技能协作。”
AMD给的这个处理器是X86架构的，我国因而取得了X86技能，不过Geode处理器大部分人是没听说过的吧，由于这是AMD嵌入式处理器，其开始起源于Cyrix公司的MeidaGX渠道，后来Cyrix这部分事务被国家半导体（NS）收买，2003年AMD又把国家半导体的Geode事务收了。
AMD授权给北大的X86技能明显不行能是最顶级的，所以选了嵌入式架构给我国，不过这点“布施”现已能够让北大好好装一下了，许多人恐怕不记得还有北群众志处理器吧，原先也是做MIPS架构，得到AMD授权之后，他们的PKUnity86-3便是X86兼容处理器，但最终也是不了了之，也只活在了展台上，现在都没什么音讯了。
说得有点远了，回到正题上来。由于X86架构是AMD、Intel吃饭的家伙，他们通常是没或许把技能授权给他人的，AMD之前那个比如更多地是拿买来的技能投合我国商场罢了，我国公司从这两家取得X86技能的或许性简直没了。不过咱们别忘了X86技能实际上并非只要AMD和Intel，VIA威盛公司也有X86授权的，他们的技能来历于Cyrix，后者又是Intel当年对外授权X86技能的几家公司之一。
在当年的Intel反垄断案宽和之后，VIA的X86技能也算是合理化了，可是VIA自己是个小公司，无法玩转高功能X86架构的，他们出的Nano、Nehemiah（尼希米）、Esther（以斯帖）、Isaiah（以赛亚，VIA总经理陈文琦、王雪红配偶是基督徒，产品代号也很有宗教特征）等处理器尽管不乏特征，但由于制作工艺不能跟Intel比较，架构和功能也是不能混为一谈的。已然没有商场了，那VIA干脆把X86技能卖给了大陆的上海兆芯公司。
兆芯这家公司也是很有布景的，2013年由上海国资委旗下的联和出资与VIA建立的，注册资本2亿美元，上海出资80%，VIA占股20%。这次的协作明显是大陆出钱，VIA出技能，由于兆芯的事务范围包含X86 CPU、ARM CPU、GPU及芯片组研制都是VIA现有的，上海国资委下面的出资公司可没这技能。
凭仗雄厚的布景，兆芯如愿拿下了国家的核高基项目，依据揭露报导兆芯拿到的核高基补助高达56亿，后续还在请求，总额高达70亿。至于报答，兆芯声称自主研制的ZX-C处理器于2015年4月量产，28nm工艺，四核处理器，主频可达2.0GHz，TDP功耗仅为18W，而且支撑国密算法加密，但兆芯的CPU基本上都是VIA处理器的马甲，究竟从建立到拿出产品只要2年左右的时刻，这么快就生产出四核X86处理器并不简略。
除了上海兆芯，国内另一家取得X86技能授权的是天津海光，这事还得从AMD说起，本年Q2季度财报发布之后，AMD宣告他们跟我国天津海光出资公司达成了协议，将X86技能授权给海光公司，取得2.93亿美元的授权费，两边还会建立合资公司。
现在有关AMD、海光的X86授权协议还不清晰，但AMD这次授权给我国公司的X86很或许不再是低端的，由于AMD要翻开我国高功能服务器商场，授权的架构很或许是高功能的Zen技能，换句话说AMD有或许给了我国公司最顶级的X86技能，假如真是如此，AMD这一次可真的是拼了。
海思：商用商场的成功才是真成功
这儿尽管挑选了华为的海思，不过笔者要说的其实是海思、展讯、全志、瑞芯微等一帮民营公司开发的处理器，挑选海思作为代表，是由于海思是其间的佼佼者。这些公司尽管没多少布景（海思背面的华为算是大公司，是个破例），但他们恰恰是商业化最成功的国产处理器，这点跟前面介绍的其他处理器不同。
商业公司以商场为导向，不用担负什么国产、自主产权的压力，他们无一破例挑选了最抢手的ARM系统，架构也多是购买的ARM公司的Cortex-A系列授权，GPU也是花钱授权的，海思还能够研制自己的基带及ISP、DSP等芯片，现在的麒麟950处理器是首款Cortex-A72中心、Mali-T880 GPU及TSMC 16nm Plus工艺处理器，现已具有国际先进水平。
总结：
以上介绍的国产处理器中，他们大体能够写分为学院派、军方派、国资派及民营派，其间商业化最好的明显是民营派，国内厂商在手机/平板SoC处理器上现已闯出一片天，军方派的飞扬、申威由于方针清晰，实际上开展的也适当成功，申威SW26010在众核架构上也具有国际水准了。不能让人满足的要属学院派及国资派了，龙芯被寄予厚望，但商场化寸步难行，考虑到MIPS指令集的运用场合，龙芯进入干流商场是没或许了。
