国产大飞机C919的成功商飞,证明我国已经拥有了设计制造大飞机的能力。继高铁、盾构机等多个领域后,再次证明即使是技术后来者,通过在起步阶段引进关键技术,吸收消化后,自主研发不断发展前行,这条“引进吸收再创新”道路的可行性。
而这一模式也在国产CPU领域充分应用。近几年,自主可控重要性不断提升,在多年技术积累下,逐渐出现龙芯、兆芯、海光、申威、华为鲲鹏、飞腾六大厂商,也被称为“国产CPU六君子”,在由国外主导CPU技术的环境下,共同摸索向前。
但有一个事实,CPU发展到现在数十年,技术逻辑极为复杂,开发工作中很多属于重复造轮子的行为。就算从头自研出新的架构,比如RISC-V,还需要长期培育市场生态,且失败概率非常高。
因此,国内的各家的CPU技术路线都是站在前人的肩膀上,架构技术均来源于国外,走“引进吸收再创新”也是一种可行的技术路径。通过学习先进设计经验,利用主流架构成熟市场生态环境,共同努力打造我们本土特色的处理器和技术路线。
CPU的核心竞争力在于性能的先进性和生态的丰富性。国内CPU厂商分别以X86/MIPS/ARM/Alpha等指令集为起点,大力投入研发保持架构先进,推动产业开放构建自主生态,加速追赶全球头部企业。这个过程是需要各个行业的合作伙伴共同参与的。
指令集生态为何这么重要?
首先科普下,计算机指令集是什么?
计算机处理人类的指令,首先要把人的指令翻译成计算机硬件能“听懂“的二进制语言,而指令集,就是由CPU执行各项指令的集合。
指令集好比“词典”,处理器在执行的过程中,需要用到这本“词典”,也就是有了这本词典,CPU才能最终理解人类的操作,并正确执行人类所发出的命令。因此指令集是CPU设计最底层的核心技术之一。从零开始设计新的指令集,可做,但是,所有的硬件和软件都能兼容支持这种指令集生态无法及时跟上。
做芯片很难,做核心芯片更难,做需要生态系统的CPU芯片,更是难上加难。这不是光烧钱就能成功的,没有建设成一个好的生态,CPU性能再好也会失败。
目前,全球最主流的处理器架构是x86。
在市场份额上,x86架构的处理器占据主导地位,根据DRAMeXchange的调查显示,x86架构处理器在整体服务器市场中占据约96%的份额。
x86成为主流的原因之一,在于x86处理器性能较高,能够满足各种企业应用的需求。并且,x86架构的处理器拥有一个广泛的生态系统,包括各种软件和硬件供应商、技术合作伙伴、独立软件开发商等。因此x86生态厂商可为用户提供丰富的软件资源和开发工具,使得企业可以更加便捷地部署和管理其服务器系统,降低了企业的运营成本。
其次,在技术支持方面,许多大型企业和组织更倾向于选择主流的、拥有广泛支持的架构,在遇到问题时可以获得更多的技术支持。由于x86架构的处理器在市场上占据主导地位,因此成为了许多企业和组织的选择。
做指令集生态不是单纯的靠一个企业,而是需要多方一同参与。一个健康的生态系统需要点、线、面综合起来的开放合作,方可推动生态系统健康的发展和壮大,能更好的为用户、行业、产业提供服务。
国产x86稳步向前
当前国内CPU厂商,选择走x86架构的有兆芯和海光,其中海光多年稳步发展,占据服务器领域国产CPU第一份额。近几年,海光在产品自研和规划上,做了很多工作,也实现了很多切合本土特色的功能,同时在产业布局上也是更加深入。
从海光产品的规划上,发力研发国内数据中心所需的大芯片,产品既有通用计算性的CPU处理器,也有面向AI使用的DCU处理器。
其中,海光 CPU 系列产品海光一号、海光二号、海光三号已经实现商业化应用。据说,海光四号即将发布上市,海光五号处于研发阶段。另外,海光第一代 DCU 产品-深算一号,也已经实现商业化应用,第二代产品-深算二号也即将发布。
在产品的创新上,海光也是走在前列,比如基于国密的SM2/3/4的安全加解密算法是海光自主硬件加数实现,并取得了国家商用密码产品的认证证书。
在此技术基础上,结合国内行业、合作伙伴、友商共同打造了全栈加解密应用场景的支持,如主动可信计算、安全区块链、云/容器加密、隐私/机密计算等。这些都是国内关键行业所需要的安全技术和能力
我们可以看到,海光已经走出自己的特色,打出了自己国产自研品牌特色。
从海光终端的形态上,整机产品形态非常丰富,包括服务器产品(计算型、存储型)、人工智能服务器产品、桌面办公产品、数据库服务器一体机产品等。且海光适合液冷解决方案,在浸没式液冷场景下的也展现了出色发挥。
此外,据海光官网介绍,其合作的整机厂商,都是国内有名气、有经验、有口碑的大厂,比如浪潮、中科可控、紫光恒越等等,以技术实力、履约、服务保障等能力,为用户业务全程保驾护航。
在生态建设方面,海光很早就在生态上进行产业布局。海光产业生态合作组织(简称“光合组织”),总目标是围绕海光,建立、健全国产的计算技术、供应链和产业链,提升产业的国际竞争力。
在光合组织的官网上,生态伙伴可以申请技术人员提供支持、培训等,同时也可借助光合组织配套的设备、资源,完成开发深度协同配合。
国产CPU产业的布局离不开当下的各个产业、企业、伙伴、用户等方面的协作深耕。海光在国内生态建设和产业的布局的成绩是有目共睹的。
在产品的研发、设计、迭代上,通过联合产业链上下游企业、高校、科研院所、重点用户单位等相关创新力量,实现协同技术攻关。 “海光模式”也将成为国产CPU厂商行业应用实践的参考范本。