CPU架构之x86解读

一．什么是x86架构

X86架构：是微处理器执行的计算机语言指令集，指一个intel通用计算机系列的标准编号缩写，也标识一套通用的计算机指令集。

二、x86架构的优势

技术成熟：x86架构的芯片经过多年的发展，已经形成了非常成熟的技术体系，包括指令集、微架构、制程工艺等。这些技术的不断进步，使得x86芯片的性能和能效越来越高，同时也使得制造成本越来越低。

扩展能力强：X86架构的电脑采用“桥”的方式与扩展设备（如：硬盘、内存等）进行连接，这种方式能够让电脑的性能扩展变得更容易。X86架构的电脑在配套扩展设备方面种类多且价格适中，因此，能够轻松地进行性能扩展，如增加内存、硬盘等。

生态系统完善：x86架构广泛兼容各种软件和硬件，包括操作系统、应用程序、外部设备等。这使得x86架构的芯片成为市场上的主流，也使得基于x86架构的计算机系统具有很高的可用性和便利性。用户可以方便地选择各种操作系统、应用程序和外部设备。同时，也使得基于x86架构的计算机成为各种计算机系统的核心组件，包括服务器、个人电脑、工业控制等领域。

三、国产x86芯片

目前国内x86架构的企业有兆芯、海光。

兆芯由上海市国资委下属企业和台湾威盛电子合资成立。基于X86架构，成功研发并量产多代通用CPU，在PC产业上使用wintel生态。

兆芯的X86授权 主要来自与VIA合资，VIA（台湾威盛公司）在上世纪90年代收购了美国的拥有X86专利的公司 Cyrix和具有高性能x86微架构设计能力的centaur 这两家公司。获得了高性能X86芯片的合法生产权利和能力。

兆芯通用处理器产品涵盖“开先”、“开胜”两大系列，开先面向PC,开胜面向服务器，开先中最新的是KX6000系列，采用采用16nm，不过性能方面，还是有点弱。另外由于兆芯授权有效期已于2018年结束，没有继续签订授权协议，存在法律风险。

海光公司成立于2014年，主要从事高端处理器、加速器等计算芯片产品和系统的研究、开发，目标成为世界一流的芯片企业，为数字中国提供核心计算引擎。作为国产先进微处理器产业的推动者，海光公司以务实的态度、创新的理念、先进的技术和可靠的产品，致力于促进我国信息产业核心竞争力的提升。

海光通过AMD获得了ZEN1架构和X86指令集的永久使用权，在此基础上自主迭代发展，目前已经量产了3代产品。

海光CPU兼容 x86 指令集，处理器性能参数与国际同类型主流处理器产品相当，支持国内外主流操作系统、数据库、虚拟化平台或云计算平台，能够有效兼容目前存在的数百万款基于 x86 指令集的系统软件和应用软件，具有优异的生态系统优势。此外，海光 CPU 支持国密SM2/SM3/SM4算法，扩充了安全算法指令，通过安全处理器以及国密技术实现了内存加解密(SME)和虚拟机/容器加解密(CSV)等技术，支持可信计算，提升了高端处理器的安全性。

四、国产x86架构芯片发展前景

x86架构依然是市面上最常见也最实用的处理器架构之一，经过几十年迭代发展，已推广到了全世界。

根据IDC数据，2014—2020年x86服务器销售额占比均维持在90%左右；2020年全球x86服务器占总体服务器销售额90.80%。而在销售量方面，2014—2020年x86服务器占比高达97%以上；2020年全球x86服务器则占总体服务器销售量的97.30%。

在国内，x86在PC与服务器市场同样享有统治级优势，近几年市占率均在九成左右。从国内产业数字化进程来看，预计2022—2026年其市占率将继续维持88%—90%的高水平上。

随着企业数字化需求的快速增长，对x86芯片的要求也在不断增长，为x86芯片提供了广阔的市场空间。同时国产x86厂商在技术上已经取得了显著的进步。例如海光已完成对x86架构的消化、吸收，并在此基础上实现了海光CPU三代产品、DCU一代产品的开发和商业化应用，CPU四代、DCU二代产品正在研发当中, 与国际领先企业的差距逐步缩小。

总之，国内厂商仍然需要进一步提升技术水平和创新能力以适应市场的快速变化和满足日益增长增长的性能需求。同时通过政府、企业、科研机构的多方共同努力，推动行业的发展。