当前,网络安全和信息化产业生态在重构过程中不断融合发展,形成了良性循环的态势,但是还有很多短板需要尽快补齐,随时应对潜在的风险危机。展示了当前网信产业的创新成绩和存在的部分问题:
《2021网信自主创新调研报告》报告通过对23个领域的数据采集和分析,
本文重点介绍国产芯片,更多内容请参看“2021网信自主创新调研报告”。
1、以 CPU 为代表的国产芯片在架构、性能、生态等方面不断取得新的进展。龙芯发布了 LoongArch 自主指令集架构,最新发布的 3A5000 芯片单核性能提升 50% 以上;申威、飞腾等 CPU 产品的性能也有大幅提高。在生态建设方面,国产 CPU 形成了至少 2000 家以上的自主生态体系,业务应用软件配套正在逐步补齐。
2、国内专业从事固件产品研发生产的厂商相对于其他领域显得十分集中。
3、国产操作系统在内核、服务和应用等各技术层面都取得了显著成果,操作系统产业向专业化和精细化方向发展,相关产品也在重点行业得到广泛应用,生态建设接近临界规模。
4、国产数据库在集中式数据库和分布式数据库两方面都取得了较大的技术进展,同时在政务、互联网、金融等领域得到了大规模的应用。
5、国内主流中间件厂商已经完成了较为充分的技术积累,核心技术基本自主可控,具备在极端情况下应对开源风险的能力。
6、办公软件章节主要讨论了文档处理软件、安全邮件和图像处理软件。在上述领域,部分产品已经逐步跨越了从“可用”到“好用”的门槛,但在稳定性、复杂文档的兼容效果上与国外产品相比还存在一定差距。
国产通用处理器芯片对海外指令集的依赖程度逐渐降低,性能越来越接近国际主流水平。与此同时,不可忽视的是随着美国最新打压措施的实施,华为的麒麟高端芯片已经面临流片被阻断的问题。
龙芯先后发布了基于 LoongArch 自主指令集架构(龙芯架构)的3A5000/3C5000L 芯 片。3A5000 芯片采用 12/14nm 工 艺 节 点,4 核, 主频 2.5GHz,相对于上一代 3A4000 芯片,单核性能提升 50% 以上,功耗下降 30% 以上。3C5000L 芯片是龙芯中科新一代高性能服务器处理器,采用 12/14nm 工艺节点,16 核,主频 2.2GHz,相比上一代 3B4000 服务器处理器性能提升 7-8 倍,性能达到国际主流服务器处理器水平。龙芯3A5000/3C5000L 芯片内置国密算法和可信模块,加解密性能可达到 5Gbps以上。
申威自主处理器架构和 SW64 指令集经过不断技术迭代,CPU 单核性能提升 2.6 倍,多核性能提升 40 倍。2020 年发布自主研发的 32 核 Core3B核心申威威鑫 3231 服务器处理器,主频 2.0-2.5GHz,支持 DDR4-3200,IO聚合带宽达到 160GB/s,支持 2/4 路互连。2021 年申威发布自主研发的 8 核Core3B 核心申威威焱 831 桌面及嵌入式处理器,内置 1 个异构主动安全管102021 网信自主创新调研报告控模块,实现计算和安全管理分离,最高主频 3.0GHz。2021 年申威完成新一代处理器核心 Core4 研制,从指令架构上增加对国密等算法的指令支持,微结构上增加了内生安全的设计。
飞腾于 2019 年推出 FT-2000/4,集成 4 个飞腾自研 FTC663 处理器核,主频 2.6GHz,典型功耗 10W;2020 年推出飞腾腾锐 D2000,集成 8 个飞腾自研 FTC663 处理器核,采用境内先进工艺,相比 FT-2000/4 的性能进一步提升 70%。在高性能服务器 CPU 领域,飞腾于 2018 年推出 FT-2000+/64,集成 64 个自研 FTC662 处理器核,是国际上首款 64 核 ARM 架构通用服务器 CPU;2020 年推出飞腾腾云 S2500,集成 64 个自研 FTC663 处理器核,支持 2-8 路处理器直连。2019 年,飞腾首次推出自主处理器安全平台架构规范 PSPA1.0,目前已在 FT-2000/4、D2000、S5000 等桌面和服务器 CPU 中支持,实现 CPU 内生安全。
在网络控制器芯片方面,网迅发布的万兆和千兆以太网控制器芯片,基本可以满足 X86 平台和国产化通用平台下 PC 和服务器硬件平台需求,其中单、双、四接口和宽温环境产品已在商业、工业、专用等领域应用推广;定制的专用网络控制器芯片,可以支持硬件国密算法,网络底层硬件上实现灵活配置和卸载各层网络安全协议。沐创自主研发了双口 40G 智能安全网络芯片;高性能安全芯片的单片方案可以满足 25G 网络的数据加解密需求,多芯片方案可以满足 100G 网络带宽的数据加解密需求。
国产SSD主控芯片在近几年的研发过程中取得了高速的发展。在性能上,国科微从传统的 SATA 接口,转换到新的 PCIe Gen3 甚至 PCIe Gen4 接口,带宽性能得到了 10 倍的提升,达到 6GB/s 的带宽性能,同时 IOPS 性能达到1M IOPS 的等级。在安全性方面,国产 SSD 主控芯片支持了国密 SM2/SM3/SM4 的加密算法,搭建了国产 SSD 的安全体系。
在后量子密码芯片的研究上,沐创针对 NIST 即将标准化的后量子密码算法,有针对性的提出了混合计算阵列架构、基 2 和基 4NTT 乘法架构等,研发完成了全球首款支持基于不同数学问题算法的后量子芯片。其中,针对后量子密码签名算法 Dilithium 提出的高效紧凑的硬件架构,是全球首个同时支持三个安全等级密钥生成、签名、验签的算法硬件架构。
国产 SSD 主控使用 LDPC ( Low-density Parity-check,低密度奇偶校验)技术愈发成熟,国科微能够以更少的纠错码实现更多的纠错 BIT 数。SSD 主控芯片的 LDPC 算法引擎纠错能力越来越强,纠错的性能稳步提高,同时纠错所消耗的功耗也在逐步降低,相关技术水平逐步接近国际领先水平。
算石科技基于国家标准研发了 TPCM 芯片,完全支持国内可信计算 3.0双体系结构,以计算机的三个启动运行阶段(待机、启动、运行)为依据,配合三类物理接口通路设计,为计算机建立起可信运行环境,并对可信环境进行主动动态监控,实现对计算机全生命周期的可信度量和控制。
《2021网信自主创新调研报告》报告通过对23个领域的数据采集和分析,
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