2024信创:一文看懂国产芯片格局

智能计算芯世界 2025-01-02 08:15

虽寒冬已至,但信创的这把火,却越烧越旺。国家发放的信创补贴,正陆续到位,某些地区的补贴力度甚至达到了100%,政策覆盖期限至2027年,力度空前罕见。

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此外,国外厂商接连陷入爆雷的尴尬境地。英特尔面临“收购危机”,旗下CPU产品安全漏洞频发;微软全球瘫痪11小时,只能无奈手动重启服务器救急;黎巴嫩一声巨响,更是炸醒了许多人对于“自由世界”的幻想。

内外因素的持续发酵,同步刺激着国产化进程的加快,我们对于信创的需求也愈发清晰。经过不停的更新、淘汰,已经形成了四大指令集架构路线,6大厂商争霸的格局。

新时代信创,已经从最初的能用,过渡到了好用。用户的关注点,也越来越聚焦到安全性、零感替换以及迭代能力。足够安全,证明其具备自主可控能力;能够做到零感替代,表示其拥有足够强大的生态兼容性;是否具备迭代能力,更是产品能够长期进行性能提升的关键。

国产六大厂商,核心维度对比:

来源:信创纵横,芯通社,半导体圈,信创焦点,深圳市电子商会发文整理

华为:带领国产ARM逆境向前

基于ARM架构打造的鲲鹏处理器,在设计时充分考虑了安全因素,集成了多种安全技术,如硬件级别的安全隔离和加密功能,有效保障数据安全,但受ARM商业条款所限,暂未获得最新指令集授权,依靠较强的研发能力,自主可控能力正在稳步提升当中。

从创建之初,华为就一直与合作伙伴在鲲鹏处理器基础之上为各行业提供IT基础设施和行业应用,覆盖PC、服务器、存储、操作系统、数据库和云服务等。并通过自身资源优势,与多地政府签署捆绑协议,建设大量鲲鹏智算中心,打造“鲲鹏产业生态”。

当前华为的主力产品为5年前发布的鲲鹏920,且受制于ARMv9授权问题,产品线迭代目前处于停滞状态,性能提升受到不小影响,只能依靠堆叠核心等方式保持小幅度性能改进,逆境之中,华为也在积极寻找新的突破口,并得以破局。

龙芯:跑出国产自研加速度

“龙芯”作为我国自主研发的CPU之一,拥有 MIPS 指令的永久授权,并拓展出自研指令集架构LoongArch,从顶层架构、指令功能及ABI标准完全自主。龙芯处理器内置安全模块,具备安全、自主、高效等特点,二者软硬结合,提供稳定可靠、安全可控的完整国产化安全防护方案。

目前龙芯正在积极推进生态建设,但由于龙芯是基于自主指令系统设计的CPU,因此与X86等主流生态相比,其在商业生态的构建方面存在一定的劣势。

值得一提的是,龙芯的CPU已经实现了去“MIPS指令集架构”化,从3A5000开始都将使用LoongArch架构。龙芯最新的3A6000处理器在去年发布,并成功流片,即将推出的3B6600预计明年上半年流片,下半年回片。第一款自研GPU 9A1000已经步入研发阶段。目前整体产品系列更新迭代快,性能提升明显。

海光:开辟C86国产新局面

海光处理器具有高安全性的特点,且汇集了密码技术、机密计算、可信计算等主流安全技术方案的海光高端C86处理器,更取得了性能与安全“兼容兼得”的突破性成就。海光CPU不仅支持SM2、SM3、SM4国密及其他主流加密算法,也是唯一采用国密SM4做内存加密的CPU厂商。在人工智能应用场景中,海光CPU和DCU还可以通过安全通道连接融合为同一安全域,带来完善的AI机密计算解决方案。

经多年发展,海光自研的国产C86架构,已能够兼容数百万款基于X86架构的软件系统、OS,几乎可以进行0成本迁移。此外,海光广泛链接了产业链上下游3000余家厂商,进一步开辟、优化出了更符合本土市场需求的国产化软硬件生态;此外,海光自研的高端AI处理器DCU,全面兼容类CUDA生态,并与国内诸多大模型应用进行了深度适配。

海光拥有完整交叉专利授权,并已能够独立进行研发迭代。最新一代自研的高端C86架构处理器与AI处理器DCU已经开始商用,安全、性能、兼容性均处于国际一流水平。海光采用“销售一代、验证一代、研发一代”的产品研发策略,这意味着公司会不断推出新技术和新产品。

兆芯:发挥X86兼容优势

"自主创新、兼容主流、好用不贵" 是兆芯的发展理念,且兆芯处理器在设计初始阶段,充分考虑国家安全需求,为硬件配备了相应的加密和安全功能支持,多款产品通过了安可测评。

由于采用了x86架构,因此兆芯处理器与现有的Windows和Linux操作系统有着良好的兼容性,但生态系统不如国际主流及一些国内一线厂商成熟,软件兼容性和优化可能不够完善,目前正在进行积极改良。

兆芯是通过台湾威盛拿到部分X86授权,授权级别相对较低,且由于受到专利授权影响,产品迭代及性能提升相对较慢。兆芯根据自身实际情况,将主攻方向定位于高性价比中端产品,且效果良好。在去年底,兆芯发布了新一代高性能处理器开先KX-7000系列,此款采用自主内核微架构,相比上代产品,性能得到大幅度提升。

申威:积极突破特种市场

自成立来,申威一直在特种领域深耕,专注于高性能计算。其技术来源是于DEC的Alpha 21164,后研发出SW64自主指令集架构,知识产权完全可控、自主性更高、安全性更强,核心技术可自主迭代发展。

生态方面,申威在特定领域兼容性较好,为军队、党政机关等高机密、关键行业持续稳定提供支撑。申威是唯一一个基于申威64位指令集打造的国产CPU厂商,因此后续在独立生态建设上存在一定难度。

申威新一代服务器处理器威鑫H8000,采用指令集架构SW64,在高性能路线上实现了较大突破,整体性能提高4倍,实现了高算力卡点突破,目前申威正在全力加速技术迭代和产品演进。

飞腾:背靠国企稳扎稳打

作为芯片国家队的飞腾公司,通过专注于安全计算领域,在市场上形成了一定的差异化竞争优势。特别是在对底层系统的可信性、主动防御攻击能力有较高要求的特定行业市场中,飞腾CPU展现出较强的竞争力。

飞腾公司高度注重生态建设,与众多国产软硬件生态厂商展开了深度合作,实现兼容适配,构建起了完善的从端到云的信息化建设全栈生态体系。

基于ARM V8指令集的腾云 S5000C 高性能服务器 CPU,已在4月公开亮相,受到了业内的广泛关注,但受指令集授权所限,性能还未达到最佳。

值得一提的是,ARM作为移动端的霸主,目前也正在PC、服务器端持续发力,向主流生态发起挑战,不过最近ARM与高通的厮杀,也让ARM路线的走势,变得有些扑朔迷离。ARM一代一买的政策,更是让国产芯片厂商叫苦不迭,在架构更新受限的情况下,国内的头部厂商华为和飞腾已然交出了不俗的答卷,海光、兆芯基于现存的X86基本盘,存在天然的生态优势。

结语:

总体来看,海光信息、龙芯中科、飞腾、兆芯等国产厂商,均通过不懈努力与技术创新,逐步在不同领域中,构建了自身在芯片领域的竞争力,共同构成了我国芯片产业多元化的发展格局。

随着国家政策的大力支持和市场需求的日益增长,国产芯片行业正迎来前所未有的发展机遇。未来,如何进一步提升技术水平、完善产业链条、打响品牌知名度,将成为国产芯片产业实现可持续发展的关键,相信众多国芯人的联合探索与实践,也会为我国芯片产业的长远发展带来宝贵的经验和启示。

来源:Sone,信创新态势

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