本文来自“重磅报告：2024-2026年中国信创硬件产业发展建议报告”，信创产业的生态体系主要由基础硬件、基础软件、应用软件和信息安全四部分构成。六大国产 CPU 企业在指令集授权的基础上都进行了自研，实现了自主可控，并进入国家信创目录，六家企业的 CPU 均自主可控。
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亿欧智库：2025年六大未来产业发展趋势与人工智能八大落地场景洞察鲲鹏计算产业是基于Kunpeng处理器构建的全栈IT基础设施、行业应用及服务，包括 PC、服务器、存储、操作系统、中间件、虚拟化、数据库、云服务、行业应用以及咨询管理服务等。鲲鹏计算产业路线是华为提出的六大数字技术生态之一，除鲲鹏外，还包括昇腾、HMS、鸿蒙、华为云、MDC（智能驾驶计算平台）。其中，鲲鹏是华为面向政企市场，与地方政府和合作伙伴共同打造鲲鹏产业生态、构建具有国际竞争力的通用计算技术路线。鲲鹏处理器基于 ARM v8 指令集永久授权，自主研发设计处理器内核，兼容全球 ARM 生态，并围绕鲲鹏处理器打造了“算、存、传、管、智”五个子系统的芯片族，实现全场景处理器布局。华为从 2004 年开始基于 ARM 技术自研芯片，在通用计算处理器领域，2014年发布鲲鹏 912 处理器，2016 年发布鲲鹏 916 处理器，2019 年 1 月发布鲲鹏 920处理器。鲲鹏 920 处理器是业界第一颗采用 7nm 工艺的数据中心级的 ARM 架构处理器。2019 年以来，由于华为开始持续遭遇打压，后续产品主要是在鲲鹏 920 的基础上进行更新迭代，最新产品型号有 7260、7261k、7265F 等，但鲲鹏系列 CPU 只能在基于 ARM v8 架构基础上进行迭代。飞腾信息技术有限公司公司致力于飞腾系列国产高性能、低功耗通用计算微处理器的设计研发和产业化推广，同时联合众多国产软硬件生态厂商，提供基于国际主流技术标准、中国自主先进的全国产信息系统整体解决方案，支撑国家信息安全和重要工业安全。基于自主的内核技术，2020 年飞腾对三大产品谱系（高性能服务器 CPU、高效能桌面 CPU、高端嵌入式 CPU）进行了全面的品牌升级，形成了飞腾腾云 S 系列、飞腾腾锐 D 系列、飞腾腾珑 E 系列，产品研发基于这三大产品线不断迭代升级。在未来的产品规划方面，腾云、腾锐、腾珑三个系列的产品线都有相应的布局。腾云 S 系列有两款核心产品，为腾云 S5000C 和腾云 S6000；腾锐 D 系列有一款核心产品，为腾锐 D3000；腾珑 E 系列有一款核心产品，为腾珑 E3000。但同样的，飞腾 CPU 也只能在 ARM v8 架构基础上进行产品迭代，由于不能使用最新的 ARM技术，产品性能将与领先企业拉开差距。海光信息成立于 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。海光处理器兼容市场主流的 x86 指令集，具有成熟而丰富的应用生态环境。海光 CPU 主要面向复杂逻辑计算、多任务调度等通用处理器应用场景需求，采用兼容国际主流 x86 的 C86 处理器架构和技术路线，具有优异的系统架构、丰富的软硬件生态等优势。此外，海光 CPU 支持国密算法，扩充了安全算法指令，集成了安全算法专用加速电路，支持可信计算，大幅度提升了高端处理器的安全性，可以在数据处理过程中为用户提供更好的安全保障。海光拥有授权技术整套源代码，现已经完整取得并消化吸收了 x86 相关全套技术，开始独立进行 CPU 产品设计和迭代开发，并在微体系结构等方面不断自主创新，在计算能力、总线带宽、内存频率、安全性、可扩展性等方面均有显著提升。海光C86-3G 处理器于 2022 年第三季度开始上市，于 2023 年实现规模化销售，目前海光C86-3G 仍为海光 CPU 系列主力销售产品。海光 CPU 自主迭代主要有 3 个方面：1）更新微架构，包括计算能力的提升；2）增加安全应用方面能力，如对国密算法的支持；3）研究先进设计和封装技术，自主迭代核心与 SoC 结构，具备定制 IP 和开发封装基板的能力。海光 C86 系列处理器保持每代至少 15%-30%的性能提升。兆芯是成立于 2013 年的国资控股公司，总部位于上海张江，在北京、西安、济南等地设有子公司，公司同时掌握中央处理器、图形处理器、芯片组三大核心技术，具备相关 IP 自主设计研发的能力。自成立以来，兆芯已成功自主研发并量产多款通用处理器产品，并形成“开先”PC/嵌入式处理器和“开胜”服务器处理器两大产品系列。2022 年四季度，兆芯推出全新一代服务器 CPU——“开胜 KH-40000 系列处理器”。“开胜 KH-40000 系列处理器”拥有全新的自主内核微架构，具备高核心性能、高集成度、高效扩展互连、丰富 IO 等显著优势，能够进一步支撑云计算、大数据分析、高性能存储等典型服务器应用对多核心、多内存、多 PCIe 扩展等方面的需求。与此同时，兆芯还发布了面向 PC 和嵌入式计算平台的“开先 KX-6000G 系列处理器”。“开先 KX-6000G系列处理器”拥有更加卓越的能效比，最高工作频率达到 3.3GHz，图形性能更是上代产品的 4 倍，可进一步改善终端产品的使用体验。但由于兆芯的 x86 产品来自威盛，随着威盛与英特尔的 x86 授权协议到期，威盛原则上无法再使用英特尔新的 x86 专利及相关软件，这意味着兆芯使用的仍旧是旧版的 x86 专利，产品性能尽管在不断提升，但与领先企业相比仍有差距。龙芯是中国科学院计算所自主研发的通用 CPU，采用自主 LoongArch 指令系统，兼容 MIPS 指令，所有 IP 模块皆为自主设计，拥有片内安全机制，可信性高。龙芯处理器以 32 位核、64 位单核及多核 CPU/SOC 为主，主要面向高端嵌入式、个人电脑、服务器和高性能机等应用。龙芯产品体系分为三大系列：龙芯 1 号系列为低功耗、低成本的专用嵌入式 SoC或 MCU 处理器，主要面向嵌入式专用应用领域，如物联终端、仪器设备、数据采集等，主要根据需求定制；龙芯 2 号系列为低功耗通用处理器，采用单芯片 SoC 设计，应用场景面向工业控制与终端等领域，如网络设备、行业终端、智能制造等；龙芯 3 号系列为高性能通用处理器，通常集成 4 个及以上 64 位高性能处理器核，与桥片配套使用，应用场景面向桌面和服务器等信息化领域。龙芯基于自研 LoongArch 龙架构产品创新迭代速度非常快，几乎每年都有新产品上市。2022 年，龙芯有五款芯片流片成功，分别是面向信息化和工控领域的龙芯2K1000LA，面向物联网领域的龙芯 1C102、龙芯 1C103，面向工控领域的龙芯2K2000、龙芯 2K1500；同年，龙芯 3C5000 处理器正式发布，龙芯 3C5000 系列是龙芯中科面向服务器领域倾力打造的高性能通用处理器。2023 年 4 月，龙芯中科正式发布新款高性能服务器处理器——龙芯 3D5000；同年 11 月，龙芯中科正式发布新一代四核处理器龙芯 3A6000。此外，龙芯 3D6000 和 3A7000 等新产品正在研制中。其中，3D6000 将集成 32 核心，支持 2～8 路服务器；3A7000 将采用更为先进的工艺制程，并将主频提升到 3.0GHz 以上，单核性能将比上代提升 20～30%。成都申威科技有限责任公司成立于 2016 年，公司依托国家信息安全发展战略，主要从事对申威处理器的产业化推广。申威处理器以 Alpha 指令集为基础进行拓展，高度自主可控。Alpha 指令集由美国 DEC 公司研制，主要用于 64 位的 RISC 微处理器。DEC 公司后被美国惠普收购，无锡江南计算所购买了 Alpha 指令集的所有设计资料。江南计算所基于原来的Alpha 指令集，开发出了更多的自主知识产权的指令集，并研制了申威指令系统，推出了申威处理器。申威处理器是在国家“核高基”重专项支持下，由上海高性能集成电路中心研制的全国产处理器。首颗申威处理器代号“SW-1”于 2006 年研制成功，“SW-1”基于 DEC 公司 Alpha 架构，130nm 制程，主频为 900MHz。出于安全性能以及知识产权角度，申威在研发出第一代基于 Alpha 指令集的CPU 后，将指令集替换为自研的自主可控申威 64 位指令集，完全区别于原有 Alpha指令集。申威处理器专注于高性能计算，尤其是在服务器领域，浮点运算算力与同期外国处理器相当。申威 SW26010 是中国首个采用国产自研架构且性能强大的计算机芯片，被神威·太湖之光超级计算机系统采用。申威在超算领域的应用场景中性能强大，优势较为明显。从 2006 年开始开发服务器至今，申威经历了四次产品迭代。根据企业规划，“十四五”期间，申威在服务器处理器领域将开发申威 8A、申威 8B 等系列产品，在嵌入式服务器领域将陆续形成太湖-1、太湖-2、太湖-3 三个系列产品，分别应对低功耗应用需求、性能功耗均衡应用需求和高性能应用需求。2024 年，申威在服务器市场中有所斩获，根据中国移动 2024 年 PC 服务器产品集采结果，申威获得了共计 5600台的订单，申威服务器首次大规模进入通信运营商行业市场，也是迄今为止申威产品销售最大一笔订单。CPU 主要的性能衡量指标包括：1）芯片工艺制程：一般来说芯片工艺制程越小，集成度越高，单位面积内容纳的晶体管数量就越多，功耗越小，CPU 性能越强；2）主频：CPU 的工作频率越高，运算速度越快；3）核心数：硬件上存在的核心单元越多，CPU 所能处理的数据和任务越多，多核已经成为除了提升主频之外提升CPU 性能的重要手段；4）最高内存频率：内存主频越高在一定程度上代表着内存所能达到的速度越快，内存主频决定着该内存最高能在什么样的频率正常工作；5）PCIe 通道数：PCIe 通道数越多，可扩展的设备越多。通过指标对比可以看出，2022 年 Q3 上市的海光三号 7390 在主频、核心数、内存通道数、内存最高频率、PCIe 通道数等指标上均居于行业领先地位，是目前国内性能最优的 CPU 产品。半导体行业系列专题：晶圆代工，特色工艺蓬勃发展，自主可控成果显著人工智能行业AI硬件全景洞察报告：下一波AI创新机遇在物理空间（2024）亿欧智库：2025年六大未来产业发展趋势与人工智能八大落地场景洞察2025新技术前瞻专题系列合集
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