前不久,龙芯中科在北京召开了龙芯3A6000的发布会。作为目前为止,国产自研CPU里性能最强悍的一块处理器,龙芯3A6000的发布标志着中国在自主研发处理器领域迈出了重要的一步。
在发布会一开始,龙芯掌门人胡伟武就聊到了一个网上热议的话题,为什么这么多年,龙芯仍要坚持自研指令集架构?
目前在PC市场,通用CPU芯片的开放市场被Wintel(Intel+Windows)体系把持,手机市场则由AA体系(ARM+Android)主导。要想生产与其相匹配的 CPU,厂商需要先获得相应指令集的授权。因此,“要想做完全自主创新的CPU,就必须在指令集这个底层技术层面也实现自主。”
近年来,从实践经验来看,有两种比较成功的模式:
一种是龙芯模式,它选择自主研发路线,通过逐步积累、自主设计核心IP,并购买国内成熟工艺,依靠自身设计能力提升芯片性能。
另一种是华为模式,采用技术引进路线,购买最优秀的ARM IP,并借助台积电尖端工艺设计手机SoC。
龙芯模式的优点在于高度自主、成本节约、人才培养、长期发展潜力大,不依赖外部IP和尖端工艺。但其缺点是发展初期进展缓慢,商业推广困难,软件生态建设困难。
华为模式的优点在于商业推广容易,可以在早期就通过技术引进达到国际一流水平,并且可以利用ARM的成熟生态。然而,这种模式对资金需求大,同时设计和制造依赖于外部IP和尖端工艺。在国际形势稳定时,融入国际主流的华为模式将更有可能取得成功,因为它可以购买到最优秀的ARM IP 和台积电的尖端工艺,但在国际形势不确定时,风险较大。
这也是为什么龙芯虽然是造国产CPU,但不去使用Arm、RISC-V等现成架构的授权,坚持一路从MIPS指令集架构走来的原因。
在发布会上,胡伟武展示了龙芯3A6000在性能表现上,已接近英特尔十代酷睿i3的性能水准。但比性能提升更重要的,就是龙芯已经意识到上代3A5000在软件生态匮乏上的弊端。这次,龙芯将自家的LoongArch(龙架构)进行了开源,让开发者可以直接在上面搭建操作系统.目前已经支持了包括统信、麒麟、欧拉、鸿蒙在内的多类系统,与此同时,考虑到办公需求,微信、Wps、钉钉、腾讯会议等办公应用也将相继入驻。
此外,龙芯为了弥补在应用数量上与主流操作系统如Windows、macOS相比的劣势,采取了一项聪明的策略——通过二进制翻译技术来运行X86应用程序。这项技术听起来似曾相识,没错,在三年前,当苹果从英特尔的X86平台转向自家M系列芯片的Arm平台时,也采用了类似的方法。苹果的解决方案是,利用Universal帮助开发者简化软件编译,然后使用Rosetta软件,让尚未进行架构转换的软件在新的电脑上运行。
龙芯的方案与苹果的类似,也是通过转译的方式,让计算机先运行X86和Linux软件,然后逐步解决那些无法立即迁移的软件和应用。胡伟武表示先让用户享受到已有软件的便利,再逐步解决迁移软件的问题,这样用户体验会更好。
如果说之前的搭载龙芯cpu的电脑,还是一个啥都做不了,除了亮屏和跑Linux系统外,没有多少可用软件的铁疙瘩。那么从龙芯生态兼容X86应用开始,用搭载龙芯Cpu的消费级电脑办公往后可能就不再是梦了。
看到这,有的人可能就明白了,作为国家“863”重大专项的龙芯,在推出三代产品后,我们在市面上仍看不见龙芯电脑的最大原因就是软件生态。
当前国内芯片制造面临的核心问题是先进芯片制造工艺,这需要巨额投资。龙芯目前资金过少,无法参与芯片制造业。而国内主要的芯片制造厂商只有华为海思,因此国家更倾向于扶持华为海思。之所以是华为海思而不是龙芯主要有以下两点原因。
1.龙芯出货量有限,对芯片制造业影响不大
根据龙芯目前的销售额预估,搭载LoongArch(龙架构)的龙芯年销量可能只有百万级规模,考虑到龙芯在上市前销售主力一直是MIPS芯片,因此预估的年销量可能更少。其中,3A5000的die面积约为147mm^2,3A6000的die面积约为120mm^2。考虑到一片12寸晶圆可以切割400-500片die,因此龙芯所需的晶圆数量大约只有小几千片。这远远不足以支撑一条产线一周的生产能力。因此,龙芯的整体规模相对较小,对国产芯片制造工艺的提升意义有限。
在当前情况下,龙芯的规模和产量无法与现有的芯片制造业巨头相提并论。虽然龙芯在推动国产芯片技术方面有一定的意义,但其规模和影响力还不足以在芯片制造业中发挥关键作用。因此,国家更倾向于优先支持已经在芯片制造领域占据主导地位的厂商,如华为海思,以加快国内芯片制造工艺的发展和提升。
2.全盘推广龙芯可能会削弱中国在国际市场上的竞争力
中国作为世界工厂,信息化设备是重要的出口商品之一,而全面推广龙芯可能会使中国失去在国际市场上的竞争优势,对出口不利。国家不全面推广龙芯并不意味着龙芯会消亡。目前,国家对国产CPU的支持主要是通过资金扶持和市场扶持来实现的。从龙芯的财报可以看出,国家一直在提供资金支持。
此外,信创市场也在对国产CPU厂商进行扶持。最终,谁能在市场竞争中脱颖而出取决于产品质量、性能和市场需求,而不是仅靠行政命令。因此,国家在推动国产CPU发展方面更倾向于以扶持为主,让市场竞争决定最终的胜者。这样的做法更有利于中国在国际市场上保持竞争力,同时也有助于国内CPU产业的健康发展。