2015中國CPU晶元哪家強？

一直以來缺「芯」少「魂」是中國計算機產業的心病，除國防軍工和信息安全領域使用龍芯、申威、飛騰等國產CPU之外，民用市場上的國產計算機基本沒有「中國芯」，中國每年需要進口的晶元的資金已經超過每年進口的石油總價，高達2000多億美元。

近年來，國家對集成電路產業發展高度重視，成立了擁有1200億元人民幣的集成電路大基金扶持產業發展，先後與IBM、VIA合資/合作成立兆芯、宏芯，並大力扶持展訊、海思、聯芯、新岸線等ARM陣營IC設計公司茁壯成長，那麼各家在2015年各取得哪些技術成果？或者說2015年國產晶元哪家強？

龍芯

龍芯在2015年對龍芯可謂是豐收年，於年中發布的GS464E可謂里程碑式的突破，在SPEC2000測試中，整數和浮點性能成倍提升——SPEC2000 GCC4.8編譯器跑分為：整數764/G、浮點1120/G，使用LCC編譯器跑分為：整數828/G、浮點1578/G。特別是其浮點性能已經接近了Intel IVY。3A2000也得益於新微結構實現相較於3A1000性能提升1倍，不僅一掃3A1000和3B1000時代的憋屈。

從表中可以看出，龍芯和Intel，最大的差距在主頻上。其次才是製程和微結構的差距。

龍芯正在流片的3A3000，針對GS464E的瓶頸做了改進，將定點發射隊列從16項提升到32項，將浮點發射隊列從24項提升到32項，並提升了緩存和主頻。期待3A3000流片歸來後的表現。

申威

因為某些原因申威始終帶著神秘色彩，而且公開資料也非常少，即便了解到情況也怯於下筆。

2015年申威的超算晶元性能達到Intel第一代至強PHI計算卡的水平，而且有著更好的性能功耗比，在設計理念上也更先進，並被用於採用純自主技術的100P超算。

筆者曾認為申威專註於超算晶元，放棄了桌面晶元的進一步研發，但事實證明筆者低估了申威的技術實力，在完成超算晶元研發的同時，申威還發布了新一代桌面晶元，該晶元採用中芯國際40nm製程，主頻1.6G，功耗40-50W，根據SPEC2000測試，整數超過1000分（@1.6G主頻）。

目前，申威也積極進軍黨政軍安全PC市場，並對龍芯、飛騰、兆芯等做安全市場的IC設計公司造成衝擊。目前申威桌面晶元的性能基本滿足黨政軍辦公需求，真正的短板在軟體支持上。

此外，在伺服器晶元方面，申威也正在積極開發一款16核伺服器晶元。

飛騰

飛騰後仿製過德州儀器的DSP，做過Intel的安騰，仿製過流處理器，仿製過UltraSPARCnT2，先後更換IA-64、SPARC、ARM三個指令集，將合作單位折磨的痛不欲生。

在飛騰購買ARM指令集授權後，飛騰於2015年發布了自主設計的微結構和CPU。

2015年，飛騰（ARM）有「火星」和「地球」2款產品。「地球」是一款4核CPU，微結構是國防科大自主研發的「小米」，是一款桌面CPU。「火星」的微結構也是「小米」，「火星」擁有64核心，主頻達2G，製程工藝28nm，功耗120W。雖然「火星」單核性能較弱，但依靠核心數量優勢，在Spec 2006的模擬器測試中，多核整數分數達672，浮點分數585，足以和Xeon E5－2699v3相媲美（Xeon E5－2699v3整數、浮點成績分別是680和460）。

誠然，目前的「小米」還無法與Intel的ivy、haswel相比，但在ARM陣營中，根據模擬器測試成績，單核性能是強於ARM Cortex A57的（筆者認為SPEC2006整數9.6/G是開auto parallel的結果，關autonparallel，使用GCC，將來實測有7/G就是勝利）。

目前，「火星」和「地球」都在流片中，估計2016年年中會有好消息。

君正

君正在2015年和三星合作，使君正產品能夠獲得三星正在推廣的Tizen系統的支持。並推出了針對智能穿戴晶元市場和物聯網晶元市場的M200和X1000。這兩塊晶元最大的優勢就是在性能夠用的前提下，非常廉價且功耗很低。君正打算將X1000賣到15-20元，搭載X1000的開源開發板可以賣到100左右。極低的價格再加上晶元本身又集成了RAM，外圍電路相對簡單，X1000甚至可以跨界充當「超級單片機」。

由於嵌入式晶元在軟體方面也是底層+OS+應用軟體，底層+OS往往由晶元供應商解決，而應用軟體一般按需求定製。這導致在智能可穿戴市場，相當一部分可穿戴產品和應用軟體具有專用性，軟體生態鏈相對較短，加上應用需求的多樣化，導致不能用一套通用方案來滿足所有人的要求，所以在這個領域沒有某個廠商可以實現壟斷。

因此，在智能穿戴市場未必會出現PC和手機市場那樣贏著通吃的情況，而這就給君正一個機會，比如某個正在做WIFI音響的創客團隊，就因飛思卡爾前段時間漲價30%，而選擇了廉價的X1000晶元，並訂購了1萬片做測試。

智能穿戴晶元和物聯網晶元對性能要求不高，君正的產品完全滿足性能要求，而Intel的愛迪生雖然性能強悍，但頗有大炮打蚊子的嫌疑。ARM陣營IC設計公司受制於相對較高的授權費，在晶元產量較小的情況下，並不具備價格上的競爭力。

因為對性能要求較高的應用場景相對較少，大部分應用場景更關注低功耗、廉價、尺寸等因素，所以智能穿戴晶元和物聯網晶元市場真正的競爭力不是性能，而是功耗、廉價和軟體支持。因此，就不比較性能了。

宏芯

由於引進技術中，往往有這樣一個過程，先貼牌，後仿製，再修改原始設計，最後在將引進的技術融會貫通後自主創新。因此，宏芯2015年發布的CP1，其實就是IBM的Power8的馬甲。根據宏芯公布的PPT，要走完貼牌、仿製、修改、自主創新這個過程基本要到2018—2019年的CP3。祝宏芯能用5年時間實現技術的消化吸收和推陳出新。

兆芯

2013年，上海市國資委下屬的上海聯投和台灣VIA合資兆芯，上海聯投注資12億元人民幣，還承接了核高基1號專項，獲得了不少於70億的項目經費。

兆芯的產品線很長，根據兆芯官網的資料，有智能機頂盒解決方案、智能手機解決方案、台式機解決方案、筆記本解決方案。其中智能機頂盒解決方案、智能手機解決方案的CPU核購買自ARM，GPU用的是購買自S3的技術，到底是買S3的技術授權，還是購買全套技術資料，因具體交易細節尚未披露也就不得而知了。如果是購買了S3全部知識產權，並可以此為平台開發自己的產品，那麼兆芯（GPU）將會是景嘉微電子的強力競爭對手。

兆芯的台式機和筆記本解決方案所用的X86晶元，但存在知識產權瑕疵——VIA的X86授權源自收購Cyrix，但在Intel收緊X86授權後，VIA遭受Intel專利大棒暴擊，使VIA的橋片銷聲匿跡。在英特爾與美國聯邦貿易委員會（FTC）達成協議後，英特爾需向VIA提供x86授權協議延長至2018年4月。

目前，兆芯有ZX-A和ZX-C兩款X86晶元，ZX-A是VIA Nano的馬甲。

2015年兆芯發布的ZX-C其實就是當年VIA做到一半，後被放棄掉的四核CPU，VIA/兆芯在拿到核高基的經費後，將當年的半成品做成成品。ZX-A和ZX-C使用同樣的微結構，差距僅限於雙核變四核，主頻提升到2G，40nm變28nm。

從圖表中可以看出來，雖然ZX-C有2G主頻，但是因為微結構性能有限，整體性能並不強。

海思麒麟、展訊、聯芯

由於都是購買ARM IP核授權就索性一起說了。

2015年海思和展訊在商業上都實現巨大成功——n根據IC Insights發布 2015 年全球前十大 IC設計商排行與整體銷售排名，海思和展訊雙雙擠入前10。麒麟950非常高的概率成為2015年能在市場上買到的安卓最強芯。而展訊在被紫光收購後，也成為不差錢的主，員工數量迅速擴充到4000餘人，在擁有雄厚的資金後，和以廉價著稱的聯發科大打價格戰，大幅侵蝕3G手機晶元市場，並將聯發科打的丟盔棄甲，股價慘遭腰斬。

而聯芯則借小米的東風，將LC1860推向市場，雖然無法和海思和展訊相比，但畢竟是一個好的開始。

不過在海思麒麟、展訊、聯芯在商業市場取得成功的同時，也要注意到，這三家公司賣出的手機晶元沒有一片是自主設計的微結構。三家公司都是購買ARM的CPU核、GPU核以及各種介面IP核，通過一定的流程，集成（高級組裝）SOC。雖然通過購買國外技術大幅降低了技術門檻，縮短了研發周期，但整個過程根本不涉及最核心的微結構設計。因此，在晶元的性能、功耗、安全性、利潤分配方面缺乏話語權，在完全依附於AA體系後，在發展路線和安全可控方面完全受制於ARM和谷歌。

（因A72比A53強很多，麒麟950在表格中只列A72）

由於都是購買ARM IP核授權，產品高度同質化，性能差距的根源在於ARM不同微結構的性能差距，因此，麒麟950在性能上大幅領先SC9830A、LC1860。

因為搭載三星獵戶座8890和高通驍龍820的手機還無法在市場上買到，加上筆者對GK跑分不感冒，所以就比較已經在市場上可以買到的獵戶座7420和麒麟950。麒麟950（4A53+4A72）和三星獵戶座7420（4A53+4A57）比較的話，由於主頻相差不大，就看A72和A57孰強孰弱了。

根據華為公布的SPEC2006測試，A57整數得分為6，A72整數得分為6.7，因此，在CPU方面麒麟950也強於三星獵戶座7420；GPU方面麒麟950是ARM的Mali T880MP4，獵戶座7420是Mali T760MP8，根據ARM的資料，兩者性能相當。

結語

在2015年的國產手機晶元中，麒麟在性能上950力壓群雄，一枝獨秀。

在2015年的國產桌面晶元中，從微結構上看龍芯最佳，申威次之，兆芯再次之，而且GS464E和已Intel的Nehalem性能差距甚微，3A2000和I3 550的差距主要在主頻上。從主頻上看，ZX-C最高，申威四核次之，龍芯3A2000主頻最低。因此，2015年的三款國產桌面CPU總體性能差距不大。

據筆者了解，2016年VIA很可能拿不出Intel Nehalem、龍芯GS464E和AMD Steamroller一個等級的微結構，而申威在完成四核桌面晶元後，主要精力放在16核伺服器晶元上，加上IC設計漫長的研發周期，因而筆者認為，2016年國產桌面晶元的最強者將從正在流片的「地球」和龍芯3A3000中產生。

關於作者：鐵流，自由撰稿人，瞭望智庫特約科技觀察員。

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