兆芯比肩八代i3？看國產CPU的艱難發展史

不知道你有沒有曾經和小趣一樣的疑問，不論是我們的手機也好，還是電腦也罷，其最核心的CPU部分，一直都是國外的，我們中國到底有沒有設計和製造CPU的能力呢？

1971年，intel公司發布了世界上第一塊微處理器——4004。這塊微處理器的製造工藝只有10um，這在當時看來，是一個非常「先進」的產品。外層只有16個針腳的它，內置了2300個晶體管，雖然放到現在來看簡直不敢想像，但是在那個年代，足以秒殺那些體積臃腫的電子管計算機了。

CPU的性能逐漸提高，與半導體製造的工藝不斷升級有著非常密切的關係。遵循著「摩爾定律」，半導體製造工藝每兩年就會翻一番，因此CPU的性能也就一點點的伴隨著工藝的進步，從而發展到如今的狀態。

簡單的來說，半導體的工藝製程，指的是晶體管之間的距離，更先進的工藝，就會在相同尺寸晶元的前提下，放入更多的晶體管，從而性能也就有了質的提升。

我們所熟知的i5、i7處理器是來自Intel公司所推出的CPU產品，而另一個速龍、銳龍處理器，則是AMD公司所推出的CPU產品，這兩家公司，幾乎佔據了消費類CPU產品的整個江山，而這兩家公司，都來自美國。

在半導體產業中，美國絕對可以稱得上是「世界第一」。坐擁著數家知名的半導體龍頭企業，掌握著真正的「核心科技」。

那麼我們中國什麼時候才能有屬於自己的CPU？

我國半導體事業落後於美國將近20年的時間，技術積累和經驗在最初都是0的狀態。受制於專利的限制，國外的X86架構處理器的很大一部分指令集，都是被AMD和Intel所壟斷的，這也是他們的核心競爭力，想一想也是不可能賣給我們中國人。

那怎麼辦？從無到有自主研發！但是這個研發和製造的過程，卻是無比的艱難。

早在2003年，時任上海交通大學微電子學院院長的陳進，發布了一款「驚天動地」的產品——漢芯一號。這款晶元據稱250萬個晶體管，採用0.18微米工藝製程，並且是32位運算內核。從這些賬面數據來看，研發周期僅僅16個月的微處理器，就這樣誕生了？而且性能不俗。

隨著後來漢芯事件的慢慢發酵，才有了真相——漢芯一號是陳進從美國一家公司購買回來的已經成熟的成品晶元，因為陳進擁有了這個晶元的源代碼，因此便用砂紙將之前晶元上的字樣和LOGO打磨掉，再重新印刷上新的LOGO，這樣一來，一款所謂的「中國芯」就誕生了。

隨著漢芯的醜聞曝光，讓這個造假的CPU在國際上都讓人嘲笑起我們中國人。「中國人造不了CPU」逐漸被外國的各大科技企業拿來當做笑柄。誠然，技術落後，就要挨打。

不過在「漢芯」之前，還有一個隸屬於中國科學院計算所的CPU課題項目——龍芯，在2001年5月，正式立項。

由於X86架構在國外的技術壟斷，我們無法使用X86架構來進行研發。2001年底，採用類似於MIPS的簡單指令集的「龍芯一號」正式問世。雖然「龍芯一號」的工作主頻只有僅僅266MHz，但是卻成功的驗證啟動了Linux系統，並且通過了中科院的組織鑒定。

隨著十幾年的發展和不斷鑽研，2017年，龍芯3A3000/3B3000系列處理器問世。四核64位處理器，1.35GHz-1.5GHz的主頻，雖然性能依然落後於國際廠商，但是已經在如中國航天、殲20殲擊機等高度依賴自主化平台的領域應用，也徹底打破了國外晶元處於技術壟斷的地位。

由於架構的不同，龍芯始終無法直接兼容Windows系統，只能應用於跨平台的Linux，因此在個人消費電子領域，我們或許很少見到龍芯的身影。不過龍芯也在2017年4月舉辦了一場發布會，除了帶來了我們前面說到的龍芯3號處理器之外，還有一台定位於個人的筆記本產品。

這是一台來自龍芯的概念機產品，使用了國產化的中標麒麟操作系統，內置了WPS辦公軟體。更令人驚喜的是，這台筆記本居然使用了和戴爾XPS有些相像的超窄邊框設計，完全國產化的消費類筆記本，或許不再只是夢想。

國產化的X86處理器——兆芯

不同於龍芯的上海上海兆芯集成電路有限公司，也曾用短短四年的時間，研發出了我國第一塊可通用的X86架構處理器，根據公開資料顯示，兆芯開先KX-5000系列處理器在架構、核心方面都是自主研發，並且也是國內首款支持雙通道DDR4內存的CPU。

不過疑問點也在這裡，之前說道的X86架構不是被國外壟斷了嗎？兆芯的X86架構又是哪裡來的？這就不得不提曾經可以和AMD、Intel同台競爭的台灣威盛VIA。威盛做為世界第三大X86處理器廠商，為兆芯提供了X86架構的專利。

雖然存在技術授權，但是兆芯的問世，意味著這塊CPU從裡到外，核心技術都可以在我們國人手中，安全可控。也可以與國際上其它廠商同台競爭，雖然性能相對較低，但是應用於辦公領域卻綽綽有餘。

兆芯開先KX-5000處理器採用了目前比較成熟穩定的28nm製造工藝，主頻最高可達2.4GHz，並且據報道稱，這款處理器的性能已經接近7代i3處理器的水準，不得不說這是一個質的跨越。

由於兆芯處理器單晶元集成了CPU、GPU、高清視頻解碼器、內存控制器、PCIE及其他高速數據介面，並且採用國際流行的SoC設計，因此具有高度集成化的特點，也就可以與國際上其它同類產品展開競爭，或許在不久的將來，我們的筆記本或者台式機上，很可能就會使用到兆芯的處理器。

畢竟，中央處理器不僅是電腦最為關鍵的核心元器件，也是整機中價值和利潤最高的部分。而目前整個市場卻幾乎都是英特爾和AMD的天下，我國每年在CPU相關的進口就高達550-600億美元。如今，這個市場裂口正在逐漸被打開。

不管事從裡到外都擁有自主知識產權的龍芯也好，還是國內首款X86架構的兆芯也好，都代表了我國逐漸在與國際半導體廠商市場競爭上，有了籌碼，也不會再讓我們因為這麼一塊「芯」而受制於人。

（本文圖片均來自互聯網，參考資料來源：百度百科、知乎、兆芯官網、龍芯官網）

「據說龍芯筆記本還能在閑魚買到！」