在19世纪的英国，有一位致力于为英国立传的历史作家，他就是著名的辉格党人托马斯·巴宾顿·麦考莱。他的《英国史》浓墨重彩地描述了1685年詹姆士二世即位到1702年威廉三世逝世这17年的历史。这17年是千年英国的命运枢纽，是诺曼底登陆以来传统命脉的继承，也是大英帝国未来荣光的发轫。麦考莱的著史风格自成一派。他说，最佳画作和最佳的历史著作用的方法都是“展示真相的裙角，却能窥见真相的全貌”。而感知历史，就要学会从慢变量中寻找小趋势。正如同黄仁宇先生选取的万历十五年，发生了若干为历史学家易于忽视的事件，这些事件表面看来虽似末端小节，但实质上却是以前发生大事的症结，也是将在以后掀起波澜的机缘。

对于当今的国产CPU阵营而言，也正在变量中酝酿未来的波澜。

各有拥趸

CPU的重要性不言而喻，作为信息技术的核心，国产CPU是推动我国安全可控信息技术和产业发展的基石。

然而，CPU向来是芯片业的“皇冠”，经过多年鏖战，英特尔、AMD、IBM等铸就了高护城河和高壁垒。我国虽然经过多年的努力，但兜兜转转中的产业化步伐却仍相对趔趄。

为何？这要从架构说起。如果把CPU比作是一个房子，那么CPU架构就是这个房子的设计图纸，规定了它的面积、朝向、格局等。有了好的架构，才能为真正实现自主可控打好基础。

目前CPU架构为两大流派CISC(x86)和RISC(Arm、MIPS、Power等)，随着市场的演进，主流的当属x86和Arm。

在国内一众选手中，都各有拥趸：x86系的主力选手是北大众志、海光和兆芯，前两者由AMD授权，后者则是台湾威盛；MIPS阵营的龙芯、君正；Alpha系则以申威主导，主要面向高性能计算、服务器领域，在超算领域有强大的实力；Power系的中晟宏芯；Arm系中则有飞腾、华为海思、展讯和已“消亡”的华芯通。此外，还有以自主架构为主打的华夏芯等。

不得不说，国产CPU的发展走过不少歧路弯路，甚至陷入不同利益的纠葛牵绊，但目前各大阵营在产品、技术和生态层面均在点面推进。

按中国半导体行业协会集成电路设计分会理事长魏少军教授汇总的话来说，国产CPU等高端芯片在专用市场取得较好成绩，部分国产CPU已开始走出专用市场，尝试进入公开市场参与竞争。

各显神通

以即将过去的2019为刻度，各CPU厂商交出了不同的答卷。

从依托于SPARC架构转向采用Arm架构的飞腾，最近推出新4核CPU产品——FT-2000/4。与上一代产品相比性能提升了1倍，访存带宽提升了3倍，功耗降低三分之一，同时硬件实现安全增强，支持 PSPA 标准及多种国密算法。

而从MIPS架构业已转向自主架构的龙芯，则正式发布首款基于GS464v微架构的四核处理器3A4000和3B4000，主频提升至1.8GHz-2.0GHz，具备相同工艺性能成倍提高、片内安全机制、自主研发三大特征。龙芯中科总裁、中科院计算技术研究所总工程师、龙芯CPU首席科学家胡伟武博士宣称，龙芯经过20年的发展，CPU单核通用处理性能已达到AMD水平，OS成熟度业已接近Windows XP。

在x86阵营中，兆芯在年中推出号称可与英特尔第7代i5水平相当的开先KX-6000系列，以及开胜 KH-30000 系列。最近再次宣布将研发下一代面向高性能服务器市场的处理器，将在2021年推出，并命名为开胜KH-40000系列处理器，同时新的KX-7000系列处理器将工艺目标定位7nm以下，继续延续SoC方案。

而华为海思的力道也十分强劲，据年初发布宣称业内性能最高的Arm型CPU华为鲲鹏920以来，已推出了开放强大的鲲鹏主板，进军服务器和台式机市场，同方、山西百信等已在合作，实力有目共睹。而其他选手也在争先恐后，倾力在性能、生态和应用层面发力。

从终极考核来看，飞腾的生态合作伙伴数百家，产品应用遍布诸多领域。而且，飞腾CPU 在满足桌面、服务器和嵌入式等通用算力的基础上，还将继续加大投入，满足未来 IoT、边缘计算和人工智能等专用算力的需求。龙芯中科副总裁张戈也提及，龙芯的合作伙伴已增至千家，在政企、安全、金融、能源、交通、教育等各个应用场景中都有了诸多广泛的应用，2019年龙芯芯片出货量已超50万颗以上。

各有隐忧

随着一众选手的合围，国产CPU已取得一定突破，但从专用市场走向通用市场，将是下一阶段的“主赛程”。

正如魏少军所言，由于特定市场的销量有限及应用场景的特殊性，对产品正面推动作用有限。如果不能把精力转向95%的公开市场，那么即便在5%的特定市场做得再好，那将还是自娱自乐，无法成为市场的王者。

但走向通用市场，意味着在生态和应用全面开花，这显然是考验无比巨大的系统工程。

所谓成也萧何败也萧何，主流的指令集架构在不同的领域出现了明显的霸主格局，x86架构统治着桌面PC与服务器领域；Arm架构则在移动领域称雄，同时全面进军桌面PC和服务器市场。选择x86与Arm架构的国内CPU厂商或多或少受限于这一格局，而且大多只能仰仗政策保护和体制内采购，先期在专用市场开辟生机，走向通用意味着直接拼上主战场，弹药、补给、配套都要全面升级。相对而言，其它架构面临的困难更多，要想大面积推广需逾越更多的天堑。

华澜微电子股份有限公司副总经理周斌认为，虽然从性能上来说国内CPU与国外差距在缩小，但在软硬件生态、应用等层面来看，还需不断加强改善，解决好应用适配的问题才能进一步发展壮大。

“应用不够丰富和产业不配套成为自主CPU和OS发展的下一个瓶颈。”胡伟武也认识到这一问题，“因此未来CPU与应用软硬件企业应该相向而行。”

而除了着力融入国产化软硬件生态体系或兼容各架构固有体系外，也有厂商倾向打造自有的生态体系。龙芯宣称将着力打造独立于Wintel和AA （ARM+Android）的第三大生态体系，着重开放、兼容、优化来构建。

这显然是一场长期战。业内人士安扬指出，自我创建第三大生态体系能否成功要看天、时、势、人，这是一个综合的结果。天代表在变化的国际环境下如何战略选择和部署；时就是时间，长城不是一天建造完成的，过去积累太少，需要时间慢慢试错、积累；势就是趋势的变化，未来比拼仍在于谁生态体系建设得更好，谁在未来新赛道上积累得更为完整和充分，谁就有机会站在制高点；人就是源，是前进的动力，需要制度的力量调动人才的潜能。

各遂其志

可以说，如今的国产CPU正面临大变局，而对于自主可控的说法，周斌认为：“自主可控是伪命题，因为用得越多，漏洞机会相应也大，这是矛和盾的问题。重心应转向国产替代，在应用层面加大国产替代的力度。”

国产替代已然是明确的大方向，也蕴含着大机会。

这就涉及两个层面的“再造”：一方面，需要真正掌握指令集、工具链和微架构等核心技术，掌握主动权；另一方面，打造国产化软硬件生态，在应用层面步步为营。就前者而言，就公开资料显示，龙芯已购买了MIPS架构的终身授权，并可以在指令集上进行修改，且2018年MIPS宣布指令集免费授权，这对龙芯和君正无疑是一大利好；飞腾取得了Arm技术架构，可对CPU计算模块（内核）在内的代码进行修改；申威取得的Alpha架构的授权，指令集也可以基于Alpha进行扩展；华为拥有Armv8的永久授权等等已然得到佐证。

而业界出现的针对各种架构授权自主性的质疑，或许拿出有力的反击就是应用了。特别是不能被个别所谓的马甲厂商绑架，表面上披着国产的外衣，但“芯”却还是国外厂商的。

显然，这是一项艰巨的任务。周斌提到，一方面，软硬一体化协同发展已经成为业界共识，操作系统的国产化也在推广，这些架构要在兼容不同的操作系统上不断提升和优化，包括UOS、麒麟以及自主OS等等；另一方面，CPU作为一个涉及芯片设计、工艺、封装与软件的大系统工程，国家层面应该建立实质性规划，明确相应的国产化要求以及认定工作，这才能让厂商在重大产业路径上的选择上有的放矢。

“国产替代是时间问题，也是必须要解决的问题。这其中最重要的就是最底层的CPU和操作系统的安全，必须要更换为国产的CPU和系统，最新出台的等保2.0就要求全面的替代。”安扬着重指出。

需要注意的是，RISC-V架构的出现，也被誉为国产“芯”崛起发展的好机会，还大有可为，未来或与x86和Arm形成三分天下的格局。

业界专家莫大康老师建议说，国内CPU发展的关键在落实应用，只有使用多、发现问题多，通过不断改进才能生存下来。国产化一定有个过程，谁也无法躲避。无论何种架构，最根本的还在于扩大应用面，迅速改进，唯此才能争取主动。

周斌也强调，长期来看，无论是何种架构，最终还是靠生态与应用取胜。

悟已往之不谏，知来者之可追。国产CPU之路注定不是坦途，但征服的路需要波澜壮阔。