目前越來越多的地方開始購買國產電腦以取代原有的辦公電腦，不過其中最核心的CPU仍然是Intel以及AMD這兩家。或許有人會疑惑，既然要更換，為什麼不把所有的產品都進行更換？目前我國的處理器發展已經到了怎樣的水平？能否滿足未來數以千萬臺電腦的更換。本文就將拋磚引玉，與大家一起簡單探討我國目前在處理器領域究竟發展到怎樣的地步？

對於處理器，讀者或許第一時間想到的就是像英特爾、AMD這樣的X86架構消費級處理器，事實上除了這些處理器之外，還有很大一部分是為特殊行業所打造的處理器，因此我們將分為兩個市場和領域來介紹我國的處理器，包括面向普通使用者的消費級市場以及面向企業、科研機構的伺服器市場，而在伺服器等專業領域，就有包括X86、ARM、MIPS以及Power等主流架構，當然還包括眾多自研架構。

消費級領域：滿足輕度辦公

面對英特爾以及AMD處理器幾乎壟斷的X86處理器市場，國產處理器想要突圍並不是一件容易的事情。對於國產處理器來說一共有兩條路可以走，其中一條路便是利用VIA也就是威盛的X86專利，打造屬於自己的處理器。在2013年成立的兆芯公司就是這樣一家晶片公司，旗下的晶片主要也是以基於X86架構的為主，最主要的便是利用了VIA的X86專利。在2014年，兆芯就已經實現了ZX-C系列處理器的自主設計研發，並且在2015年開始規模量產，2016年，兆芯大規模量產ZX-C+系列8核處理器。在2017年釋出了開先KX-5000/開勝KH-20000系列處理器。

此外兆芯也不斷地透過收購和合作，從而獲得更多的X86專利，進而研發更加出色的處理器。對於兆芯來說，最重要的就是2020年10月花費17。2億元獲得了威盛旗下子公司VIABASE、VIATECH擁有的x86晶片組技術以及x86處理器的IP產權，從而實現X86處理器的深度化開發。使用X86架構最大的好處就是可以讓微軟Windows等系統輕鬆執行在該處理器上，軟體生態方面沒有太大的問題。然而這種X86架構處理器的研發最大的問題在於後勁不足，要知道VIA儘管擁有X86專利，但是數量有限，包括X86的眾多指令集幾乎都被英特爾與AMD囊括，而這兩家公司想要將X86架構授權給兆芯並不是一件容易的事情。缺少授權的指令集，對於兆芯提升自家處理器效能來說顯然是一件不容易的事情。

兆芯基於X86架構研發的處理器未來發展前景不可預知，更多的廠商還是選擇更加開放的ARM架構，畢竟ARM架構已經幾乎佔據了所有手機處理器的份額，將ARM架構從移動端帶入桌面端也未嘗不可，國產處理器中，基於ARM架構的產品也不少。比如說華為推出的鯤鵬920S與飛騰旗下的騰銳D2000均是基於ARM架構設計與打造。華為相信大家已經十分地熟悉，而飛騰作為我國的一家晶片設計廠商，於2014年成立。飛騰在近幾年推出了FT-1500A/4晶片、FT-2000/4晶片這樣的處理器。騰銳D2000則是飛騰基於自主研發的FTC663核心打造，相容64位ARMV8指令集並支援ARM64和ARM32兩種執行模式，主打低功耗市場。飛騰也表示目前擁有3400家生態夥伴數量，已經和正在適配的軟體和外設超過6670種，並且得益於ARM架構，飛騰處理器可以實現200多萬款移動APP的應用的相容，擁有比較完整的生態建設。

除了使用ARM以及X86架構之外，國產晶片廠商還有一種道路，是獨自完成指令集的研發，從而實現處理器的完全自主產權，這種道路實際上最為艱難，不過相比較前面兩種方法，自研指令集對於處理器研發水平的提升也是顯而易見。目前國產處理器中，自研指令集最具代表的公司便是龍芯，2001年由中國科學院計算技術研究所開始研製龍芯處理器，距離已經有21年的時間。而在2010年，龍芯開始市場化運作，開始將研究成果產業化，從而讓龍芯投入到市場中來。

2002年，龍芯一號流片成功，基於的是類MIPS 的RISC指令集，效能與1997推出的奔騰2不相上下。龍芯一號也是龍芯公司首款通用處理器。然而到了2003年，由於暫存器堆設計問題，龍芯2號遭遇了流片失敗的情況，隨後經過重新設計，龍芯2B在2003年正式流片，效能是龍芯一號的3至5倍。隨後龍芯在龍芯二代處理器上不斷改良與最佳化，從而滿足不同行業的使用需求。

而到了2009年，龍芯正式推出了龍芯3A1000，而這也是我國首款商用四核處理器，隨後龍芯又推出了3A2000、3A3000以及3A4000等處理器，效能也是節節攀升。然而龍芯的上述這些處理器無一例外地採用了MIPS指令系統，但是想要繼續做大做強並且實現完全自主產權，那麼處理器也需要採用自研的指令集。在2021年4月，龍芯釋出完全自主指令集架構Loongson Architecture，擁有完全自主、技術先進、相容生態三方面特點。而龍芯3A5000處理器則採用了自主指令系統LoongArch，未來可以根據實際需求進行定製和強化，可以說自主處理器發展前景比較廣闊。

採用自主指令集打造的處理器最大的缺陷就是生態建設的緩慢，沒有采用主流的X86架構也就意味著告別了Windows等主流系統以及背後數百萬款應用所組成的龐大生態。同時像龍芯3A5000處理器這樣採用LoongArch指令集也需要專門的Linux系統進行適配，比如說統信作業系統、麒麟作業系統、龍蜥作業系統已經實現了對於LoongArch指令集的適配。

除此之外，軟體廠商同樣需要實現對於LoongArch指令集，否則將無法順利執行。對此龍芯從2021年開始牽頭成立了龍芯生態適配服務產業聯盟，目前已經有70餘家適配中心和相關機構加入，形成了遍佈全國的適配服務聯動體系，並且數十家國內知名整機企業、ODM廠商、行業終端開發商等基於龍芯3A5000處理器研製了上百款整機解決方案產品。

目前包括金山WPS、騰訊QQ、微信等軟體已經基本實現對於LoongArch指令集的適配，並且在統信UOS等系統中順利執行，可以滿足政企單位的日常辦公。但是對於略微專業的領域例如報稅，財政統計等軟體，統信UOS便無能為力，而這也是目前基於自主指令集下的最大不便，那就是能夠完成基本功能，進階功能就顯得力不從心，生態系統完善仍然是龍芯3A5000想要被使用者接受的必經之路。

專業處理器：不同指令集均有涉獵

相比較消費級市場，我國為伺服器以及超算科研等領域所推出的處理器發展地比較迅速，並且部分處理器在效能上已經和世界領先水平相媲美。其中一個重要的原因就是在伺服器等領域，對於通用領域看重的並不是很深，不需要處理器全能，更多的是需要對於一個功能的深度最佳化，例如資料的併發能力，AI效能以及深度學習能力等。

目前主流的專業處理器包括ARM、MIPS、Power以及X86。X86市場同樣由Intel的至強以及AMD的霄龍所壟斷。因此國產晶片設計廠商基本上使用ARM架構來研發處理器。這些處理器大部分基於ARM指令集打造，相比較封閉的X86架構，ARM架構為公開授權，眾多晶片設計廠商也買斷了ARM指令集，獲得了架構授權，可以永久使用。此外由於伺服器執行的系統可以自主研發，不必支援太多的應用軟體，更加追求的是晶片的高效化。

比如說阿里平頭哥推出的倚天系列處理器晶片，就是基於ARM架構所打造，華為則推出了鯤鵬系列處理器，華芯通帶來了昇龍處理器，而飛騰帶來了FT系列處理器。除了ARM處理器之外，國產處理器也更多地採用MIPS指令集，比如說龍芯3A4000以及之前的處理器，北京君正旗下的處理器，這些處理器基於MIPS指令集同樣擁有不俗表現，但是後期更新乏力，發展前景沒有ARM寬廣。此外也有像中晟宏芯這樣的國產晶片廠商基於Power 8架構打造處理器，只是和目前主流處理器的效能相距甚遠。

除了上述這些架構之外，也有處理器廠商仍然選擇X86架構進行開發，代價自然是繳納一大筆專利費給AMD或者Intel以獲得授權。比如說海光打造的Dhyana（禪定）x86處理器就繳納2。93億美元給AMD，實現了高效能伺服器處理器的流片與量產。然而這種行為我國晶片廠商基本上僅有最初的晶片設計，而在生產、流片以及除錯等方面並沒有參與其中。同時這種授權的不可預測性也是X86處理器未來發展的不確定性因素。

得益於國產伺服器處理器的出眾表現，國內三大運營商也願意將伺服器採購份額分配給國產處理器。根據三大運營商伺服器近年集採大單的資訊來看，中國電信2022-2023年伺服器集中採購規模約為20萬臺，國產處理器份額達到了26。7%，中國移動2021-2022年第1批PC伺服器集採專案中，國產處理器份額達到了27。03%，而中國聯通2022年伺服器集中採購約4。5萬臺中，鯤鵬處理器的份額更是佔到了50%。儘管國產處理器的份額還沒有超過一半，但是市場份額也是節節攀升。

在超級計算機領域，國產晶片已經大量應用在超算之中。大家十分熟悉的“神威 太湖之光”便共有40960塊申威26010處理器，基於alpha架構，推出的幾年間也坐穩了超算TOP1的寶座。可以說國內處理器在專用領域的發展還是相當不錯。

然而限制國產伺服器晶片發展的一個重要因素就是製程的選擇。對於像倚天710這樣的處理器來說，強大的效能需要的是先進的製程工藝，比如說需要7nm、5nm甚至未來的3nm製程。根據相關的資料，在2021年第四季度全球前十大晶圓代工廠營收排名中，我國臺灣的臺積電營收佔據了52。1%，三星佔據了18。3%，聯電佔據5。8%，而我國大陸的中芯與華虹則分別佔據了5。2%與2。9%。

這些晶圓代工廠的營收還包括先進製程與成熟製程，至於先進製程的晶片代工基本上被臺積電、三星等企業所壟斷。我國在先進製程光刻領域相比較國際水平還有比較大的距離。尤其是現在晶圓代工處於嚴重供不應求的狀態，國產處理器出貨量的多少很大程度上取決於從半導體代工廠中拿到的產能。

除了CPU這一工業上的明珠之外，我國在DRAM、NAND快閃記憶體、顯示面板等領域發展迅速，也湧現了一批像長鑫、展銳、長江儲存等晶片設計公司，其推出的SSD、記憶體等硬體也實現了與主流電腦的相容。同時被眾多使用者所使用，海量的使用者也給了這些廠商更多的市場空間，因此使用國產硬碟、記憶體、顯示器替代國際品牌的可操作性遠比CPU要來得容易。

專業領域小有成就，生態打造是關鍵

由此可見，我國處理器在消費級市場受制於系統生態，能夠滿足輕度的應用，但是實現專業級應用顯得力不從心，而在伺服器、超算等領域則發展迅猛，已經改變了過去國外晶片獨霸的局面，包括雲計算、人工智慧、5G、邊緣計算等技術的發展也創造了新的計算需求，給了國產專業處理器更多的發揮空間。

不過國產處理器未來想要取代Intel以及AMD還是一個可行的方案，不過這其中就需要國產軟體廠商的共同配合，在滿足輕度應用的前提下，再去滿足部分專業級應用的使用需求。這樣讓國產晶片覆蓋絕大部分的使用場景，讓使用者使用起來不會有不便的情況出現，也更加容易接受基於國產系統與處理器打造的主機，隨後隨著技術的成熟與生態的完善，最終實現電腦的完全國產化。