龙芯CPU需要多长时间才能进一步追上英特尔?

龙芯3C5000吴福气CPU集成了16个高性能龙芯LA464处理器,32MB共享高速缓存和4个64位DDR4-3200内存控制器,主频为21-23GHz,单新产品双精度浮点运行速度超过05TFLOPS。

近日,根据中国科学院科技创新亮点成果筛选活动页面的结果,龙芯中科技有限公司完成了基于独立标志Arch指令系统的龙芯3.5万服务器CPU的开发,国内服务器CPU向前迈出了一步。

对于CPU的命名,A系列一般是桌面级CPU,C系列是服务器CPU。根据公开信息,龙芯3C5000吴福气CPU集成了16个高性能龙芯LA464处理器,32MB共享高速缓存和4个64位DDR4-3200内存控制器,主频为2.1-2.3GHz,单新产品双精度浮点运行速度超过0.5TFLOPS。

就性能而言,龙芯这款3C5000已经等同于市场上的主流CPU,已经能够满足当前云计算和数据中心的性能要求。

国产CPU

值得一提的是,LoongArch,即龙芯独立指令系统架构,具有完全独立、技术先进、兼容生态的特点,其中指令近2000条,不包括MIPS指令系统。该架构今年正式由龙芯发布。

今年7月,龙芯中科发布了3.5万CPU。作为桌面CPU,其性能已接近市场主流产品。根据相关机构的评估数据,龙芯3.5万单核SPECPU2006Base在2.5GHz主频下的固定浮点分数超过26分,平均每GHz性能超过10分,与市场主流X86产品相当接近。

其中,除CPU核心外,龙芯处理器还自主开发了GPU核心、AD5324BCPZ-REEL7内存控制器和PHY、高速IO接口控制器和PHY等数百个IP。

除龙芯外,国内CPU生力军还包括兆芯、飞腾等。2015年,兆芯发布了ZX-C4600/4610处理器,被认为是国内价格门槛较低的通用X86CPU。主频为2GHz,采用28nm制造工艺。

根据测试,这款兆芯的芯片性能基本相当于2007年英特尔发布的奔腾双核E2160的两倍,已经能够满足日常办公需求。同时,由于X86架构,可以兼容Windows、Linux等操作系统。

飞腾还发布了经典的FT-1500A/4四核处理器等处理器产品,但由于采用ArmV8架构,无法与Windows兼容,基本上只能运行国产Linux系统,离普通消费者更远。

飞腾还发布了FT-1500A/16的16核心处理器和FT-2000+/64的64核心版服务器平台。

除上述几款外,国产CPU还有坤鹏、海光、申威等品牌,如申威的CPU被曾经是世界第一的超级神威太湖之光所采用。

国产CPU的困境与现状

以上已经了解到国内部分CPU相关产品,但可以肯定的是,如果不是业内人士,可能基本没听说过这些国产CPU。一方面,国内CPU的市场份额太小,知名度仅限于相关专业人士。另一方面,国内CPU的推广更加困难。

首先,在价格方面,普通用户可能会认为,由于国内CPU的性能与英特尔相比仍存在差距,甚至可能不如上一代奔腾和赛扬,因此价格必须比这些产品便宜。

但事实上,正是因为国内处理器的受众较小,大多数用户不付费,销量较低,研发成本在这里,每个CPU的成本并不低。假设开发一个新系列需要1亿元(成本很低),但最终只卖出不到10万套(10万套基本上是国内CPU销售的上限),那么每套成本将达到1000元,不计算渠道成本、存储、运输等额外费用。

与英特尔相比,国产CPU的成本很难降低,因为AMD的销量往往超过数百万,这导致国产CPU的价格甚至高于这些国外CPU产品。

当成本不能降低,性能不如国外同类产品时,普通消费者基本不支持,只能依靠政府采购。如果你想让普通消费者付费,你现在只能通过补贴来降低价格。

除了成本,另一个问题是生态。兆芯CPU采用X86架构,可与Windows兼容,生态环境略好。但对于龙芯和飞腾来说,由于采用了自主开发的LongArch和Arm架构,与Windows不兼容。

这对用户来说不是很友好。没有相应的软件生态环境,就意味着没有国内CPU展示能力的空间。想要软件生态,只能放弃自主研发,购买一般架构,制造服务器CPU,帮助企业快速资金。但这样一来,一旦被国外卡住,企业就很难有还手的余地。

国产CPU能替代英特尔多久?

如今,中国掀起了一股国内替代浪潮,CPU作为计算机系统运行和控制的核心,如何实现CPU的控制,经受住市场的考验,实现替代是国内崛起的关键。

目前国内有很多CPU产品,那么更换英特尔还有多远呢?

就性能而言,龙芯3A5000的性能与2015年的英特尔i5相当,这已经很好了,要知道过去国内外CPU的性能差距可以达到10年以上。所以只看性能,5-8年左右就能取代英特尔。

但除了CPU的性能外,生态学也非常重要。例如,在海外,大多数安卓手机都使用GMS框架,只有GMS才能运行谷歌应用程序和需要GMS支持的应用程序,而大多数海外安卓应用程序都需要GMS支持。当手机被禁止使用GMS时,在海外市场意味着除了打电话外,基本上什么也做不了,这就是生态学。

由于英特尔CPU的强大市场地位,Windows基本上是基于X86开发的,这将导致其他CPU的兼容性。

而其他CPU稀缺的市场份额,很难吸引开发者愿意为这个架构开发相应的软件,最终陷入恶性循环,强者永远强,弱者越弱。

幸运的是,现在一些CPU开始专注于打破这个生态系统。例如,龙芯也开始采用兼容模式,可以运行一些Windows程序。未来,随着越来越多的程序可以运行,我相信它将在市场上慢慢占据一席之地,并通过市场推动国内CPU技术的迭代和发展。

那么答案很明显。如果只看性能,可能需要5-8年才能完全取代英特尔。如果没有极客,现在国产CPU已经可以日常使用了。但是生态缺陷让国产CPU尴尬。虽然喊着要建第三套生态系统,但显然是一个漫长的过程。在此之前,与另外两种生态兼容将是国产CPU的唯一途径。

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