本文系列分四篇，第一篇“2024-2026信創硬體圖譜和發展現狀”，第二篇“2024-2026信創六大CPU架構發展洞察”，第三篇“2024-2026信創整機產業和生態圖譜”，本文為第四篇。
六大國產 CPU 企業在指令集授權的基礎上都進行了自研，實現了自主可控，並進入國家信創目錄，六家企業的 CPU 均自主可控。
1、華為（鯤鵬）
鯤鵬計算產業是基於Kunpeng處理器構建的全棧IT基礎設施、行業應用及服務，包括 PC、伺服器、儲存、作業系統、中介軟體、虛擬化、資料庫、雲服務、行業應用以及諮詢管理服務等。鯤鵬計算產業路線是華為提出的六大數字技術生態之一，除鯤鵬外，還包括昇騰、HMS、鴻蒙、華為雲、MDC（智慧駕駛計算平臺）。其中，鯤鵬是華為面向政企市場，與地方政府和合作夥伴共同打造鯤鵬產業生態、構建具有國際競爭力的通用計算技術路線。
鯤鵬處理器基於 ARM v8 指令集永久授權，自主研發設計處理器核心，相容全球 ARM 生態，並圍繞鯤鵬處理器打造了“算、存、傳、管、智”五個子系統的芯片族，實現全場景處理器佈局。
華為從 2004 年開始基於 ARM 技術自研晶片，在通用計算處理器領域，2014年釋出鯤鵬 912 處理器，2016 年釋出鯤鵬 916 處理器，2019 年 1 月釋出鯤鵬 920處理器。鯤鵬 920 處理器是業界第一顆採用 7nm 工藝的資料中心級的 ARM 架構處理器。2019 年以來，由於華為開始持續遭遇打壓，後續產品主要是在鯤鵬 920 的基礎上進行更新迭代，最新產品型號有 7260、7261k、7265F 等，但鯤鵬系列 CPU 只能在基於 ARM v8 架構基礎上進行迭代。
2、飛騰
飛騰資訊科技有限公司公司致力於飛騰系列國產高效能、低功耗通用計算微處理器的設計研發和產業化推廣，同時聯合眾多國產軟硬體生態廠商，提供基於國際主流技術標準、中國自主先進的全國產資訊系統整體解決方案，支撐國家資訊安全和重要工業安全。
基於自主的核心技術，2020 年飛騰對三大產品譜系（高效能伺服器 CPU、高效能桌面 CPU、高階嵌入式 CPU）進行了全面的品牌升級，形成了飛騰騰雲 S 系列、飛騰騰銳 D 系列、飛騰騰瓏 E 系列，產品研發基於這三大產品線不斷迭代升級。
在未來的產品規劃方面，騰雲、騰銳、騰瓏三個系列的產品線都有相應的佈局。騰雲 S 系列有兩款核心產品，為騰雲 S5000C 和騰雲 S6000；騰銳 D 系列有一款核心產品，為騰銳 D3000；騰瓏 E 系列有一款核心產品，為騰瓏 E3000。但同樣的，飛騰 CPU 也只能在 ARM v8 架構基礎上進行產品迭代，由於不能使用最新的 ARM技術，產品效能將與領先企業拉開差距。
3、海光資訊
海光資訊成立於 2014 年，主要從事高階處理器、加速器等計算晶片產品和系統的研究開發。海光處理器相容市場主流的 x86 指令集，具有成熟而豐富的應用生態環境。
海光 CPU 主要面向複雜邏輯計算、多工排程等通用處理器應用場景需求，採用相容國際主流 x86 的 C86 處理器架構和技術路線，具有優異的系統架構、豐富的軟硬體生態等優勢。此外，海光 CPU 支援國密演算法，擴充了安全演算法指令，集成了安全演算法專用加速電路，支援可信計算，大幅度提升了高階處理器的安全性，可以在資料處理過程中為使用者提供更好的安全保障。
海光擁有授權技術整套原始碼，現已經完整取得並消化吸收了 x86 相關全套技術，開始獨立進行 CPU 產品設計和迭代開發，並在微體系結構等方面不斷自主創新，在計算能力、匯流排頻寬、記憶體頻率、安全性、可擴充套件性等方面均有顯著提升。海光C86-3G 處理器於 2022 年第三季度開始上市，於 2023 年實現規模化銷售，目前海光C86-3G 仍為海光 CPU 系列主力銷售產品。
海光 CPU 自主迭代主要有 3 個方面：1）更新微架構，包括計算能力的提升；2）增加安全應用方面能力，如對國密演算法的支援；3）研究先進設計和封裝技術，自主迭代核心與 SoC 結構，具備定製 IP 和開發封裝基板的能力。海光 C86 系列處理器保持每代至少 15%-30%的效能提升。
2、兆芯
兆芯是成立於 2013 年的國資控股公司，總部位於上海張江，在北京、西安、濟南等地設有子公司，公司同時掌握中央處理器、圖形處理器、晶片組三大核心技術，具備相關 IP 自主設計研發的能力。
自成立以來，兆芯已成功自主研發並量產多款通用處理器產品，並形成“開先”PC/嵌入式處理器和“開勝”伺服器處理器兩大產品系列。2022 年四季度，兆芯推出全新一代伺服器 CPU——“開勝 KH-40000 系列處理器”。
“開勝 KH-40000 系列處理器”擁有全新的自主核心微架構，具備高核心效能、高整合度、高效擴充套件互連、豐富 IO 等顯著優勢，能夠進一步支撐雲計算、大資料分析、高效能儲存等典型伺服器應用對多核心、多記憶體、多 PCIe 擴充套件等方面的需求。與此同時，兆芯還發布了面向 PC 和嵌入式計算平臺的“開先 KX-6000G 系列處理器”。“開先 KX-6000G系列處理器”擁有更加卓越的能效比，最高工作頻率達到 3.3GHz，圖形效能更是上代產品的 4 倍，可進一步改善終端產品的使用體驗。
但由於兆芯的 x86 產品來自威盛，隨著威盛與英特爾的 x86 授權協議到期，威盛原則上無法再使用英特爾新的 x86 專利及相關軟體，這意味著兆芯使用的仍舊是舊版的 x86 專利，產品效能儘管在不斷提升，但與領先企業相比仍有差距。
5、龍芯中科
龍芯是中國科學院計算所自主研發的通用 CPU，採用自主 LoongArch 指令系統，相容 MIPS 指令，所有 IP 模組皆為自主設計，擁有片內安全機制，可信性高。龍芯處理器以 32 位核、64 位單核及多核 CPU/SOC 為主，主要面向高階嵌入式、個人電腦、伺服器和高效能機等應用。
龍芯產品體系分為三大系列：龍芯 1 號系列為低功耗、低成本的專用嵌入式 SoC或 MCU 處理器，主要面向嵌入式專用應用領域，如物聯終端、儀器裝置、資料採集等，主要根據需求定製；龍芯 2 號系列為低功耗通用處理器，採用單晶片 SoC 設計，應用場景面向工業控制與終端等領域，如網路裝置、行業終端、智慧製造等；
龍芯 3 號系列為高效能通用處理器，通常整合 4 個及以上 64 位高效能處理器核，與橋片配套使用，應用場景面向桌面和伺服器等資訊化領域。
龍芯基於自研 LoongArch 龍架構產品創新迭代速度非常快，幾乎每年都有新產品上市。2022 年，龍芯有五款晶片流片成功，分別是面向資訊化和工控領域的龍芯2K1000LA，面向物聯網領域的龍芯 1C102、龍芯 1C103，面向工控領域的龍芯2K2000、龍芯 2K1500；同年，龍芯 3C5000 處理器正式釋出，龍芯 3C5000 系列是龍芯中科面向伺服器領域傾力打造的高效能通用處理器。
2023 年 4 月，龍芯中科正式釋出新款高效能伺服器處理器——龍芯 3D5000；同年 11 月，龍芯中科正式釋出新一代四核處理器龍芯 3A6000。此外，龍芯 3D6000 和 3A7000 等新產品正在研製中。其中，3D6000 將整合 32 核心，支援 2～8 路伺服器；3A7000 將採用更為先進的工藝製程，並將主頻提升到 3.0GHz 以上，單核效能將比上代提升 20～30%。
6、申威
成都申威科技有限責任公司成立於 2016 年，公司依託國家資訊安全發展戰略，主要從事對申威處理器的產業化推廣。
申威處理器以 Alpha 指令集為基礎進行拓展，高度自主可控。Alpha 指令集由美國 DEC 公司研製，主要用於 64 位的 RISC 微處理器。DEC 公司後被美國惠普收購，無錫江南計算所購買了 Alpha 指令集的所有設計資料。江南計算所基於原來的Alpha 指令集，開發出了更多的自主智慧財產權的指令集，並研製了申威指令系統，推出了申威處理器。申威處理器是在國家“核高基”重專項支援下，由上海高性能積體電路中心研製的全國產處理器。首顆申威處理器代號“SW-1”於 2006 年研製成功，“SW-1”基於 DEC 公司 Alpha 架構，130nm 製程，主頻為 900MHz。
出於安全效能以及智慧財產權角度，申威在研發出第一代基於 Alpha 指令集的CPU 後，將指令集替換為自研的自主可控申威 64 位指令集，完全區別於原有 Alpha指令集。申威處理器專注於高效能計算，尤其是在伺服器領域，浮點運算算力與同期外國處理器相當。申威 SW26010 是中國首個採用國產自研架構且效能強大的計算機晶片，被神威·太湖之光超級計算機系統採用。申威在超算領域的應用場景中效能強大，優勢較為明顯。
從 2006 年開始開發伺服器至今，申威經歷了四次產品迭代。根據企業規劃，“十四五”期間，申威在伺服器處理器領域將開發申威 8A、申威 8B 等系列產品，在嵌入式伺服器領域將陸續形成太湖-1、太湖-2、太湖-3 三個系列產品，分別應對低功耗應用需求、效能功耗均衡應用需求和高效能應用需求。2024 年，申威在伺服器市場中有所斬獲，根據中國移動 2024 年 PC 伺服器產品集採結果，申威獲得了共計 5600臺的訂單，申威伺服器首次大規模進入通訊運營商行業市場，也是迄今為止申威產品銷售最大一筆訂單。
7、六大主流 CPU 企業最新產品引數對比
CPU 主要的效能衡量指標包括：1）晶片工藝製程：一般來說晶片工藝製程越小，整合度越高，單位面積內容納的電晶體數量就越多，功耗越小，CPU 效能越強；2）主頻：CPU 的工作頻率越高，運算速度越快；3）核心數：硬體上存在的核心單元越多，CPU 所能處理的資料和任務越多，多核已經成為除了提升主頻之外提升CPU 效能的重要手段；4）最高記憶體頻率：記憶體主頻越高在一定程度上代表著記憶體所能達到的速度越快，記憶體主頻決定著該記憶體最高能在什麼樣的頻率正常工作；5）PCIe 通道數：PCIe 通道數越多，可擴充套件的裝置越多。
透過指標對比可以看出，2022 年 Q3 上市的海光三號 7390 在主頻、核心數、內存通道數、記憶體最高頻率、PCIe 通道數等指標上均居於行業領先地位，是目前國內效能最優的 CPU 產品。
相關文章：
免責申明：本號聚焦相關技術分享，內容觀點不代表本號立場，可追溯內容均註明來源，釋出文章若存在版權等問題，請留言聯絡刪除，謝謝。
推薦閱讀
更多架構相關技術知識總結請參考“架構師全店鋪技術資料打包(全)”相關電子書(44本技術資料打包彙總詳情可透過“閱讀原文”獲取)。
溫馨提示：
掃描二維碼關注公眾號，點選閱讀原文連結獲取“架構師技術全店資料打包彙總(全)”電子書資料詳情。