中國人有自己的CPU么?

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象,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。

世界上第一塊微處理器——4004

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。

Advertisements

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。

我們的CPU就是在這些「晶圓」上切割下來的

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。

Advertisements

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。

曾經的「漢芯」

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。

成功流片的龍芯1號

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。

龍芯筆記本

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,之前說到的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。

兆芯的處理器序列

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。

基於兆芯方案的國產終端

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。

Advertisements

你可能會喜歡