CPU

明确两个概念：“指令集架构”和“处理器微架构”。很多人把它们搞混了。

CPU大家都熟悉，手机和电脑的核心，是一种通用处理器。简单说就是在里面有一堆的指令来处理各种任务，这一堆东西我们就称之为指令集，更专业的说法叫指令集架构。比如说intel的X86和ARM的ARMv8就属于指令集架构。它实际上就是一套标准规范，告诉你这些指令该怎么工作。

平时媒体用语不太准确，常说成ARM指令集、ARM架构，都不准确，ARM只是一个统称。实际只有诸如ARMv8指令集架构这种东西。最新的是ARMv9指令集架构。

光有指令集架构还是不行的，基本还属于空想阶段。要实现这些指令的工作，厂商还得基于指令集架构开发自己的“处理器微架构”，也就是一般提到的“处理器架构”。比如我们在ARM手机CPU中看到的Cortex-A77就是处理器架构。准确的说法是基于ARMv8指令集架构开发的Cortex-A77处理器微架构。再比如AMD的Zen就是指AMD的基于X86指令集架构开发的Zen处理器微架构。这些玩意儿是干嘛用的呢？通俗点说就是CPU的一种实现方案，相当于我们工程上的设计图纸。离真正的芯片实现就比较近了。前后两者的关系必须搞清，否则后面讲的授权更看不懂。

Arm公司自己不生产CPU。将自己的技术授权给其他公司。大体有两种授权的方式。一种就是指令集架构授权。这个很少。比如苹果的A系列CPU就是获得了ARMv8指令集架构授权。苹果就可以自己来开发处理器架构，最终实现专有CPU。2019年华为也宣布获得了ARMv8的永久使用权。一般都是大厂才能获得指令集授权。另一种是处理器IP授权。就是ARM公司自己设计的处理器架构的IP（知识产权）授权给其他企业，被授权企业可以进行二次开发。比如前面提到的Cortex-A77。大部分企业的授权都是这种方式。好处是arm已经给你做了个半成品。你拿来实现自己的东西就好。第一种授权的好处是，你技术足够牛，可以做出比arm自己做的处理器架构更好的东西。比如苹果，高通，华为。

好了，有了这些铺垫，可以来看看国产处理器（CPU）的技术门派和授权情况，对比他们自主可控的情况。不过这里要强调，知识产权这种东西很复杂，我们也只能泛泛而谈，对于投资产研来说够了。

申威处理器：未来的大国重器，主要应用在超级计算和军工领域。技术水平不会差，但应用场景有限。国内的“太湖之光”超级计算机就用的他家处理器。技术上还是很厉害的。技术上源于DEC的Alpha 21164指令集，这么多年已经逐渐发展成自己的申威64（sw64）指令集。而Alpha已经没落了。阻碍它民用的最大障碍就是技术生态，没多少应用支持它。不过申威主打的也不是民用市场。研发单位：江南计算所，落地企业：成都申威

龙芯处理器：让人既爱且恨的CPU。早期基于mips指令集授权开发。另一种指令集架构。中国人差不多把全世界能用的指令集都试了一遍。知道搞这个东西有多难了吧。龙芯在技术上是一步一个脚印，现在和十年前对比，真是巨大的飞跃。不久的将来很可能成为国内单核CPU性能最好的。而且后期他开发了自己的指令集架构LoongArch，逐渐摆脱了mips授权影响。目前他的处理器微架构正在从GS464V向新一代微架构LA664升级，性能将接近Intel和AMD的水平。大提升，估计明年，相当值得期待（看到了吧，这就是自己掌握指令集和微架构的优点）。$龙芯中科(SH688047)$ 

公司开发面向桌面、工控、嵌入式等不同场景的处理器。产品序列最齐全，技术最完整。他不存在授权问题。但正是因为大部技术自研。生态很难做。参与的企业少。在民用市场这是很大的劣势。所以我们看他的财报。大部分收入并不在桌面CPU和服务器CPU。而且过分强调自主可控，可能将自己封闭在国内市场（说其他授权CPU厂商是奴才心态，这种认知太左了）。很难参与进国际产业链。而中国的it产业本身就是国际化的。一个小圈子很难获得大厂的全面支持。龙芯自己也明白。但是他选择的这种技术路线不好走。只能祝福他吧。

ARM架构处理器：这可就多了。我们只说信创方面的。主要就是华为鲲鹏和飞腾。华为的CPU早期走的也是ARM处理器架构IP授权。就是在半成品上做自己的开发。2019年正式获得ARMv8指令集架构的授权。可以全部自己来开发了。之后华为鲲鹏CPU就是使用自研的微架构“泰山”，水准也是立竿见影。当然也就在这个时候美国开始制裁他了。注意华为的授权是V8。新的ARMv9并没有授权给他。将来恐怕也不会。所以华为虽然可以自由使用ARMv8，在上面开发新技术。但新的指令集架构没法使用。长期来看，在技术生态上也有被脱钩的可能。除非他也逐渐自建技术生态。飞腾也是类似问题。

而且我发现基于ARMv8的CPU单核似乎都很难提高，而基于ARMv9的一些最新设计都有所提高。不知是否是架构局限性？龙芯、海光、申威的CPU单核性能都全面超过这些ARM处理器。技术生态方面，ARM类CPU在桌面和服务器端生态也一般，不过有华为和天津飞腾（中国电子）的强推，这两年市场上也颇有斩获。因为受到制裁，这几家未来也还不明朗。

海光和兆芯处理器：都是X86指令集架构的处理器。目前来看，全球有X86指令集架构授权的公司大概就三个：Intel、AMD、台湾威盛。海光的授权来自AMD，兆芯的授权来自威盛。

但要注意，海光获得的授权应该不是X86指令集架构，而是处理器微架构，也就是AMD的Zen。局限性呢，海光可能不能在新的Zen2、Zen3、Zen4微架构上开发新产品。大家不要被所谓“永久授权”这种话术蒙蔽，永久授权的只有Zen架构，而AMD的第二代、第三代、第四代Zen架构不会也不可能再授权给海光了。海光信息作为合作的中方单位，接下来的路只能靠自己走了。$海光信息(SH688041)$ 

海光信息和AMD合资公司股权架构：

其中，海光微电子由AMD持股51%，海光信息持股49%，负责接受AMD的X86指令集和Zen架构授权，并负责找台积电等代工厂生产芯片；海光集成由海光信息持股70%，AMD持股30%，负责从海光微电子购买IP授权设计芯片，以及芯片的销售工作。其实不难看出，知识产权和授权并不在中方手里，还是属于AMD。

兆芯可能更复杂些，因为协议保密，所以最终他获得的哪种授权不太清楚。很可能是威盛的“以赛亚”处理器微架构（很过时的架构），基于这个半成品开发。而且兆芯的技术实力可能真的堪忧。后期还不断购买威盛的技术和IP。但最新推出的处理器产品性能却一般，面向桌面市场，性价比不高。拿了国家核高基01项目的钱，上海市还给了那么多钱，也不知道干什么去了。公司想上市也没成功。

相比之下，海光还算不错。背靠amd，最新的产品在各家性能测试中算是最强的，主要面向服务器市场。又自带生态光环。可以跑Windows/Linux和各种应用。比较有商业前景。不过长期来看，这个授权还是会带来不少麻烦。

IBM的Power什么的我们就不讲了。没前途。最后一个登场的是：

RISC-V处理器：这个指令集很早就出来了。这几年突然咸鱼翻身。大红大紫。获得众多大厂支持。后面还有一堆的创业企业在做。是未来最有前景的处理器方案之一。架构上有点儿类似ARM，但是开源，说白了就是免费授权，没有特定企业垄断。而且还是指令集架构的免费授权。他的总部设在瑞士，政治上比较中立。这也是众多中国厂商趋之若鹜的一个原因。不过目前它的发展还在初期，比较混沌。没有重磅产品。但这次可能真的是中国企业的机遇。在技术上可以获得更大的话语权。知识产权上也比较安全。更重要的，他是在国际产业链里玩，更容易产业化。在国内倪光南院士是最不辞辛劳的在推这个指令集CPU。虽然有些人会说他的风凉话。但我比较认同他所说的方向。

这是我在2021年一个活动中随手拍的，一张挺有价值的照片。倪院士在向陆总“鼓吹”他的RISC-V产业发展路线。右边是倪光南院士，左边是我的老领导陆首群总，也是大人物，90年代中国的三金工程就是他们搞的。我们现在的信用卡、电子货币都从这里发展而来。

另外不得不提，国内有家Risc-v处理器开发公司叫芯来科技。商业模式有点类似于arm公司。也是自己开发多种基于Rrisc-v的处理器微架构，其他芯片设计公司可以购买他家的IP授权，来开发自己的芯片。有成为独角兽企业的潜力。还未上市，值得将来关注

六大国产CPU厂商: 龙芯中科、天津飞腾、华为海思/鲲鹏、兆芯集成、申威科技及海光信息