作者:六千

 

发展自主可控的CPU是一件重要的事。

 

2022年8月12日,海光信息技术股份有限公司(简称:“海光”或“海光信息”)在科创板上市。发行价36元/股,最高价格达到73.8元/股,最终收涨66.94%报60.1元/股,总市值达到1396.93亿元。上市当日,海光的市值排名科创板第三,市值高于中芯国际(827.9亿),成为当日芯片第一股。

 

芯片界再出高市值,此次海光的上市让人们将目光对准了国产CPU赛道。

 

海光市值超千亿的关键词:生态

 

海光是基于X86架构的国产CPU代表厂商,也是商用化较好的国产CPU代表。海光上市后,高涨的市值得益于海光的CPU产品在商业化应用中的性能表现。海光已经研发出的第一代、第二代 CPU 和第一代 DCU 产品的性能均达到了国际上同类型主流高端处理器的水平。

 

提到上市的CPU企业,今年中科龙芯也同样登陆了科创板,8月12日,中科龙芯股价为90.22元/股,总市值为361.78亿。

 

2021年两家CPU公司经营情况对比,单位万元

 

从两者的业绩规模来看。无论是营收还是利润,海光的规模都相对更大。两者收入差距的重要原因之一是龙芯的高度自主。众所周知,龙芯的CPU产品的最大突破就是采用龙芯自主指令系统LoongArch。目前龙芯系统的处理器和配套芯片已经可以适应一部分系统内核、编译器、Java、视频播放等领域实现了支持。但高度自主让龙芯的CPU在运行那些尚未适配的二进制应用程序时,不得不使用LoongArch+二进制翻译的方式。这就为龙芯的CPU产品带来了两个挑战:使用门槛高、使用成本高。

 

相对之下,海光采用了生态相对成熟的X86架构。到目前为止服务器市场仍是被X86架构垄断。根据IDC数据,2021年中国服务器市场销售额达到250.9亿美元,同比增长12.7%,增速全球领先。中国市场出货量达到391.1万台,同比增长8.4%,其中x86服务器出货量为375.1万台,占比达95.9%。

 

因为兼容 x86 指令集以及国际上主流操作系统和应用软件,海光的CPU已经广泛应用于国内的电信、金融、互联网、教育、交通等重要行业或领域。此前中国移动服务器集采中报公告发布,国产化标包分别为海光芯片、鲲鹏芯片服务器。

 

X86成熟的生态给了海光更多红利,相对龙芯,海光可以适配更多的软件。但X86对于海光来说更像是一把双刃剑,因为海光的CPU需要从AMD获得技术授权及相关技术制程,在海光被列入“实体清单”后,AMD不再提供相关服务,这意味着海光在X86的产品进展受阻,其内核的性能与AMD Zen1相仿。

 

国产CPU的三种路线:X86、ARM、自主架构

 

在这样的背景下,除了海光、龙芯,还有其他的国产CPU也走上了台前,从架构来看,国产CPU分成了三种路线:X86、ARM以及自研架构。

 

整体来看,X86仍是服务器市场的大玩家,主要被英特尔垄断,随着AMD的发展,X86服务器市场的格局略有变动。

 

中国的X86厂商除了8月12日上市的海光,还有上海兆芯。兆芯是成立于2013年的国资控股公司,不同于海光专注于服务器,兆芯的产品也包含台式机的产品。前文已经说过,X86架构是被英特尔垄断的指令集,即使是AMD的X86也需要英特尔的授权。兆芯的X86架构则是来自于中国台湾厂商威盛。

 

在AMD和英特尔退出俄罗斯后,俄罗斯开始寻找相关的电子替代品。据外媒报道,基于兆芯片上系统的新主板,成为了两大厂产品的替代品。

 

借助X86架构的生态,兆芯和海光的应用都已有成果。但X86架构的终究“握在别人手中”,因此有一部分CPU厂商选择了相对更开放的ARM架构。

 

相对于垄断的X86架构,无论是国内还是国外的新处理器厂商都更青睐ARM架构,尤其是在云计算领域。2022年第一季度Arm公司出货了 74 亿颗基于 ARM架构的芯片,同比增长 7%,Arm 发言人表示:“包括服务器市场在内的基础设施是 Arm 的一个关键增长领域。当我们谈论 Arm 的基础设施时,它广泛涵盖 5G 网络基础设施、云计算和 HPC(高性能计算)。谷歌云和微软都采用基于ARM架构的 Neoverse。”英伟达也推出了基于ARM架构的服务器CPU Grace。基于英伟达对于服务器GPU的垄断,英伟达通过与自家GPU搭配可以让英伟达的自研CPU更快地进入服务器市场。

 

飞腾是国内采用ARM的CPU厂商。飞腾是由中国电子信息产业集团、天津市滨海新区政府和天津先进技术研究院于2014年联合支持成立。虽然ARM架构没有X86的生态成熟,但近年来发展迅速。既然在生态上落后,那么发而飞腾也十分重视生态建设,截至2022年6月底,飞腾的生态伙伴数量已经突破4400家,包括集成商合作伙伴300余家、硬件合作伙伴930家、软件合作伙伴3100余家。飞腾已联合千余家国内软硬件厂商,支撑了2400多款飞腾平台设备上市,已经和正在适配的软件和外设超过8300款,分布在操作系统、应用软件、安全、云产品、数据库、中间件等各个领域,与8200多款开源软件产品完成了适配,兼容200万级移动APP应用。

 

ARM领域还有新起之秀遇贤微。今年7月,由广州开发区产业基金投资集团发起设立,聚焦大湾区集成电路产业投资的广开芯泉基金、原展讯联合创始人陈大同先生、深耕硬科技的 Deep Tech VC 创新工场等一众投资人,联合投资了聚焦研发高性能云计算用 CPU 的芯片研发高新技术企业——遇贤微电子。陈大同还是元禾华创执行合伙人、投资决策委员会主席。陈大同在1995年作为联合创始人创办了豪威科技,2001年作为联合创始人、首席技术官创办了展讯通信,均获得极大成功。

 

除了强大的投资背景,遇贤微的创始人罗勇也同样“硬核”。其创始人罗勇曾任职于英特尔美国总部,是Intel产品领域的技术专家。并且也是前兆芯副总经理,拥有30年芯片从业经验。遇贤微电子核心团队,由来自英特尔、ARM 以及国内顶尖芯片企业,拥有二十多年经验的芯片研发专家联合组成,曾端到端负责十数颗世界顶尖高性能 CPU 产品的开发及量产落地。公司聚焦研发面向云计算场景的高性能服务器 CPU,目前已在深圳、上海和西安三地设立研发中心,公司第一代产品即对标世界先进水平。

 

中国集成电路创新联盟秘书长叶甜春先生曾评价遇贤微:“在国家科技重大专项、国家产业基金、相关政策的支持下,集成电路开始建立起技术创新体系以及产业体系。遇贤微电子作为对标世界先进水平,瞄准下一代先进架构通用处理器(CPU)研发及商业应用的集成电路创新企业,其团队具有极其丰富CPU大芯片研发和交付经验。”

 

此外,一些国内的云厂商也基于ARM架构发布了云处理器,例如,华为也基于ARM架构发布了鲲鹏系列CPU;阿里平头哥的倚天在SPEC2017整数性能测试中跑赢了AMD的EPYC 777X处理器,目前在SPEC2017_int中位列第一。

 

除了X86、ARM两个阵营,也有如龙芯一样选择自主指令集的CPU公司。申威的核心技术则是来源于DEC的Alpha 21164。申威最著名的成果之一是搭载了40960块“申威26010”高性能处理器的超算中心“神威·太湖之光”是世界上首台运算速度超过十亿亿次的超级计算机。

 

国产服务器CPU的意义

 

数字经济的发展,云计算、大数据、人工智能等技术的应用,让承载着算力增长的服务器市场稳健增长。英伟达、英特尔和AMD都表示个人电脑的需求急剧下降,但也都肯定了服务器市场的增长。

 

从服务器市场上看,中国已经建成了全球规模最大、技术领先的网络基础设施,截至今年6月底,中国在用数据中心机架总规模超过590万标准机架,服务器规模约2000万台,算力总规模排名全球第二。

 

此外国内的政策也在推动服务器市场的发展。东数西算启动,国家发改委、中央网信办、工业和信息化部、国家能源局联合印发通知,同意在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏等 8 地启动建设国家算力枢纽节点,并规划了 10 个国家数据中心集群。国家信息中心信息化和产业发展部主任单志广表示,全国国家数据中心集群建设中,2022年新开工项目25个,投资超过1900亿元。在消费电子市场下行期间,数据中心与汽车领域成为少有增长依旧的领域。

 

国产服务器CPU芯片也让中国服务器制造商拥有更多的话语权。中国是巨大的市场,没有厂商会选择放弃这个市场。但如果没有国产服务器CPU的出现,中国的服务器市场的议价权将很大程度地受制于人。

 

从自主可控来说,服务器最大的应用市场之一是信创领域。这一领域对芯片的安全性要求更高,这也是国产CPU更深层次的意义。俄乌冲突中,包括英特尔、AMD在内的多家科技公司都对俄罗斯采取了制裁。随着美国对中国科技明目张胆地压制,中国CPU的发展已是必走之路。

 

中国电信发布 2021-2022 年服务器集中采购项目集中资格预审公告,其中 I 系列(搭载英特尔芯片)141799 台、A系列(搭载AMD芯片)4800 台、G系列(搭载鲲鹏或海光或飞腾芯片)53401台,共计20 万台,由此计算,国产服务器数量占比约为 26%。可以看到国产CPU芯片在一些领域已经有了一定的市场。

 

现阶段国内服务器CPU仍处于追赶阶段,但放眼世界,中国也是CPU厂商最多的国家之一。有尝试才能有希望,无论是上市的还是未上市,这些厂商都是国产CPU的希望之星。