龙芯CPU再进一步，国产CPU们追上英特尔还需多久？

电子发烧友网报道（文/黄山明）近日，据“中科院 科技 创新亮点成果筛选”活动页面的结果显示，龙芯中 科技 术股份有限公司已经完成了基于自主LoongArch指令系统的龙芯3C5000服务器CPU的研制，国产服务器CPU再向前迈出了一步。

龙芯3C5000服务器CPU（图源：龙芯中科）

对于CPU的命名，一般A系列为桌面级CPU，而C系列则是服务器CPU。从公开信息来看，龙芯3C5000服务器 CPU内部集成了16个高性能的龙芯LA464处理器、32MB的共享偏上高速缓存和4个64位DDR4-3200内存控制器，主频为21-23GHz，单新品双精度浮点运算速度超过05TFLOPS。

单从性能上来看，龙芯这款3C5000已经与市面中的主流CPU相当，已经可以满足当下云计算与数据中心的性能要求。

值得一提的是，LoongArch也就是龙芯自主指令系统架构已经实现了完全自主、技术先进、兼容生态三方面的特点，其中拥有近2000条指令，并不包含MIPS指令系统。该架构今年正式被龙芯对外发布。

在今年7月份，龙芯中科发布了3A5000CPU，作为桌面级CPU，其性能已经逼近市场的主流产品，据相关机构评测数据显示，龙芯3A5000单核SPECCPU 2006 Base定浮点分值在25GHz主频下性能超过了26分，平均每GHz性能超过了10分，已经与市场主流X86产品相当接近。

其中，龙芯处理器除了CPU核心是自研的以外，包括GPU核、内存控制器和PHY、高速IO接口控制器和PHY等上百种IP均自主研发。

国内的CPU生力军除了龙芯以外，还有如兆芯、飞腾等。如兆芯在2015年便发布了一款ZX-C4600/4610处理器，算是价格门槛较低的国产通用型X86 CPU。主频为2GHz，采用28nm制造工艺。

兆芯ZX-C4600（图源：兆芯）

根据测试，这款兆芯的芯片性能基本等同于英特尔在2007年发布的奔腾双核E2160的两倍，已经可以满足日常办公需求，同时由于采用了X86架构，因此可以兼容Windows、Linux等操作系统。

飞腾也发布过处理器产品，如经典的FT-1500A/4四核处理器，不过由于采用了Arm V8的架构，因此无法与Windows兼容，基本只能运行国产化Linux系统，距离普通消费者就更远了。

图源：飞腾

如今飞腾还发布了FT-1500A/16的16核心处理器以及FT-2000+/64的64核心版本的服务器平台。

除了以上几款之外，国产CPU还有如鲲鹏、海光、申威等品牌，如申威的CPU便被曾经全球第一的超算神威·太湖之光所采用。

上文已经了解到国内的部分国产CPU相关产品，但可以肯定的是，如果并非是业内人士，可能基本没有听闻过这些国产的CPU。一方面是由于国产CPU市场份额过小，知名度只局限于相关专业人士，另一个原因在于价格原因导致国产CPU推广更加困难。

首先说价格，可能一般用户会认为，既然国产CPU性能相比英特尔、AMD还存在差距，甚至可能还不如上一代的奔腾、赛扬，那么售价也必须要比这些产品更便宜才对。

但事实上，正是因为国产处理器受众较小，大多数用户并不买单，销量较低，而研发成本又摆在这里，平摊下来每块CPU成本并不低。假设研发出一个新系列耗费1亿元（成本已经很低），但最终只卖出了10万套不到（10万套基本已经是国产CPU销量天花板），那么每一套的成本就达到1000元，这还没有算渠道费用以及存储、运输等额外的支出。

对比英特尔、AMD动辄数百万以上的销量，国产CPU的成本很难降低，这就导致如今的国产CPU价格甚至比这些国外CPU产品更高。

当成本降不下来，性能还不如国外同类产品的情况下，普通消费者基本不会支持，只能依赖于政府采购为主。如果想要普通消费者买单，如今只能走补贴的路线来将价格降下来。

除了成本以外，另一个问题还在于生态。兆芯CPU采用了X86架构，可以兼容Windows，其生态环境稍好一些。但对于龙芯以及飞腾而言，由于采用的分别为自研架构LoongArch以及Arm架构，因此与Windows并不兼容。

这对于用户而言就不太友好了，没有相应的软件生态环境，就意味着没有国产CPU施展能力的空间。如果想要软件生态，就只能放弃自研，采购通用架构，制造服务器CPU，来帮助企业迅速回本。不过这样一来，一旦被国外“卡脖子”企业很难有还手余地。

如今国内掀起了一股国产替代的浪潮，而CPU作为计算机系统运算和控制的核心，如何实现CPU的自主可控，并能够经受住市场的考验实现替换，是国产崛起的关键。

当前已经多款国产CPU产品，那么距离替换英特尔还有多远呢？

如果光从性能上来看，龙芯3A5000性能与2015年的英特尔i5水平相当，这已经很不错了，要知道在过去国内外CPU在性能上的差距就能达到10年以上。因此只看性能的话，大概5-8年左右就能够替换英特尔。

但CPU除了性能以外，生态也非常重要。简单地打个比方，在海外，安卓手机大多都会使用GMS框架，只有拥有了GMS才能运行谷歌应用及需要GMS支持的应用，而大多数海外的安卓应用都需要GMS支持才能够使用。当有手机被禁止使用GMS时，在海外市场就意味着除了打电话以外，基本干不了什么其他的事了，这就是生态。

由于英特尔CPU的强大市场地位，Windows基本是基于X86而开发的，对于其他的CPU而言，会产生兼容性的问题。

而其他CPU稀少的市场份额，很难吸引到开发者愿意去为这一架构开发相应软件，最后陷入恶性循环，强者恒强，弱者越弱。

好在如今一些CPU开始着力打破这个生态系统，如龙芯也开始走兼容模式，已经能够运行一些Windows程序，未来随着能够运行的程序越来越多，相信也会在市场中慢慢占有一席之地，通过市场来带动国产CPU技术的迭代与发展。

那么答案很明显了，如果只看性能的话，可能需要5-8年才能完全替代英特尔，如果没有那么极客，如今的国产CPU已经可供日常使用。但生态的缺陷让国产CPU境地较为尴尬，虽然喊出要打造第三套生态系统，但显然是一个漫长的过程。在此之前，与另两个生态兼容将是国产CPU的必由之路。

其实早在1999年，倪光南院士就发文，呼吁发展国产操作系统，发展国产CPU，建立起中国自主的、完整的信息化产业体系。

但20多年过去了，国内的信息化产业体系，还是以INTEL、AMD的X86芯片为主，而操作系统主要还是以windows为主，虽然取得一些进展，但还远远不够。

按照数据， 国内Windows操作系统的份额目前仍在90%以上，国内PC产业的CPU，INTEL+AMD，也占了90%以上的份额。

但事实上，虽然国产CPU、国产操作系统，还远远不能与INTEL芯片、WINDOWS媲美，但大家也都没闲着，一直以努力

目前国内已经有了6大国产CPU，还有了6大国产操作系统，大家都在努力的、想方设法的，全方面的替代INTEL+Windows。

先说说6大国产CPU，分别是龙芯、兆芯、华为鲲鹏、海光、飞腾、申威。

这6大CPU分为三类，一类是采用ARM架构的华为鲲鹏、飞腾，利用ARM架构，更多的还是用于服务器，在服务器层面对INTEL的CPU进行替代。

另外一类则是采用X86架构的芯片，分别是兆芯、海光。其实海光主攻服务器芯片，而兆芯则个人PC、服务器都有涉及。

第三类则是走自主可控道路的龙芯、申威。龙芯之前采用MIPS架构，后来自研指令集，而申威也是采用Aplha架构，再自研指令集，龙芯在服务器、个人PC端都有涉及，申威则主要用于超级计算机。

很明显，6大国产CPU、已经从个人PC领域、服务器领域、超级计算机领域，三大主流领域，对INTEL、AMD的X86芯片进行全面替代。

接着说说国产操作系统，目前较为成熟的国产操作系统包括六大品牌，分别是：麒麟、统信、普华、中科红旗、中科方德、中兴新支点。这6大品牌中，目前较有竞争力的就是两家：麒麟和统信。

在这6大操作系统也是全面从个人PC端，服务器对windows展开替代工作，特别是统信UOS,累计装机已经超过300万套，与几千家合作伙伴进行了适配，已经有几十万应用了。

另外更重要的是，除了传统PC时代的操作系统之外，在云计算、物联网、人工智能的新时代。国内各种跨终端、全场景式操作系统也在不断跟进中，比如华为鸿蒙、欧拉，阿里飞天、龙蜥等国产操作系统，更是全面开花，在各个领域表现出了强劲的生命力。

可以预料的是，国产CPU、国产操作系统已然成为国产替代的必然之路，只是时间问题，虽然现在与INTEL、windows差距大，但时间站在我们这边。

前段时间，美哈佛大学出了一份报告，表示我国在多个尖端技术领域已经取得巨大进步。尤其是在5G、人工智能、量子计算等已取得全球领先，并开始占主导地位。

国内有专家说得很好，就是近十年来，我们跟美同时起步的技术，我们都能做到领先。现在某些方面落后的，大都是人家起步早的领域，像现在有差距的半导体方面。

不过，哈佛报告还预测，我国将成为全球成熟技术节点上最大的半导体生产国，并且未来十年我国将在半导体等核心技术上实现领先。果不其然，好消息很快传来。

第一，浙大超导量子芯片取得突破成果。 量子技术是未来 科技 竞争的一大重点，目前各国都在大力投入研发，可以说是已经展开竞赛，都希望在量子领域中占先机。

从之前的相关报道，我们也都可以看到量子计算机的优势已经非常明显，尤其是在计算速度方面更是快到惊人。而要实现稳定的量子计算机，量子芯片是其中的关键。

近日，我国在量子芯片方面又取得了突破，浙江大学发布了两款超导量子芯片。

其中，“莫干1号”采用全连通架构，包含32个超导量子比特，是目前超导量子芯片中比特数目最多的，主要是针对量子态的精确调控，以及多体物理的量子模拟。

“天目1号”芯片面向通用量子计算，采用了较易扩展的近邻连通架构，平均退相干时间为50微秒，处于世界前列。相比于“莫干1号”具备更高的编程灵活度。

浙大公布的两款量子芯片成果，充分证明我国在这方面已处于世界第一梯队水平。

第二，纯国产龙芯服务器芯片研发成功。 一直以来，在CPU上我们主要依赖国外，不管是日常工作生活用的电脑，还是服务器领域，CPU基本被英特尔和AMD垄断。

然而，随着国内对数据保密等方面的要求越来越高，对国产CPU的需求就越来越大。尤其是纯国产CPU更加期待，在这方面做得最好的就是中科院旗下龙芯中科。

在龙芯CPU首席科学家胡伟武的带领下，已推出了自主研发的三代龙芯国产CPU。

前段时间，龙芯3A5000系列通用CPU正式亮相，性能达到国际主流CPU水准。近日，中科院再次公布，面向服务器领域的纯国产CPU龙芯3C5000已经研发成功。

这款芯片有两个重要特点：其一是采用了自主架构LoongArch指令集，从内到外全纯国产设计，不再担心国外架构授权限制，之前都是使用国外X86或ARM架构。

其二是芯片性能很强大，综合性能表现不落后目前市场的主流服务器CPU，内部集成16个高性能的龙芯LA464处理器核。应用后，将大大提高我们数据的安全性。

第三，碳基芯片关键工艺课题通过验收 。 我们现在的芯片是硅基芯片，现在5nm正在量产，3nm预计明年下半年实现量产，接下来再往下发展就是2nm、1nm。

然而，由于硅基芯片技术由于受加工技术、器件物理极限等方面限制，已经接受物理极限，且成本高到已经不合适。因此，就需要寻找更加合适的下一代替代产品。

碳基芯片具有加工温度低、工作速度快、功耗低等优势，最有可能成为后摩尔时代集成电路的颠覆性技术之一。在这方面，我国也早就开始研发，并且还非常领先。

近日，好消息传来，多个部门组成的验收组，对“90 纳米碳基集成电路关键工艺研究”课题进行评审，在听取汇报、查看资料和样品实物后，一致通过了该课题研究。

并且，碳基芯片90 纳米工艺先导线正在建设中。别小看这个90纳米，根据研究成果估算，90纳米碳基芯片性能相当于28纳米硅基芯片，60纳米就相当于10纳米。

重点是，这个碳基芯片可以不用EUV光刻机，国产光刻机就可以。并且该课题开展过程，在 90 纳米材料制备、关键工艺及器件性能、应用 探索 等均取得了可喜成果，并且都处于世界领先水平。这次验收通过，表示碳基芯片距离商用又近了一大步。

以上的三个国产芯片突破，龙芯很快就可以应用，碳基芯片和量子芯片是在为未来打基础，这两种芯片将为我国未来芯片行业领先、不受限制奠定一个坚实的基础。

近日，我国半导体行业协会集成电路设计分会理事长魏少军，就芯片发展发表意见。

他表示，我国已经成为全球最为完整的芯片产品体系之一，不仅在中低端芯片领域具备较强的竞争力，在高端芯片领域也摆脱了全面依赖国外产品的被动局面。

魏少军所说的高端芯片不再全面依赖国外情况非常振奋人心，不过他主要是侧重设计方面，高端芯片设计的确已经达到全球领先，但在制造方面我们还有不小差距。

不过，从近期国内芯片行业的不断突破来看，我们在进步，问题终究会解决。

这个与自主研发和技术到不到家无关,

龙芯不支持windows,是架构和操作系统的问题,因为windows 面向PC的系列操作系统只支持X86的架构,而linux可以支持多种cpu架构,包括绝大部分服务器cpu用的架构,windows 面向PC系列的操作系统在很多大型服务器CPU上也是不能运行的,

龙芯CPU是要做一个通用的CPU,所以他必须要以一个通用的架构来设计,目前通用的cpu架构只有x86和MIPS等少数架构,如果龙芯要自己再重新设计一个新的架构来开发,那他基本是不可能做到通用的,因为这个市场已经很成熟了,你开发一个新的架构那得要为你的新架构重造一整个完整的产业链,包括重写一个支持你新架构的操作系统和操作系统上无数的软件,这个是不可能成功的,

至于没有使用X86架构的问题,这个是因为架构受权的问题,intel肯定不想多一个可怕的竞争对手,

日前，中央政府采购网发布的《2018年-2019年中央国家机关信息类产品（硬件）和空调产品协议供货采购项目征求意见公告》显示，今年公布的服务器产品采购类别中增设了“国产芯片服务器”这一新的小类别，其中包括龙芯CPU服务器、飞腾CPU服务器以及申威CPU服务器。

在政策方面，国家先后出台了《国家集成电路产业发展推进纲要》、《关于集成电路生产企业有关企业所得税政策问题的通知》等鼓励性文件。另外，继2014年注册资本为9872亿元的首个国家集成电路产业投资基金开始运营后，据悉，国家集成电路产业投资基金第二期方案已上报国务院并获批，二期募资规模将超过1500亿元。

芯片概念股龙头有哪些？

中科曙光：曙光公司，又名中科曙光，是一家在科技部、信息产业部、中科院大力推动下，以国家“863”计划重大科研成果为基础组建的高新技术企业。曙光始终专注于服务器领域的研发、生产与应用。曙光系列产品的问世，为推动我国高性能计算机的发展做出了不可磨灭的贡献。

长电科技：江苏长电科技股份有限公司是中国著名的分立器件制造商，集成电路封装生产基地，中国电子百强企业之一。公司拥有强大的技术开发团队，并拥有多项国内外发明专利的自主知识产权技术。公司将致力于研究技能的提升，IC高端封装技术的开发，扩大现有产品线与制程能力，以较强的竞争力保持技术领先优势。

富瀚微：公司是A股稀缺的视频监控芯片设计公司，背靠全球安防龙头海康威视的紧密关系，2017年有望成为公司进入规模更大、增速更高的安防IPC芯片市场的关键拐点，公司有望借助智能化浪潮复制“展讯奇迹”，我们预计公司2017-2018年EPS分别为316元、46元，首次覆盖给予买入-A评级，6个月目标价180元。

科大国创：电信行业应用优质客户持续拓展。在公司最重要的电信业务领域，公司已成为中国电信、中国移动和中国联通的运营支撑系统核心供应商。在运营支撑系统的基础上，还持续提升与运营商在ICT、物联网等领域的创新业务合作。在电力、金融、交通等领域，公司也取得多项业务上的进展。

3A6000参数：

按计划，在桌面领域，2023年龙芯将发布龙芯3A6000 CPU，主频大于25GHz，并带来新一代GS464x微架构，支持SMT(龙芯超线程技术)，单核性能提升30%～40%。

SPEC CFU2006单核base分值争取达到35分，目前的最新的龙芯3A5000为26分。

服务器：

同时，面向服务器领域的龙芯3C6000和3D6000两款CPU也将会一同发布。主频22GHz以上，采用和3A6000同款微架构，接口方面支持DDR4、HT30以及新增的PCIE40。

其中龙芯3C6000集成16核心，支持2～16路服务器，而3D6000集成32核心，支持2～8路服务器。

制程不变还是12nm工艺，2023年，龙芯主要通过架构升级来提升性能。

7000系列：

2024年，龙芯主要通过提升芯片制程和主频来提升芯片性能。在架构上继续沿用上代CPU的GS464x微架构。

面向桌面领域的龙芯3A7000将采用更为先进的工艺制程，并将主频提升到30GHz以上，采用“传统”的四核心设计。单核性能比上代提升20～30%，由于采用了全新的微架构，在性能提升的同时，CPU的能效也会有所提升。CPU2006单核base分值计划超过45分。

龙芯3d5000相当于英特尔i5-7200u。

龙芯3d5000它的主频是23GHz到25GHz，设计核心是4核心，工艺技术是12nm，相比较于上一代处理器来说，这一款处理器它的性能方面提升了50％以上，而它的功耗方面却大大的降低，超过了30％。

龙芯起步比较晚，但是发展的速度比较快，从他的发展历程来说已经比较厉害了，现在已经能够达到三年前的英特尔I5的水平，那么用不了多长时间就能够赶上英特尔了，现在所推出的龙芯3d5000，其实在日常家用，还有一些普通的办公、娱乐方面都已经可以放心使用了。

需要注意龙芯中科是我国唯一推出自主指令集的产业，并且在此基础上不断深入对于新一代龙芯3A5000、3C5000L芯片的探索，力求提升中国自主生态体系的核心竞争力。

龙芯3d5000的规格参数：

龙芯3D5000通过芯粒（Chiplet）技术把两个3C5000的硅片封装在一起，是一款面向服务器市场的32核CPU产品。龙芯3D5000集成了32个LA464处理器核和64MB片上共享缓存，支持8个满足DDR4-3200规格的访存通道，可以通过5个高速HyperTransport接口连接I/O扩展桥片和构建单路/双路/四路服务器系统，单机系统最多可支持四路128核。

龙芯3D5000采用LGA-4129封装形式，芯片尺寸为754mm×585mm×65mm，频率支持20GHz以上，典型功耗小于130W＠20GHz或170W＠22GHz，TDP功耗不超过300W＠22GHz。单路和双路服务器的SPECCPU2006Base实测分值分别超过400分和800分，预计四路服务器的SPECCPU2006Base分值可以达到1600分。