中國(guó)擁有世界超算第一的神威太湖之光,令人振奮的是其搭載的為國(guó)產(chǎn)CPU。但大眾能夠接觸到搭載國(guó)產(chǎn)CPU和操作系統(tǒng)的電腦卻少之又少。前不久兆芯對(duì)外宣稱自主研發(fā)的CPU在性能方面已經(jīng)可以與國(guó)際廠商競(jìng)爭(zhēng)。仿佛昨天還性能羸弱的國(guó)產(chǎn)CPU一躍便達(dá)到了國(guó)際水平,再加上宣稱國(guó)產(chǎn)安全操作系統(tǒng)的中標(biāo)麒麟,國(guó)產(chǎn)CPU和操作系統(tǒng)真的要崛起了嗎?筆者在此要潑一盆冷水。下面就隨嵌入式小編一起來(lái)了解一些相關(guān)內(nèi)容吧。

國(guó)產(chǎn)CPU和操作系統(tǒng)真的要崛起了嗎？

　　筆者認(rèn)為,國(guó)產(chǎn)CPU和操作系統(tǒng)崛起的標(biāo)志應(yīng)該是在民用級(jí)普及。從這一觀點(diǎn)來(lái)看,國(guó)產(chǎn)CPU和操作系統(tǒng)距離崛起還有相當(dāng)長(zhǎng)的路要走。不過(guò)欣慰的是,兩者在通往民用的道路上已經(jīng)越走越快,而且最重要的是做到了自主可控,其中的代表就是龍芯+Linux。

　　CPU為什么不是前面提到性能比肩Intel/AMD的兆芯呢?要想弄明白這個(gè)問(wèn)題,我們需要對(duì)國(guó)產(chǎn)CPU進(jìn)行梳理。

　　國(guó)產(chǎn)CPU的設(shè)計(jì)和制造

　　目前國(guó)產(chǎn)CPU大致可以分為四大類:自主、開源方案、購(gòu)買方案和授權(quán)。

　　第一類自主設(shè)計(jì),其中的代表就是龍芯。龍芯的微架構(gòu)是中科院自主研發(fā)的,可能由于其兼容MIPS指令集而被解讀為并不是完全自主設(shè)計(jì)。2011年的時(shí)候,龍芯就已購(gòu)買了MIPS64位架構(gòu)授權(quán)。但如今MIPS逐漸沒(méi)落,所以龍芯的市場(chǎng)前景并不可觀。一些朋友可能有機(jī)會(huì)拿到搭載龍芯CPU的筆記本,其性能表現(xiàn)是比較糟糕的。

龍芯3號(hào)

　　即使如此,龍芯的現(xiàn)實(shí)意義卻是最大的。作為一個(gè)國(guó)家的戰(zhàn)略技術(shù)儲(chǔ)備,龍芯會(huì)一直活下去。中國(guó)科學(xué)院龍芯CPU首席科學(xué)家胡偉武在接受采訪時(shí)表示,龍芯CPU完全可以做到世界第一,但問(wèn)題就在于沒(méi)人用、沒(méi)人買。軟件生態(tài)上的匱乏是制約龍芯發(fā)展的一大原因。

　　第二類開源方案,其中的代表就是SPARC架構(gòu)的CPU。這一類CPU基本不會(huì)用在民用領(lǐng)域,大多用在航空領(lǐng)域,比如大家熟悉的神舟飛船,歐洲一些國(guó)家的航天器也采用此類CPU。

　　第三類購(gòu)買方案,其中的代表就是alpha架構(gòu)的CPU。神威太湖之光就是用的這種,同樣不適合民用。雖然在超算領(lǐng)域神威太湖之光是最強(qiáng)的,但自身還是存在一些設(shè)計(jì)缺陷,比如內(nèi)存設(shè)計(jì)很弱,浮點(diǎn)性能強(qiáng),適合做并行計(jì)算,有點(diǎn)像顯卡。單核性能比較弱,可能還不如龍芯。

神威太湖之光

　　第四類授權(quán),這是目前最為廣泛的,比如前面提到的兆芯是x86的授權(quán),大家熟知的華為的麒麟處理器是ARM的授權(quán)。除了這兩個(gè)外,還有飛騰(ARM)、展訊(ARM)等等。這一類在商業(yè)化道路上是走的比較輕松的,因?yàn)椴挥脫?dān)心兼容性問(wèn)題,花費(fèi)的錢也比其他類要少一些。

　　但這一類是受人制約的,雖然是自行設(shè)計(jì)Soc,但相比龍芯的自主設(shè)計(jì)要有些區(qū)別。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,這些授權(quán)依舊是別人的東西,信息安全受制于人,產(chǎn)業(yè)發(fā)展受制于人。在商業(yè)上使用可以,但冠以國(guó)產(chǎn)之名確實(shí)有些牽強(qiáng)。

　　除了CPU設(shè)計(jì)外,CPU制造也是一大坎。目前國(guó)內(nèi)芯片工藝比較落后,比如光刻機(jī)(簡(jiǎn)單理解為決定芯片多少納米)就無(wú)法達(dá)到世界水平,這也使得國(guó)內(nèi)無(wú)法生產(chǎn)高端芯片,以前的龍芯都是委托別人制作的。收購(gòu)是最佳捷徑,但其中涉及到政治、經(jīng)濟(jì)等多方面問(wèn)題,一些國(guó)家限制中國(guó)收購(gòu)類似鎂光這樣的企業(yè)。

光刻機(jī)

　　總體而言,國(guó)產(chǎn)CPU確實(shí)取得了長(zhǎng)足發(fā)展,但在核心競(jìng)爭(zhēng)力方面依然比較弱,尤其是民用領(lǐng)域幾乎全部依賴國(guó)外技術(shù)授權(quán)。在制造工藝上也受制于技術(shù)水平,無(wú)法大規(guī)模制造高端芯片。

　　說(shuō)實(shí)話,真正意義上的國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)的發(fā)展還不如國(guó)產(chǎn)CPU。

　　目前國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)基本可以分為三大類:完全自主、開源系統(tǒng)和修改閉源系統(tǒng)。

　　第一類完全自主的操作系統(tǒng)有很多,但如果從應(yīng)用生態(tài)方面來(lái)看的話,完全自主操作系統(tǒng)的數(shù)量是0。這是因?yàn)榫帉懸粋€(gè)操作系統(tǒng)的難度并不是很高,只要學(xué)過(guò)計(jì)算機(jī)專業(yè)、水平高一些就能編寫一個(gè)簡(jiǎn)單的操作系統(tǒng),但這樣的操作系統(tǒng)是沒(méi)有意義的。

　　最主要的原因就是它并沒(méi)有完整的軟件生態(tài)系統(tǒng)。為什么大家都習(xí)慣用Windows,是因?yàn)槲覀兘?jīng)常用到的軟件和服務(wù)都在Windows上,比如購(gòu)物經(jīng)常用的網(wǎng)銀,在其他系統(tǒng)上是無(wú)法使用的。系統(tǒng)的發(fā)展是個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程,不僅僅是系統(tǒng)自身完善,更是系統(tǒng)生態(tài)的完善。

Linux家族

　　第二類開源系統(tǒng)就太多了,PC上有大家熟悉的Linux,比如麒麟、紅旗、烏班圖和deepin等桌面操作系統(tǒng);手機(jī)上有多數(shù)人都在用的Android,比如國(guó)內(nèi)三大手機(jī)系統(tǒng)MIUI、Flyme OS、Smartisan OS等。這些操作系統(tǒng)的本質(zhì)都是Linux或類Linux,只不過(guò)換了換皮膚,深度定制些功能等。所以它們能夠運(yùn)行相同的程序。

安卓系統(tǒng)

　　第三類修改閉源系統(tǒng),這一類比較少見,就是花錢買完整的授權(quán),然后在源碼上進(jìn)行修改。代表類型是VxWorks,在嵌入式中比較常見,比如交換機(jī)這種產(chǎn)品的系統(tǒng),在民用級(jí)的產(chǎn)品中幾乎見不到。

　　從以上三種類型中可以看到,Linux作為開源系統(tǒng)是比較好的選擇。可能有人會(huì)擔(dān)心開源系統(tǒng)不安全,其實(shí)這個(gè)擔(dān)心是有些多余。系統(tǒng)都已經(jīng)開源了,即使不安全也能直接看到。也正是這個(gè)原因,Linux系統(tǒng)從來(lái)不需要?dú)⒍拒浖?可以說(shuō)Linux沒(méi)有國(guó)別之分,它是世界的。

　　總結(jié):

　　由于我國(guó)在國(guó)產(chǎn)CPU和操作系統(tǒng)這兩方面起步比較晚,所以在發(fā)展程度上還無(wú)法達(dá)到世界級(jí)水平。而且建立一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng)(硬件+軟件)并不是一朝一夕的事。所以從目前形勢(shì)來(lái)看,民用級(jí)中龍芯+Linux是比較好的選擇。當(dāng)然也要分清國(guó)產(chǎn)CPU和操作系統(tǒng)這兩者的主次關(guān)系,技術(shù)壁壘在芯片上,所以國(guó)產(chǎn)CPU的重要性要大于國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)。