電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/黃山明）近日，兆芯在其官方公眾號(hào)中宣布，或?qū)⒃?022年推出全新自主架構(gòu)設(shè)計(jì)的服務(wù)器處理器以及桌面處理器，將進(jìn)一步豐富兆芯的產(chǎn)品線，為用戶的應(yīng)用平滑遷移和信息安全提供強(qiáng)有力的保障。

圖源：兆芯

作為國(guó)內(nèi)x86CPU的代表，兆芯也是全球除了英特爾、AMD外，唯一能夠制造x86架構(gòu)的CPU企業(yè)。如果說(shuō)龍芯是國(guó)產(chǎn)自主CPU的代表，那么兆芯的x86CPU將是有機(jī)會(huì)在消費(fèi)市場(chǎng)與英特爾同臺(tái)競(jìng)技的產(chǎn)品。

兆芯的x86之路

CPU作為消費(fèi)電子產(chǎn)品中最重要的部件，在當(dāng)前信息化時(shí)代的重要性更是不言而喻。但從市場(chǎng)來(lái)看，受惠于英特爾與AMD的長(zhǎng)期耕耘，讓x86在PC端一騎絕塵，哪怕是后來(lái)的Arm架構(gòu)都無(wú)法撼動(dòng)x86的地位。

這主要由于x86已經(jīng)在服務(wù)器、PC端建立了龐大的生態(tài)系統(tǒng)，包括主流操作系統(tǒng)Windows都是基于x86而開(kāi)發(fā)的。強(qiáng)大的生態(tài)環(huán)境讓x86幾乎已經(jīng)立于不敗之地，很多軟件也針對(duì)x86而進(jìn)行設(shè)計(jì)。

但對(duì)于中國(guó)而言，國(guó)防安全至關(guān)重要，必須要采用完全國(guó)產(chǎn)的CPU，因此有了龍芯。而對(duì)于政府部門(mén)與相關(guān)機(jī)構(gòu)而言，最好有一款既能夠運(yùn)行相關(guān)軟件，又能夠完全自主的芯片，于是有了兆芯。

有意思的是，作為能夠合法使用x86架構(gòu)的少數(shù)企業(yè)之一，兆芯是如何拿到這個(gè)架構(gòu)的，要知道英特爾基本不會(huì)對(duì)外授權(quán)x86，如果英特爾這么做，早就沒(méi)有Arm啥事了。

所謂x86授權(quán)，其實(shí)指的就是x86家族的專利交叉授權(quán)協(xié)議，而指令集本身，不過(guò)是一串?dāng)?shù)字，沒(méi)有任何法律保護(hù)，可以用模擬器隨意模擬最新的指令集。

但是需要注意的是，盡管指令集沒(méi)有專利保護(hù)，但這些指令集的實(shí)現(xiàn)方式，也就是具體的硬件電路是可以申請(qǐng)專利的，這也是為何如今CPU設(shè)計(jì)想要繞開(kāi)英特爾、AMD來(lái)實(shí)現(xiàn)是非常困難的。

為了保障相關(guān)部門(mén)人員能夠放心使用通用軟件，就必須使用x86架構(gòu)，過(guò)去全球擁有x86知識(shí)產(chǎn)權(quán)的只有三家公司，美國(guó)的英特爾、AMD以及中國(guó)臺(tái)灣的VIA威盛。兆芯便通過(guò)與VIA合資，成功獲得了x86的合法產(chǎn)權(quán)，不再受制于英特爾與AMD。

而VIA獲得生產(chǎn)x86CPU主要來(lái)自于收購(gòu)Cyrix和Centaur，有意思的是，其中Cyrix其實(shí)并沒(méi)有與英特爾達(dá)成任何協(xié)議，而是通過(guò)凈室逆向工程生產(chǎn)了兼容英特爾引腳的CPU。

英特爾憤而起訴Cyrix沒(méi)有授權(quán)便生產(chǎn)了x86CPU，但是卻敗訴了，原因在于Cyrix的486兼容CPU并沒(méi)有使用任何英特爾的專利。更離奇的是，Cyrix反訴英特爾侵權(quán)，最終雙方和解并達(dá)成專利交叉授權(quán)協(xié)議。

1999年VIA購(gòu)買(mǎi)了Cyrix，也擁有了生產(chǎn)x86CPU的能力。而在2001年，英特爾起訴VIA的CPU和芯片組侵犯了該公司的專利，不過(guò)隨后VIA反訴英特爾，生成英特爾的CPU侵犯了Centaur的專利，隨后VIA與英特爾和解，簽署了10年期的專利交叉授權(quán)協(xié)議。后來(lái)，這一授權(quán)又延長(zhǎng)到了2018年。

如今雙方的專利交叉授權(quán)已經(jīng)到期，不過(guò)不用擔(dān)心，在此之前的專利交叉授權(quán)永久有效，也就是說(shuō)兆芯可以使用2018年以前的x86，但無(wú)法再獲得英特爾最新的x86架構(gòu)。

還在被稱為“牙膏廠”的英特爾長(zhǎng)期使用Skylake架構(gòu)來(lái)擠牙膏，IPC指令集都沒(méi)什么變化。直到近兩年，英特爾才開(kāi)始向消費(fèi)級(jí)CPU加入了新的AI指令集與AVX512，但AMD還不支持這些AI指令集，因此除了英特爾自研閉源的AI加速庫(kù)以外，幾乎所有軟件都可以運(yùn)行在兆芯當(dāng)前的CPU上。

與此同時(shí)，與兆芯合并的VIA過(guò)去不只有CPU，還有北橋、南橋、音頻芯片等技術(shù)，可以認(rèn)為目前兆芯能夠提供一個(gè)完整的PC解決方案。打個(gè)比方，假如在極端情況下，英特爾無(wú)法在中國(guó)出售處理器，兆芯的產(chǎn)品可以作為最佳的備選。

自研架構(gòu)的兆芯開(kāi)始打破英特爾的桎梏

目前，兆芯同時(shí)掌握中央處理器、圖形處理器、芯片組三大核心技術(shù)，具備相關(guān)IP自主設(shè)計(jì)研發(fā)的能力。對(duì)比龍芯而言，由于x86架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，讓兆芯擁有更廣的應(yīng)用場(chǎng)景，并不需要為生態(tài)系統(tǒng)而擔(dān)憂。

在兆芯官網(wǎng)上，PC及服務(wù)器處理器目前最新的產(chǎn)品是KX-6000及KH-3000系列，在2019年發(fā)布，采用16nm工藝，最高8核3.0GHz。從性能表現(xiàn)上來(lái)看，有相關(guān)機(jī)構(gòu)做過(guò)測(cè)試，兆芯KX-U6780A的單核性能已經(jīng)相當(dāng)于i5-7400的44%，而多核性能大約在82%。

兆芯目前對(duì)外出售的處理器型號(hào)（圖源：兆芯）

而在兆芯本身公布的CPU發(fā)展路線圖來(lái)看，KX-7000系列將采用全新自主架構(gòu)設(shè)計(jì)，搭配DDR5、PCIE4.0等特性，并且有業(yè)內(nèi)人士預(yù)測(cè)，該系列將采用7nm制程工藝。

兆芯總工王惟林曾公開(kāi)表示，KX-7000的性能目標(biāo)是要達(dá)到AMDCPU同期的水平，當(dāng)然目前來(lái)看，AMD已經(jīng)推出了5nm制程的Zen4，性能更為強(qiáng)勁，如果KX-7000能夠達(dá)到7nm制程的Zen3便已經(jīng)很了不起了。

當(dāng)然，兆芯的價(jià)值不止于此，即便目前的處理器已經(jīng)能夠支持大多數(shù)通用軟件運(yùn)行，這對(duì)于市場(chǎng)而言無(wú)疑是極其重要的。

舉個(gè)例子，雖然不少企業(yè)目前的信息系統(tǒng)與PC都進(jìn)行了升級(jí)，但大多數(shù)企業(yè)的電腦仍然運(yùn)行的是Windows7或WindowsXP系統(tǒng)，比如高鐵車(chē)頭的維護(hù)程序，部分銀行取款機(jī)程序，都是運(yùn)行在XP系統(tǒng)下。

而電腦是有壽命的，運(yùn)行10年以上就需要更換，僅靠PC二手市場(chǎng)采購(gòu)老硬件，在可靠性上難以保證。比如美國(guó)的航天飛機(jī)在停飛前，要更換硬件設(shè)備，只能被迫去二手市場(chǎng)淘8086。

主要是因?yàn)樵械臉I(yè)務(wù)核心功能一樣，業(yè)務(wù)也沒(méi)有變化，重新開(kāi)發(fā)系統(tǒng)不過(guò)是浪費(fèi)而已。要更換新電腦，過(guò)去的接口以及驅(qū)動(dòng)乃至軟件都無(wú)法支持，這時(shí)候就體現(xiàn)出兆芯的價(jià)值，可以支持XP下的全套驅(qū)動(dòng)，可靠性比二手市場(chǎng)的強(qiáng)太多。

并且，有了兆芯，可以讓許多行業(yè)不再遵循安迪比爾定律，因?yàn)樵S多軟件升級(jí)后，核心功能進(jìn)步很小，但對(duì)于系統(tǒng)需求卻提升很多。大多數(shù)情況下，用戶只需要核心功能，不需要新版的附加功能。

在兆芯的硬件控制下，許多行業(yè)可以一直選擇使用老版本軟件，比如AutoCAD2000好用，就可以一直用下去。如果Word2003可以支持目前的工作，就不必升級(jí)最新的版本，還減少了兼容性問(wèn)題的產(chǎn)生。

因?yàn)檐浖姹镜纳?jí)對(duì)于整個(gè)公司而言其實(shí)是一筆不小的開(kāi)銷，并且兼容性問(wèn)題需要上下游企業(yè)互相通氣之后才能解決。這也是兆芯目前的真正價(jià)值。

當(dāng)然兆芯也并沒(méi)有固步自封，就像如今宣布將采用新架構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)處理器，擁有x86架構(gòu)的兆芯也必然會(huì)進(jìn)行兼容。屆時(shí)，國(guó)內(nèi)將擁有一款高性能，且不用考慮生態(tài)環(huán)境的全國(guó)產(chǎn)CPU。

小結(jié)

如果說(shuō)龍芯依靠完全自主，打造第三套信息生態(tài)系統(tǒng)的話，那么兆芯就是依托x86生態(tài)的國(guó)產(chǎn)CPU。但目前同樣存在著盡管性能較低，但價(jià)格不低的問(wèn)題，讓普通消費(fèi)者很難買(mǎi)單。當(dāng)然，兆芯本身已經(jīng)可以滿足大多數(shù)通用軟件的運(yùn)行，未來(lái)自研架構(gòu)的出現(xiàn)，也將在性能上更進(jìn)一步。至少兆芯的出現(xiàn)，讓我們除了英特爾，多了一種選擇。