芯片是當前最熱話題之一，隨著國際環境的變化，芯片設計和自主創新的重要意義越來越凸顯。而在不同種類的芯片當中，中央處理器（CPU）因其通用性以及技術難度，受到最多的關注。以往英特爾通過獨攬x86 CPU的基礎架構、芯片設計、工藝制造三大環節，并主導著該領域的生態系統，國產CPU很難獨立發展起來。

然而，隨著大數據云計算時代的到來，CPU的產業生態正在發生變化。比如日前亞馬遜發布第二代服務器芯片Graviton，并在數據中心實現商用；高通的驍龍8c、驍龍7c也在聯網筆記本電腦市場站穩了腳跟。這些消息均給中國CPU廠商帶來了更大的信心。在這樣的市場機遇面前，國產CPU應當如何發展？記者采訪了天津飛騰信息技術有限公司總經理竇強。

產業生態的轉變

發展國產CPU，一個繞不開的話題是生態。在CPU主宰計算的時代，英特爾不僅在硬件層面掌控與北橋CPU配套的南橋芯片組外圍接口等核心技術，也主導著與x86相關的標準技術和測試認證；在軟件層面，與微軟結成“Wintel”聯盟形成長期相互協同的利益閉環。這些舉措使得眾多應用廠商均圍繞x86+Windows體系開發產品。國產CPU很難獨立發展起來。然而，隨著大數據云計算時代的到來，CPU的產業生態正在發生變化。

對此，竇強表示，以前英特爾打敗其他對手的法寶之一就是生態。但是在數據中心領域，面向云計算，大量使用的是開源軟件。云計算廠家也會對自己的軟件代碼進行大量優化，這也導致相關軟件掌握在云計算廠商手中，可以很容易就遷移到另一個平臺上去。在這種情況下，傳統CPU的生態優勢就不那么明顯了。此外，ARM架構芯片的性能也在不斷提高。

“以前ARM架構服務器的性能弱于x86 CPU。但是，通過這些年的努力，CPU性能正在接近英特爾處理器的水平。比如亞馬遜近日發布的第二代處理器得益于可以進行優化，性能已經不弱于采用英特爾CPU的解決方案。”竇強指出。有了性能和生態這兩點，基于ARM架構的國產CPU已經具備快速獨立發展的基本條件。

“在此情況下，飛騰公司希望能與生態伙伴共同努力，一起把國產CPU的產品性能與產業生態做起來。飛騰會把更多的精力放在芯片本身，將產品做精。同時依托合作伙伴推進軟件層面的開發，我們會做一些底層的優化，然后提供給合作伙伴，雙方共同將整個產業生態打造好。面對強大的競爭對手，最根本的取勝之道是開放，只有集合大家的力量，共同推進，才能將產業生態發展起來。”竇強表示。

竇強也承認，在生態系統上，英特爾現在的實力要強大得多。從上世紀70年代開始英特爾就進入CPU行業，至今已經形成強大的生態體系，特別是在桌面市場和傳統服務器市場。而ARM架構2012年發布64位指令集才算正式進入服務器等領域。至今只有幾年時間，因此需要補強的地方還有很多。之所以ARM架構能夠取得現在的成績，一方面是由于ARM在移動處理器領域的積累，另一個重要的原因是像亞馬遜這樣的云計算企業擁有更大的人力物力，有足夠多的應用場景去試驗和優化，給ARM架構提供了更好的發展空間。這就要求國內企業通力合作，共同打造適合自身的產業生態。目前，飛騰公司在軟件層面的合作伙伴包括了麒麟、金山、金蝶、東方通等眾多企業。

異構計算的趨勢

近幾年來，受限于工藝、制程和材料發展的瓶頸，摩爾定律的演進開始放緩，芯片的集成越來越難以實現，依靠縮小線寬的辦法已經無法同時滿足性能、功耗、面積以及信號傳輸速度等多方面的要求。在此情況下，越來越多的半導體廠商開始把注意力放在異構集成層面。依托快速發展的先進封裝技術，或者片上系統，在實現高效能運算的同時，又具備靈活性、差異化。比如英特爾針對摩爾定律的未來發展，提出了“超異構計算”概念，希望通過先進封裝技術實現的模塊級系統集成。在2018年年底舉辦的“架構日”上，英特爾首次推出Foveros 3D封裝技術。在7月份召開的SEMICON West大會上，英特爾再次推出一項新的封裝技術Co-EMIB，能夠讓兩個或多個Foveros元件互連，并且基本達到單芯片的性能水準。

竇強認為，異構計算是CPU技術的重要發展方向，中國CPU廠商也應加強這方面的技術開發?，F在純靠通用計算在很多領域已經不足以滿足性能需求了，CPU+AI、CPU+FPGA或者CPU+特殊專用引擎以后肯定會大行其道。

“由于中國IC企業的實力普遍弱于國際大廠，面對異構計算大潮，中國企業同樣應當采取與合作伙伴一起共同協同發展的模式，或者采取先進封裝的方式將多顆小芯片封裝在一起，或者通過授權的方式，將不同IP集成到一顆芯片。模式很多，可以共同探索。”竇強說。

由于整體實力的差異，決定了差異化競爭是國產CPU廠商發展的主要策略，而異構集成正是實現差異化的重要途徑之一。竇強指出，CPU的開發肯定會做一些定制化工作，以實現產品的差異化。“我們會跟客戶緊密捆綁，把客戶的訴求體現在芯片里去，不光是PC芯片，服務器芯片、嵌入式芯片都會這樣做。這是國產CPU的生存之道，也是我們的一個優勢。將優化工作做好了，可以更好地滿足用戶的需求，實現用戶的目的。”竇強說。

關鍵市場的布局

近日，飛騰公司首次介紹了飛騰芯片20多年的產品演進，以及飛騰公司的使命、愿景和發展理念。2019年9月，飛騰發布了新一代的FT-2000/4微處理器，集成4個飛騰自研處理器內核FTC663，采用16nm工藝流片，主頻最高3.0GHz，支持雙通道DDR4-3000內存，典型功耗10W。芯片性能相比飛騰上一代桌面CPU提升了1倍，訪存帶寬提升了3倍，功耗降低1/3，主要應用于桌面終端和工業控制嵌入式產品。

“在市場層面，飛騰公司關注服務器芯片、桌面芯片和嵌入式產品，建立完整的產品線。從服務器芯片到桌面終端芯片再到IoT端的嵌入式產品，飛騰公司將不斷推出新的、適用的產品。”竇強介紹了飛騰的市場規劃。

由于有黨政等專用市場的牽引，飛騰公司在PC市場有著較大的占比。但是，竇強對于嵌入式和服務器市場也很重視。“工業半導體市場智能制造工廠等，對信息化的需求非常迫切，其中大量場景用到工業控制芯片，我們的使命就是解決信息安全問題。由于嵌入式產品需要一個比較長的導入時間，這方面的產品開發是十分迫切的。”

相對于嵌入式產品來說，服務器市場空間更大，云計算廠商數據中心，每年可能采購的服務器的數量是幾十萬到百萬的量級，隨著5G通信的布署，邊緣計算也會很快的起來。竇強希望加強定制化服務器芯片的開發。飛騰會根據阿里、騰訊數據中心的需求，進行產品定制。通過這種方式，使飛騰的產品除了在專用市場應用之外，還能夠進入運營商市場。

“而且這個市場的發展比以前預計的更快。”竇強最后告訴記者。