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          CPU 市場,正醞釀變局

          作者:the verge時間:2023-12-19來源:半導體產業縱橫收藏

          11 月 28 日,國產 CPU 廠商龍芯中科正式發布了基于龍架構的新一代四核處理器——龍芯 3A6000。這款處理器采用我國自主設計的指令系統和架構,無需依賴任何國外授權技術,是我國自主研發的新一代通用處理器,可運行多種類的跨平臺應用,滿足各類大型復雜桌面應用場景。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/202312/454032.htm

          據介紹,3A6000 對標英特爾第十代酷睿處理器,采用四大核、四小核設計,基于 LA664 處理器核,單核定/浮點性能分別提升 60% 和 90%,多核定/浮點性能分別提升 100% 和 90%。新一代國產 CPU 的推出,也標志著我國自主研發的 CPU 達到了新的高度。

          那么從全球市場來看,中國 CPU 如今扮演者什么樣的角色以及未來的發展前景如何?在探究這些之前首先要了解當今的市場格局。

          CPU 兩巨頭的淵源

          CPU 作為計算機設備的運算和控制核心,負責指令讀取、譯碼與執行,其研發門檻高、生態構建難。X86 架構和 ARM 架構是兩種主流的 CPU 架構,X86 架構占據絕大多數的市場份額,由英特爾、AMD 兩大巨頭領跑,英特爾憑借至強系列市場份額維持在 60% 以上,AMD 的市場份額也在持續提升。

          英特爾和 AMD 之間的競爭可以追溯到半個多世紀前。

          1974 年,英特爾推出 8080 處理器,AMD 看到了微處理器市場的巨大潛力,決定著力研制并成功成為英特爾的第二供應商。隨后,AMD 的發展勢頭越發強勁,工藝和產能都得到了很大提升。它的崛起引起了英特爾的警覺,當英特爾推出 8086 處理器時,遲遲不肯授權給 AMD。IBM 扮演著促成英特爾與 AMD 合作的關鍵角色,迫使英特爾重新授予 AMD 第二供應商的地位。1984 年,AMD 的銷售額達到了 11 億美元。

          80 年代中后期,兩家開始分道揚鑣。1987 年,英特爾單方面結束了與 AMD 在 5 年前簽訂的技術交流協議,停止向 AMD 公司授權 386(指 Intel 80386 系列芯片)技術,AMD 與英特爾開啟了長達五年的官司斗爭,最后 AMD 勝訴,也因此錯過了 PC 發展的黃金時代。

          與英特爾決裂后,AMD 果斷決策,加大了自己的研發投入。自此開始產品快速迭代,侵蝕英特爾的市場份額。2006 年是一個臨界點,為了進一步增強自己的技術實力,AMD 花費 54 億美金收購了顯卡巨頭 ATI,成為全球唯一一個同時擁有 CPU 與 GPU 研發能力的芯片公司,但是 AMD 也為此付出了巨大代價,桌面和移動市場更是節節敗退,也就是從這一年開始,AMD 開始在工藝上全面落后英特爾,與英偉達的競爭也處于下風,從此英特爾在高端處理器市場,就一直處于領先地位。

          2017 年 AMD 再一次沖鋒。AMD 的 CEO 蘇姿豐在發布會上說:「今天是個大日子,不論你是 PC 游戲玩家還是內存創造者,只要你需要高性能處理器,AMD 都可以滿足你?!拱l言之后,從口袋里掏出第一款主流八核心的銳龍處理器,i7 主流旗艦的價格,i7 至尊的性能。自此 AMD 再一次踏上與英特爾瓜分天下的征程,市占率穩步提升。

          時至今日,CPU 市場又發生了諸多變革,在一系列變革的影響下,往日一家獨秀的格局不知還會延續多久。

          AMD 攻上數據中心擂臺

          根據獨立半導體分析師 Sravan Kundojjala 發布數據顯示,2022 年 Q1-2023 年 Q1,英特爾在 X86 PC 市場市占率分別為 81.4%、78.1%、88.9%、87.2%、89.5%,AMD 在 2022 年 Q1-2023 年 Q1 的 X86 PC 市場市占率分別為 18.6%、21.9%、11.1%、12.8%、10.5%。

          在 X86 PC 市場,英特爾一直保持著強勢的地位,哪怕是市占率最低的一個季度,該數值也有 78.1%,AMD 反而是自 2022 年 Q2 達到 21.9% 的最高點后下滑嚴重。

          在 X86 數據中心市場,2022 年 Q1-2023 年 Q1,英特爾的市占率分別為 82.6%、75.8%、72.4%、69.7%、74.2%;AMD 的市占率分別為 17.4%、24.2%、27.6%、30.3%、25.8%。

          可以看到,在 X86 數據中心市場上,英特爾的市占率下滑較為明顯,AMD 憑借其不斷增加的產品組合市占迅速增長,從 2022 年 Q1 的 17.4% 增長至 2023 年 Q1 的 25.8%,增長了 8.4%。

          過去一年,對 AMD 來說是突破性的年份,其市場份額增長迅速。據市場研究機構 Mercury Research 最新公布的數據顯示,AMD 在 2023 年第三季度的出貨量份額為 23.3%,同比增長 5.8%,環比增長 4.7%,收入份額也環比大幅增長 4.4%,同比增長 1.7%。這種增長可能歸因于 AMD 最新的第四代 EPYC 處理器的高度受歡迎,該處理器是 AMD 第三季度最受歡迎的數據中心產品,因為主要云提供商將其用于內部工作負載和公共實例。

          如今 AMD 正在成為數據中心基于 x86 CPU 的主導力量,越來越多地被云提供商和服務器公司采用。不過,雖然近年來 AMD 銳龍勢頭迅猛,但畢竟英特爾在此之前有著長達 10 年以上的絕對領先優勢,英特爾這棵大樹絕非輕易可以撼動的。

          除了英特爾和 AMD 之外,在 CPU 市場的另一極,一個新的參賽選手正在博得越來越多的關注,那就是國產 CPU。

          國產 CPU 正迎頭趕上

          中國是全球最大的芯片消耗國,在最近幾年需求迫切以及供應環境動蕩等背景的推動下,中國正涌現不少優秀的 CPU 處理器芯片后備軍,包括龍芯、兆芯、華為鯤鵬、海光、飛騰和申威。

          其中,華為鯤鵬是華為計算產業的主力芯片之一,包括服務器和 PC 處理器。它基于 ARM V8 架構,處理器核、微架構和芯片均由華為自主研發設計。

          飛騰也是以 ARM 指令集為基礎自研內核構架。目前其已形成了完善的 CPU 產品線,在黨政信創市場占有很大優勢,主要應用場景有桌面和服務器等。

          兆芯和海光則分別采用 X86 架構。海光使用的是 AMD 授權的 X86 架構,此后海光基于永久授權的 x86 架構不斷進行自我研發,迭代升級,主攻服務器芯片。

          兆芯使用的是英特爾授權的 X86 架構,個人 PC 和服務器都有涉及。架構來源的不同給海光和兆芯這兩家的應用導向也帶來了一定影響,比如:海光未獲得桌面產品授權,而兆芯可以做到安裝 Windows。

          龍芯中科是目前中國 CPU 企業中自主程度最高的企業之一,現已構建了面向嵌入式專門應用的龍芯 1 號、面向工控和終端類應用的龍芯 2 號、面向桌面/服務器類應用的龍芯 3 號系列處理器及配套橋片的完整產品矩陣。根據龍芯 2022 年底透露的消息,該公司的競爭優勢目前還是在工控業務領域。與此同時,龍芯也在布局服務器 CPU。

          申威則主要用于超級計算機。目前在神威、太湖之光中使用的就是 SW26010 芯片。

          在中國服務器市場,國產 CPU 廠商占據的份額逐步擴大。IDC 報告顯示,2022 年國產服務器領域,海光信息以一己之力占據行業半壁江山,并超出第二名 13.7% 的市場份額。根據海光信息發布的三季度財報顯示,海光信息前三季度凈利同比高增 38%。以下是具體營收:2023 年前三季度營收約 39.43 億元,同比增加 3.22%;歸母凈利潤約 9.02 億元,同比增加 38.27%。其中,第三季度營收 13.33 億元,同比增長 3.3%,第三季度歸母凈利潤 2.24 億元,同比上漲 27.23%。

          接下來,隨著信創項目的大面積鋪開,信創產業也隨之出現了一個現象級的風口,將創造一個萬億元級別的市場,也將極大地帶動國內 CPU 廠商的快速發展。彼時龍芯、海光、鯤鵬等國產 CPU 廠商將帶給市場怎樣的驚喜,我們拭目以待。

          基于 Arm 架構的 CPU 混

          隨著時間的推移,基于 ARM 架構處理器的市場增長正逐漸加速。目前,蘋果的 Mac 電腦對 ARM 架構處理器的市場增長貢獻最大。 根據最新的數據,ARM 架構的 PC 處理器在蘋果的 M 系列芯片推動下,已經占據了個人電腦處理器市場份額的 13.3%,高于去年的 10.3%。 而在 2020 年,基于 ARM 架構的 PC 處理器僅占市場份額的 1.4%。

          除了蘋果,高通、英偉達和 AMD 等公司也都在開發基于 ARM 架構的 PC 處理器。

          據悉,英偉達正在采用 Arm 的技術,設計一款可運行微軟 Windows 操作系統的中央處理器。 此外,AMD 也計劃研發基于 Arm 技術的 PC 處理器,預計最快將于 2025 年上市。

          微軟高管也注意到了蘋果基于 Arm 架構芯片的效率,包括處理人工智能任務的能力,并希望在自家的 Windows 操作系統上獲得類似的性能。 2016 年,微軟曾委托高通帶頭將 Windows 操作系統遷移到 Arm 的底層處理器架構上,微軟授予高通在 2024 年之前獨家開發與 Windows 兼容的芯片。

          ARM 架構處理器在移動設備上具有顯著的能耗優勢,因此可能會成為越來越多廠商選擇布局具備較高 AI 處理性能和低能耗 PC 處理芯片的重要因素。 對于英特爾來說,要想在未來的市場競爭中立于不敗之地,必須加快技術研發步伐,推出更加優秀的產品來滿足市場需求。



          關鍵詞: 國產CPU

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