國產 CPU 研發起步較早但發展歷經坎坷,“十二五”開始逐步踏上正軌。CPU 是計算機的大腦和心臟,是國家大宗戰略產品,也是一個巨復雜系統。計算機主要由三部分構成:CPU、內存、外部設備(存儲、顯示器、輸入輸出等)。CPU 負責指揮外部設備和內存進行協同的工作,處在指揮和控制地位,是核心之所在。CPU 也是國家大宗戰略產品,尤其是進入信息化、智能化時代,它就和工業化階段中的鋼鐵一樣,是整個產業的基礎,應用面廣,支撐作用強,是國家戰略安全、產業安全的重要保障。CPU 還是一個巨復雜系統,它同其他芯片器件不同,它需要全能,不但強調邏輯控制,還需要有強勁的計算速度,技術實現難度非常之高,全球能夠獨立研發高性能 CPU 的國家少之又少。
國產 CPU 技術格局:少數具備自主指令集架構設計能力,多數依靠國際成熟架構授權。CPU 發展到今天,其內部架構和邏輯關系已經變得錯綜復雜,設計企業如果從頭開始進入,成功難度很大。國內有部分完全自主架構,如北大眾志完全自主開發的指令集產品 UniCore,蘇州國芯、杭州中天、浙江大學共同設計的國產嵌入式 CPU——C-Core 等。但是我們也看到,雖然這些產品在指令集架構上,實現了完全的自主,安全性最高,但是缺點也十分明顯,包括缺乏操作系統等基礎軟硬件支持、開發工具少(編譯器、調試器等)、應用程序開發困難、移植難度大等,所以一直以來在產業化上受到較大制約。目前,活躍在市場上的國產 CPU 絕大多數都是采用同國外合作的方式,主要途徑包括購買指令集授權、技術合作等。
指令集授權模式對比:架構授權自主可控程度高,固核授權產品化速度快。目前,CPU 授權主流的方式有三種:架構授權、軟核授權和硬核授權,對于使用授權的企業來說,CPU 的完成度依次上升,設計難度依次下降,但自主程度也在降低。