中國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産cpu。但大衆能夠接觸到搭載國産cpu和作業系統的電腦卻少之又少。前不久兆芯對外宣稱自主研發的cpu在性能方面已經可以與國際廠商競争。仿佛昨天還性能羸弱的國産cpu一躍便達到了國際水準,再加上宣稱國産安全作業系統的中标麒麟,國産cpu和作業系統真的要崛起了嗎?
筆者認為,國産cpu和作業系統崛起的标志應該是在民用級普及。從這一觀點來看,國産cpu和作業系統距離崛起還有相當長的路要走。不過欣慰的是,兩者在通往民用的道路上已經越走越快,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為什麼不是前面提到性能比肩intel/amd的兆芯呢?要想弄明白這個問題,我們需要對國産cpu進行梳理。
國産cpu的設計和制造
目前國産cpu大緻可以分為四大類:自主、開源方案、購買方案和授權。
第一類自主設計,其中的代表就是龍芯。龍芯的微架構是中科院自主研發的,可能由于其相容mips指令集而被解讀為并不是完全自主設計。2011年的時候,龍芯就已購買了mips64位架構授權。
但如今mips逐漸沒落,是以龍芯的市場前景并不可觀。一些朋友可能有機會拿到搭載龍芯cpu的筆記本,其性能表現是比較糟糕的。
即使如此,龍芯的現實意義卻是最大的。作為一個國家的戰略技術儲備,龍芯會一直活下去。中國科學院龍芯cpu首席科學家胡偉武在接受采訪時表示,龍芯cpu完全可以做到世界第一,但問題就在于沒人用、沒人買。軟體生态上的匮乏是制約龍芯發展的一大原因。
國産cpu設計和制造現狀
第二類開源方案,其中的代表就是sparc架構的cpu。這一類cpu基本不會用在民用領域,大多用在航空領域,比如大家熟悉的神舟飛船,歐洲一些國家的航天器也采用此類cpu。
第三類購買方案,其中的代表就是alpha架構的cpu。神威太湖之光就是用的這種,同樣不适合民用。雖然在超算領域神威太湖之光是最強的,但自身還是存在一些設計缺陷,比如記憶體設計很弱,浮點性能強,适合做并行計算,有點像顯示卡。單核性能比較弱,可能還不如龍芯。
第四類授權,這是目前最為廣泛的,比如前面提到的兆芯是x86的授權,大家熟知的華為的麒麟處理器是arm的授權。除了這兩個外,還有飛騰(arm)、展訊(arm)等等。這一類在商業化道路上是走的比較輕松的,因為不用擔心相容性問題,花費的錢也比其他類要少一些。
但這一類是受人制約的,雖然是自行設計soc,但相比龍芯的自主設計要有些差別。從長遠來看,這些授權依舊是别人的東西,資訊安全受制于人,産業發展受制于人。在商業上使用可以,但冠以國産之名确實有些牽強。
除了cpu設計外,cpu制造也是一大坎。目前國内晶片工藝比較落後,比如光刻機(簡單了解為決定晶片多少納米)就無法達到世界水準,這也使得國内無法生産高端晶片,以前的龍芯都是委托别人制作的。收購是最佳捷徑,但其中涉及到政治、經濟等多方面問題,一些國家限制中國收購類似鎂光這樣的企業。
總體而言,國産cpu确實取得了長足發展,但在核心競争力方面依然比較弱,尤其是民用領域幾乎全部依賴國外技術授權。在制造技術上也受制于技術水準,無法大規模制造高端晶片。
國産作業系統将何去何從
說實話,真正意義上的國産作業系統的發展還不如國産cpu。目前國産作業系統基本可以分為三大類:完全自主、開源系統和修改閉源系統。
第一類完全自主的作業系統有很多,但如果從應用生态方面來看的話,完全自主作業系統的數量是0。這是因為編寫一個作業系統的難度并不是很高,隻要學過計算機專業、水準高一些就能編寫一個簡單的作業系統,但這樣的作業系統是沒有意義的。
最主要的原因就是它并沒有完整的軟體生态系統。為什麼大家都習慣用windows,是因為我們經常用到的軟體和服務都在windows上,比如購物經常用的網銀,在其他系統上是無法使用的。系統的發展是個漫長的過程,不僅僅是系統自身完善,更是系統生态的完善。
第二類開源系統就太多了,pc上有大家熟悉的linux,比如麒麟、紅旗、烏班圖和deepin等桌面作業系統;手機上有多數人都在用的android,比如國内三大手機系統miui、flyme os、smartisan os等。這些作業系統的本質都是linux或類linux,隻不過換了換皮膚,深度定制些功能等。是以它們能夠運作相同的程式。
第三類修改閉源系統,這一類比較少見,就是花錢買完整的授權,然後在源碼上進行修改。代表類型是vxworks,在嵌入式中比較常見,比如交換機這種産品的系統,在民用級的産品中幾乎見不到。
從以上三種類型中可以看到,linux作為開源系統是比較好的選擇。可能有人會擔心開源系統不安全,其實這個擔心是有些多餘。系統都已經開源了,即使不安全也能直接看到。也正是這個原因,linux系統從來不需要防毒軟體,可以說linux沒有國别之分,它是世界的。
由于我國在國産cpu和作業系統這兩方面起步比較晚,是以在發展程度上還無法達到世界級水準。而且建立一個完整的生态系統(硬體+軟體)并不是一朝一夕的事。是以從目前形勢來看,民用級中龍芯+linux是比較好的選擇。當然也要厘清國産cpu和作業系統這兩者的主次關系,技術壁壘在晶片上,是以國産cpu的重要性要大于國産作業系統。
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