中国自主CPU发展之路

CPU关键技术未来演进路线

CPU关键技术未来演进路线后摩尔定律时代，单靠制程工艺的提升带来的性能受益已经十分有限，Dennard Scaling规律约束，芯片功耗急剧上升，晶体管成本不降反升；单核的性能已经趋近极限，多核架构的性能提升亦在放缓。

AIoT时代来临，下游算力需求呈现多样化及碎片化，通用处理器难以应对。

1）从通用到专用：面向不同的场景特点定制芯片，XPU、FPGA、DSA、ASIC应运而生。

2）从底层到顶层：软件、算法、硬件架构。

架构的优化能够极大程度提升处理器性能，例如AMD Zen3将分离的两块16MB L3 Cache 合并成一块32MB L3 Cache，再叠加改进的分支预测、更宽的浮点unit 等，便使其单核心性能较Zen2提升19%。

3）异构与集成：苹果M1 Ultra芯片的推出带来启迪，利用逐步成熟的3D封装、片间互联等技术，使多芯片有效集成，似乎是延续摩尔定律的最佳实现路径。

主流芯片厂商已开始全面布局：Intel已拥有CPU、FPGA、IPU产品线，正加大投入GPU产品线，推出最新的Falcon Shores架构，打磨异构封装技术；NvDIA则接连发布多芯片模组（MCM，Multi-Chip Module）Grace系列产品，预计即将投入量产；AMD则于近日完成对塞灵思的收购，预计未来走向CPU+FPGA的异构整合。

此外，英特尔、AMD、Arm、高通、台积电、三星、日月光、Google 云、Meta、微软等十大行业主要参与者联合成立了Chiplet标准联盟，正式推出通用Chiplet的高速互联标准“Universal ChipletInterconnectExpress”(通用小芯片互连，简称“UCIe”)。

在UCIe的框架下，互联接口标准得到统一。

各类不同工艺、不同功能的Chiplet芯片，有望通过2D、2.5D、3D等各种封装方式整合在一起，多种形态的处理引擎共同组成超大规模的复杂芯片系统，具有高带宽、低延迟、经济节能的优点。

CPU的现状和发展趋

2.2.3被GPU整合
3D游戏以及高清视频的普及计算机渴求获得更强的图形处理能力
显卡龙头厂商NVIDIA开始探讨将 CPU的数据处理能力搬到GPU上。 GPU的高运算能力挑战到了CPU
GPU的高运算能力挑战到了CPU
目前情况

NVIDIA的CUDA和AMD的ATIStream在应用方面CUDA 已经十分成熟, 同时 ATIStream也在行业内技惊四座显卡通用技术的首要目的是发掘GPU 内强大的运算能力如NVIDIA的GTX480便内置了480 个流处理核心, 而AMD 的HD5870 芯片更是集合了惊人的160 个流处理核心!
AMD 速龙II处理器
2.CPU的发展趋势
2.1国内CPU的发展趋势
2.2国际CPU的发展趋势
2.1国内CPU的发展趋势
2.1.2 宏观角度

建立一个长远的、持续的培育、扶持、发展计划，并注意全盘布局。遵守市场规律，以产品养活技术，以技术推动产品。
2.1.2微观角度

一是应该先攻设计技术堡垒，在专用型 CPU 和嵌入式CPU 上找突破口。二是要攻克工艺技术堡垒，要兴建0.18 微米以下之生产线。三是攻克专利保护堡垒，建立自己的专利保护防御体系。
CPU的现状和发展趋势
优集学院戴宏超
一.CPU的现状
1.国内CPU的发展现状
2.国际上的CPU发展现状
一国内CPU发展现状
我国的CPU发展暂时落后于国际，但是发展迅速。最新研制了龙芯3号。
我国自主研发的龙芯三号标志我国处理器研制达到新阶段
二.国际CPU发展现状
2.2国际CPU的发展趋势

技术论坛1：新形势下的国产安全芯片发展之路

3 2 3 2 1 0 2 2 1 1 1 10
52/21
中国芯产业化成果——工艺发展
国内智能卡芯片工艺发展
350nm
250nm
180nm
130nm
55nm
40nm
国外智能卡芯片工艺发展
2002
2004
2006
2008
2014
2015+
250nm
180nm
130nm
90nm
65nm
40nm
中国芯产业化成果——安全技术
中国芯在金融IC卡的产品应用现状
2010-2012 产品原型
• 安全技术突破，性能不佳，成本高
• 芯片商积极投入，进行产业链磨合，卡商和银行观望
• 政府推动试点，“可用”，但用户体验效果差。
2013-2014 试点应用
• 安全技术得到认可。 • 性能满足银行应用，成本
不理想 • 产业链磨合基本完成，银
40,000
20,000
0
NXP 华大大唐英飞凌复旦华虹国民技术同方 ST
纯金融国产芯片在金融及行业芯片出三星 KO货NA占比
1%
国产芯片
99%
其他
3%
纯金融卡
97%
金融行业卡
金融行业与其它行业国产芯应用比较
2015年，中国智能卡芯片厂商出货约33亿颗，占全球市场整体出货量的30%以上，其中在国内市场出货约22亿颗。在各个行业国产芯片都是市场的主流。金融行业是国产智能卡芯片的空白区。
2015年，国内金融IC 卡发卡量接近9亿张，国产纯金融IC卡芯片出货约590万颗，不足国内纯金融芯片总出货量的1%。
100,000 80,000 60,000

中国芯片之现状

中国芯片之现状➢CPUCPU即中央处理器（英文CentralProcessingUnit，CPU）是一台计算机的运算核心和控制核心。

CPU、内部存储器和输入/输出设备是电子计算机三大核心部件。

其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。

CPU由运算器、控制器和寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线构成。

差不多所有的CPU的运作原理可分为四个阶段：提取（Fetch）、解码（Decode）、执行（Execute）和写回（Writeback）。

CPU从存储器或高速缓冲存储器中取出指令，放入指令寄存器，并对指令译码，并执行指令。

所谓的计算机的可编程性主要是指对CPU的编程。

中国CPU现状国产CPU发展面临的问题首先，CPU整体性能上还有待提高。

在设计能力上不可否认国内的CPU企业和研发机构与国际领先水平还有不小的差距。

目前国产CPU在芯片设计方面的主要困难在于后端生产、封装、测试等环节仍受制于外协(流片代工厂、封装、测试厂商等)，导致生产进度与效率较低。

国产CPU在主频方面与主流处理器仍有较大差距。

目前国产CPU的典型工作频率是1GHz，而Intel和AMD主流处理器主频超过3GHz，IBM Power7处理器的频率超过4GHz。

主频的差距导致国产CPU单核性能与国际主流处理器的单核性能有较大差距。

主频差距主要来自采用半导体工艺生产线、工艺与CPU设计的结合等。

国产CPU多在TSMC和SIMC 生产，采用代工工艺。

而国际主流CPU，如Intel、IBM等都采用自己的标准CPU工艺，便于物理优化。

其次，生态系统建设难以取得突破。

众所周知，CPU的竞争绝不仅是CPU本身的竞争，而更多的体现在生态系统的竞争。

国际主流处理器(如Intel、AMD、ARM)经过几十年的发展，已经建立了成熟的产业环境。

例如，以Wintel联盟举例，Intel提供处理器芯片，微软提供操作系统，HP、DELL等提供基于Intel CPU的产品，很多应用厂商基于“Wintel”平台开发应用。

通用CPU发展趋势及国产CPU发展之路-胡伟武-优博21期

• Wintel联盟走向分化，IT产业出现多极化态势
• Intel在2009年收购世界最大的嵌入式操作系统提供商Windriver，并联合诺基亚推出MeeGo操作系统 • 微软购买了ARM架构开发许可，Windows 8支持ARM构架，开始拓展智能手机、平板电脑等消费电子市场
以CPU为代表的基础技术平台的变革
• 蚀刻等问题越来越难以处理，可制造性问题突显 • 片内偏差（On Chip Variation）问题突出 • 65纳米工艺的栅氧厚度已经降低至1.2纳米（约为5个硅原子层），漏电电流急剧增加。
新工艺及新材料技术延续摩尔定律
• 最近几年摩尔定律延续过程中采取的新技术
• 在90/65纳米制造工艺中，采用了多项新技术和新工艺：应力硅（Strained Silion）、绝缘硅（SOI）、铜互连技术、低k介电材料等 • 高k介质和金属栅技术打通了通往32/22纳米的通路，扫清工艺技术的一大障碍：采用高k介质（SiO2的k为3.9，高k材料为20以上）相当于提升栅极的有效厚度，使漏电电流下降到10%以下 • Intel最近实现了3D晶体管，为摩尔定律继续延续注入了新活力 • 但2020年前后晶体管尺寸难以进一步缩小已经成为共识
IBM时代的纵向整合
• 在早期的大型机时代，主要应用是科学计算，以IBM为代表的公司通过为用户提供包括芯片、主机和应用软件在内的一整套解决方案，向用户推销其产品。 • 在PC机出现之前，大型主机的CPU和操作系统往往都是由同一个公司研发的，如IBM的RISC芯片和OS/400操作系统、DEC的Alpha AXP芯片和VMX操作系统等。这样做可以使CPU和操作系统密切配合，发挥最大效能
• 传统结构遇上主频、功耗、设计复杂度等瓶颈，不得已向多核结构发展

中国cpu发展之路及生态应用

中国cpu发展之路及生态应用
中国CPU的发展历程可以追溯到上世纪50年代，其发展经历了起步、探索和快速发展三个阶段。

在探索阶段，中国的CPU产业在不断摸索中逐渐找到适合自己的发展道路。

在快速发展阶段，中国的CPU产业在技术、市场和产业链等方面都取得了显著进步。

目前，中国的CPU产业已经形成以华为海思、展锐、龙芯、兆芯等为代表的多家企业，这些企业在技术研发、市场拓展和产业链建设等方面都有一定的实力。

华为海思推出了基于自研架构的麒麟系列芯片，展锐则在移动通信领域具有较强的竞争力。

龙芯和兆芯则在桌面和服务器领域推出了一系列自主可控的CPU产品。

在生态应用方面，中国的CPU产业也在不断拓展。

华为海思的芯片已经应用于智能手机、平板电脑等移动终端，展锐的芯片则应用于中低端手机市场。

在桌面和服务器领域，龙芯和兆芯的CPU产品则分别应用于安全可控和云计算等场景。

总的来说，中国的CPU产业在近年来已经取得了显著进展，但在技术和市场方面仍需进一步努力。

未来，随着技术的不断进步和市场需求的不断增长，中国的CPU 产业有望迎来更加广阔的发展空间。

关于CPU现状及发展趋势

关于ＣＰＵ现状及发展趋势[论文摘要]：现在CPU处理器的发展真可谓日新月异，着重介绍中国的龙芯及国际的双核技术，并介绍其未来的发展趋势，在此基础上提出了一些新的看法。

关键词：CPU 网络双核技术一、引言随着网络时代的到来，网络通信、信息安全和信息家电产品将越来越普及，而CPU正是所有这些信息产品中必不可少的部件。

CPU的英文全称是Central Processing Unit，我们翻译成中文也就是中央处理器。

CPU（微型机系统）从雏形出现到发展壮大的今天，由于制造技术的越来越先进，在其中所集成的电子元件也越来越多，上万个，甚至是上百万个微型的晶体管构成了CPU的内部结构。

CPU的内部结构可分为控制单元，逻辑单元和存储单元三大部分。

二、中国CPU现状及发展趋势9月13日，中科院计算技术研究所承担的国家“863”项目“龙芯2号增强型处理器芯片设计”(即龙芯2E)正式通过了“863”专家组的验收。

该通用CPU已经达到了奔腾4的水平，这标志着我国在通用CPU设计和生产方面，取得了巨大的进展。

经专家鉴定，龙芯2号居国内通用CPU研制领先水平。

与此同时，中科院计算所也宣布了进一步的研发计划，即会在2008年左右推出龙芯3号芯片，用于将来的服务器市场。

根据中科院计算所公布的产品路线图，龙芯3号将会是64位16核的芯片，而到现在为止的龙芯1号和龙芯2号系列芯片都是单核(龙芯1号是32位，龙芯2号系列为64位)。

之所以龙芯3号会跳过双核、4核、8核，直接进入到16核的设计，首先是因为计算所已经具备了设计16核芯片的能力，其次是实现跨越式发展的需要。

据中科院计算所介绍，“十一五”计划期间，中科院计算所将研制多核的龙芯3号，可用来研制生产高性能的计算机和服务器，进一步缩小与国外先进水平的差距。

现在龙芯系列研发和推广的重点依然是龙芯2号产品，但与此同时也末放弃龙芯1号和3号的继续研发，龙芯家族的各号产品嵌入式系统(龙芯1号)、PC机(龙芯2号)和服务器(龙芯3号)研发将齐头并进。

30年的崛起之路中国芯一把辛酸一把泪

30年的崛起之路中国芯一把辛酸一把泪铁流，神秘低调的男子，尤对芯片、航空领域有钻研兴趣。

本期系列科普6篇，涵盖了龙芯、飞腾、兆芯、申威等国产芯片，历数了中国芯发展的30年史诗。

文章一出，便在业内引起强烈共鸣，产生了不小的轰动。

化用美国历史学家曼彻斯特所言，这不仅仅是几篇文章，而是一个时代。

除了科普本身，这便是这类文章存在的另一个意义罢。

1、15年了，龙芯拿什么与国外芯片巨头对抗？也许是龙芯名称中的“龙”字，承载着太多国人的希望，自诞生之初就处于社会舆论的风口浪尖。

有人说龙芯是骗经费的项目，也有人说龙芯的科研人员是为理想而奋斗的志士，还有人说龙芯的科研人员“太天真”，是自寻死路。

那么，龙芯究竟怎么样？来，一起看看龙芯15年的发展史，揭秘龙芯诞生至今的漫漫长征路。

2、那个想挑战Intel的中国芯片公司，背后都有什么故事？随着天河2号成为全球运算最快的超级计算机，并在2015年国际超级计算机大会上蝉联5连冠，国防科大和飞腾CPU正逐渐走进我们的视野。

国防科大研究计算机技术起步于50年代末，50多年来，国防科大如何在鲜花与泪水中走出了从模仿到超越的旅程？铁流认为，在技术路线上存在朝令夕改、朝秦暮楚的问题，客观上使飞腾没能像龙芯、申威那样走出一条自己的路埋下了伏笔。

这背后的故事，并不是50年的历史就可以涵盖的。

想挑战因特尔，所需要具备的技术和人才资金支持都是难以想象的艰难，于是乎，毫无意外，这又是一篇关于芯片的历史长文。

3、中国计算机芯片30年的历史，它背后有哪些不为人知的故事？中国俨然成为世界第一制造业大国，世界第一贸易大国，世界第一大经济体（按PPP 计算），然而在这些光环下，中国每年却要进口超过2000亿美元的芯片，全球手机和电脑大多中国制造。

而其中装有中国“芯”的却寥寥无几，整个集成电路产业受制于欧美，CPU已然成为中国制造转型升级的“芯”病。

回溯历史，先辈们在一穷二白的情况下，给我们留下了一笔颇为可观的家底。

“龙芯之母”黄令仪：研发“中国芯”_打破西方技术封锁

“龙芯之母”黄令仪：研发“中国芯”打破西方技术封锁张德强“中国芯”打破西方技术封锁“我最大的心愿就是匍匐在地，擦干祖国身上的耻辱！”这是女科学家黄令仪发自内心的呐喊。

她以八旬高龄带队研制出“龙芯3号”芯片，不仅打破了西方的技术封锁，让歼-20战斗机、北斗卫星都装上了中国芯，让复兴号高铁实现百分百国产化，每年还为国家省下2万亿元的芯片支出。

遗憾的是，2023年4月20日，民族功臣黄令仪逝世于北京，享年86岁。

她的名字和显赫功勋，将被更多的国人铭记——生于忧患从小燃起科技强国梦1936年，黄令仪出生于广西南宁，父亲是广西博物馆的创始人和首任馆长，母亲是一名化学研究员。

出生于高级知识分子家庭的她，本应该生活安逸，但侵华日军打破了国人平静的生活，尚在襁褓中的黄令仪与父母过起了四处逃亡的日子。

在她的整个少年时期，曾目睹过许多亲友、同胞在战火纷飞中流离失所，哀嚎求生。

“记得小时候，日军的飞机经常跑到我们头顶上扫射或轰炸，我总是跟着父母东躲西藏，每天食不果腹，活着就已经是最大的幸运了。

”黄令仪说，当时她既恐惧又想不通，就问妈妈：“我们又没惹日本人，他们为什么要大老远飞来轰炸中国人？搞得我们连学都没法上了。

”母亲含泪告诉她：“因为我们的国家太贫穷，太落后了。

记住，落后就会挨打。

你长大了一定要好好读书，用知识报效国家！”自强报国的种子，从小就在黄令仪心底生根发芽。

1949年中华人民共和国成立时，黄令仪正在桂林读中学，因为父母一时没有工作和生活来源，全家人连吃饭都成问题，更拿不出钱来供她读书。

黄令仪不甘心，无奈之下，她咬牙找到了学校的团委书记。

对方知道黄令仪是个品学兼优的好学生，就顶着压力给她开具了免学费的证明。

当母亲看到她拿回家的那张证明，不禁搂着黄令仪喜极而泣：“你做得对！孩子，人只要有饭吃，就不能放弃读书！切记，是国家给了你继续读书的机会，一定要努力学习，将来报答祖国。

”黄令仪听了用力点头。

高中毕业后，黄令仪如愿考上了华中工学院（现华中科技大学）。

[论文]中国计算机发展史

中国计算机发展史对于21世纪的人类来说，计算机是最熟悉不过的工具了，在这个信息时代，无论是办公，学习，生活，娱乐，都离不开计算机的使用，就好像每当你打开手机，拨一个电话，还是在手机上的地图上搜索一个地点，或者买一样商品，你都留下了点点滴滴的宝贵的数据。

而这些数据都需要我们手中的计算机去一一处理。

在信息飞速发展的年代，给我们的生活带来很多的便利。

在大数据时代生活的我们是否曾想过我们国家的计算机是怎样发展起来的呢，这就要从上个世纪开始说起了。

上世纪50年代，我们国家便开始引入计算这一设备了，在1956年周恩来总理亲自提议、主持、制定我国《十二年科学技术发展规划》，选定了“计算机、电子学、半导体、自动化”作为“发展规划”的四项紧急措施，并制定了计算机科研、生产、教育发展计划。

我国计算机事业由此起步。

并且在1956 年8月25日我国第一个计算技术研究机构——中国科学院计算技术研究所筹备委员会成立，著名数学家华罗庚任主任。

这就是我国计算技术研究机构的摇篮。

即便新中国没有成立多久，我们国家的从那时起便开始注重了计算的发展，这也是先辈们长远目光的体现。

并且就在这一年3月，由闵乃大教授、胡世华教授、徐献瑜教授、张效祥教授、吴几康副研究员和北大的党政人员组成的代表团，参加了在莫斯科主办的“计算技术发展道路”国际会议。

这次参会可以说是到前苏联“取经”，为我国制定12年规划的计算机部分作技术准备。

随后在制定的12年规划中确定中国要研制计算机，批准中国科学院成立计算技术、半导体、电子学及自动化四个研究所，我们国家的计算机正式起航了。

就这这一中国计算机重大的一年，夏培肃完成了第一台电子计算机运算器和控制器的设计工作，同时编写了中国第一本电子计算机原理讲义。

1957年，哈尔滨工业大学研制成功中国第一台模拟式电子计算机。

就在我国计算机开始发展两年之后，我们迎来了第一个喜讯，我国中科院不负众望，中科院计算所成功研制出我国第一台小型电子管通用计算机103机(八一型)，这一伟大的成功，标志着我国第一台电子计算机的诞生。

863计划：高技术自主创新的强大引擎

863计划：高技术自主创新的强大引擎“龙芯”、“众志”改变我国信息产业“空芯”状况、燃料电池汽车在国际大赛上屡屡获奖、世界上第一个人禽流感疫苗进入Ⅰ期临床试验……这些令国人自豪、世人瞩目的高新技术进展都是“十五”863计划的突出成果。

863计划是我国在高技术研究与发展方面组织实施的一项重要国家科技计划。

“十五”期间，863计划以加强高技术领域的自主创新和跨越发展为主线，取得了一大批具有世界水平的研究成果，突破并掌握了一批关键技术，缩小了同世界先进水平的差距，推动了我国高技术产业的发展，使我国高技术领域由跟踪起步进入到了一个蓬勃发展的阶段。

这些成就的取得为建设创新型国家奠定了重要基础，也更加坚定了我们走自主创新之路的信心。

自主知识产权数量成倍增长进入二十一世纪，面对发达国家和跨国公司加快在高技术领域设置专利和技术标准壁垒的严峻现实，仅仅依靠跟踪国外的高技术，已很难在国际产业和技术分工中占据一席之地。

为此，“十五”863计划提出了高技术发展从注重跟踪模仿到加强自主创新的战略转移，着重解决事关国家中长期发展和安全的战略性、前沿性和前瞻性高技术问题，发展具有自主知识产权的高技术，培育高技术产业生长点。

863计划在战略部署上，并重考虑单项技术的研究开发和重大产品、工程的集成创新，通过主题和重大专项的方式分类组织实施。

“十五”期间，863计划在信息技术、生物和现代农业技术、新材料、先进制造与自动化技术、能源技术、资源环境技术等6个研究领域，组织了19个主题和27个重大专项，共计安排了6000多项课题，其中主题课题近4000项，重大专项课题2000多项。

五年来，以突出知识产权为目标的863计划，攻克了一批关键技术，在专利和技术标准方面取得了长足的进展。

“十五”期间，863计划共申请专利22000余项，其中发明专利17000余项；获得专利授权6000余项，其中发明专利3500余项；制定国家和行业技术标准1800余项，发表论文7万余篇。

中国芯片的困境与发展之路的探讨

中国芯片的困境与发展之路的探讨一、本文概述随着全球科技竞争的日益激烈，芯片产业已成为衡量一个国家科技实力的重要标志。

中国作为全球最大的芯片市场，近年来在芯片产业上的投入和发展力度不断加大，但依旧面临着诸多困境。

本文旨在探讨中国芯片的困境及其背后的原因，分析当前中国芯片产业面临的挑战和机遇，并在此基础上探讨中国芯片产业的发展之路。

我们将从政策环境、技术创新、产业链协同等多个维度出发，全面解析中国芯片产业的现状和未来发展趋势，以期为中国芯片产业的健康发展提供有益的思考和建议。

二、中国芯片产业的困境中国芯片产业在近年来虽然取得了显著的发展，但仍然面临着多方面的困境。

技术瓶颈是制约中国芯片产业进一步发展的主要因素之一。

尽管中国在芯片设计、制造和封装测试等环节都有了一定的积累，但在高端芯片领域，如CPU、GPU等，与国际先进水平相比仍有较大差距。

这主要体现在芯片性能、功耗、可靠性等方面，以及与之相关的制造工艺和设备技术。

中国芯片产业面临着激烈的市场竞争。

随着全球芯片市场的不断扩大，各国都在加大投入，争夺市场份额。

美国、欧洲、日本等发达国家和地区在芯片产业领域具有深厚的积累和强大的竞争力，而中国作为后来者，需要在激烈的竞争中不断追赶。

中国芯片产业还面临着国际贸易环境的压力。

近年来，美国等国家对中国实施了一系列技术封锁和贸易限制措施，限制了中国芯片产业获取先进技术和设备的渠道。

这使得中国芯片产业在研发和生产过程中面临诸多困难，同时也增加了成本和时间上的压力。

中国芯片产业还面临着人才短缺的问题。

虽然中国拥有庞大的科技人才队伍，但在芯片产业领域，尤其是高端芯片设计和制造方面，专业人才仍然相对匮乏。

这限制了中国芯片产业的创新能力和发展速度。

中国芯片产业面临着技术瓶颈、市场竞争、国际贸易环境和人才短缺等多方面的困境。

为了突破这些困境，中国需要加大研发投入，提高自主创新能力；加强国际合作，拓展技术和市场渠道；优化人才培养机制，吸引更多优秀人才加入芯片产业；还需要加强政策支持和引导，为中国芯片产业的健康发展创造良好环境。

CPU国产化及生态深度研究

CPU国产化及生态深度研究目前几乎所有冯·诺伊曼型计算机的CPU的工作流程可以分为：提取指令、指令编译、指令执行、访问主存并读取操作数、写回等五个阶段。

CPU的几大主要结构在过程中的作用如下：控制单元（Control Unit）作为CPU的控制中心，负责将存储器中的数据发送至运算单元并将运算后的结果存回到存储器中，其一切行为均来自于指令。

运算单元（Arithmetic/Logic Unit）可以执行算术运算和逻辑运算。

它执行来自于控制单元的命令。

存储单元（Registers、Cache）是CPU 中数据暂时存储的位置，其中寄存有待处理或者处理完的数据。

寄存器（Registers）较内存相比，可以减少CPU访问数据的时间，也可以减少CPU访问内存的次数，有助于提高CPU的工作速度。

目前CPU架构主要分为CISC(复杂指令集)和 RISC(精简指令集)。

1971年美国英特尔公司推出世界第一款商用计算机微处理器Intel 4004，被认为是CPU发展史的开端。

作为4位处理器，Intel 4004由10um制程工艺在2英寸晶圆上打造，集成了2300个晶体管，主频为740kHz。

到了2020年，第十一代酷睿处理器芯片基于英特尔10nm工艺打造，将集成超过百亿个晶体管，最高主频可高达4.8Ghz。

这颗CPU芯片不再是单一的CPU，而是集成了全新架构的Willow Cove内核、Iris X图形处理器、内存控制器、图像处理器、媒体解码器、电源管理、神经元加速器和各类高速接口控制器等各种组件。

其中Willow Cove内核正是这颗CPU芯片集成的传统意义上的CPU。

CPU的发展史，按照其处理信息的字长，可以分为：四位微处理器、八位微处理器、十六位微处理器、三十二位微处理器以及六十四位微处理器等等。

英特尔X86指令集中的单指令多数据流指令集可以划分为MMX、SSE、AVX。

英特尔的指令集采用叠加的方式向前发展，从奔腾的MMX 到Skylake的AVX512，指令集的位数从64位升级至了512位。

兆芯：国产芯片生态为重，自主可控不只是芯片

上海兆芯集成电路有限公司副总经理罗勇对标国际标准 2018.9љЇ И滏 ұҸ՛ ҈其整机性能对标Intel的i5系列处理器，包括运行现在最火的（也是对计算机性能要求很高的）“吃鸡”游戏，仍可流畅运行。

在集成电路尤其是处理器芯片方面，要真正解读一项技术需要花很长时间，才能避免出现系统漏洞、安全问题，或在出现安全问题时及时查出原因并修复。

兆芯用6年时间研发了ZX-C和KX-5000两代处理器，从而完全解读了x86系统架构及相应技术。

兆芯设计ZX-C系列用了4年时间，罗勇博士坦然表示，设计出的处理器虽然在功耗和面积上控制得很好，单核性能提升了20%，多核性能提升了两倍，但是并没有达到预期目的，同时发现在设计过程中走了很多弯路，因而进一步研发了KX-5000系列。

这一代芯片又将单核做了大幅度修改，同时将多核全部引入，打通了I/ O频率，从而达到现在能够对标Intel第六代i3处理器的性能，从而满足日常办公、大型游戏等应用需求。

自主可控不该只考虑芯片架构近年来，随着计算机系统漏洞问题及中美贸易战的另外需很强，是必须的起步较晚谈到半导体产业自主可控，担心，其实就半导体产业链自主国内往往产、架构设计工艺（E DA）多问题，方面：第一有达到，性及生态仍有待改设计工艺方面及华虹宏力虽然给国产芯片解决了一定问题但是仍难以对标国际高端能力；第三，最大三家公司——Synopsis、Mentor Graphics都是美国公司，国内还没有一个大型整体的设计工具。

图1从下到上依次为：ZX-C、KX-5000、KX-600023 2018.9[1] 王金旺.“中国芯”稳步发展，高端芯片仍待突破[J].电子产品世界,2017(1):25-26.17台积电等不仅在。

国产CPU行业深度报告（完整版）

国产CPU⾏业深度报告（完整版）这是⼀份专业、全⾯、详实、系统的深度报告！
⼤纲⽬录
⼀、CPU投资逻辑框架
1.1从指令集架构看CPU市场格局
1.2CPU产业链：先进制程数字芯⽚产业链
1.3当前国产CPU发展的三⼤路线
1.4我们如何看待国产CPU未来格局
⼆、详解CPU：IC产业中的“珠穆朗玛峰”
2.1CPU的定义及内部结构
2.2CPU的指令集与微架构
2.3CPU发展历程与未来趋势剖析
2.4CPU的需求侧与供给侧分析
三、知⼰知彼：CPU的全球格局与⾏业龙头
3.1服务器CPU全球市场格局：霸主英特尔，追赶者AMD
3.2英特尔：七⼤系列产品全覆盖
3.3AMD：持续发⼒的追赶者
3.4苹果：M1芯⽚横空出世
四、国产CPU⾃主之路：详解六⼤国产CPU
4.1国产CPU的发展历程：再度起航
4.2CPU国产化分析：严重依赖进⼝
4.3详解六⼤国产CPU：国产CPU第⼀梯队
4.4国产CPU其他标的
领取⽅式见⽂末。

龙芯cpu发展历程

龙芯cpu发展历程龙芯CPU是中国自主研发的一款处理器芯片，其发展历程可以追溯到上世纪90年代。

在那个时候，中国的计算机产业还相对薄弱，主要依赖进口的处理器芯片。

为了摆脱对外国技术的依赖，中国开始了自主研发处理器的探索。

1997年，中国科学院计算技术研究所成立了“龙芯计划”，旨在研发一款具有自主知识产权的处理器芯片。

经过多年的努力，2002年，龙芯CPU的第一代产品问世。

这款处理器采用了自主设计的指令集架构，性能相对较低，但标志着中国在处理器领域取得了重要突破。

随着技术的不断进步，龙芯CPU逐渐迎来了发展的机遇。

2004年，龙芯CPU的第二代产品发布，性能得到了显著提升。

这款处理器在国内外市场上获得了一定的认可，被广泛应用于高性能计算、服务器等领域。

2008年，龙芯CPU的第三代产品问世。

这款处理器在性能、功耗和可靠性方面都有了重大突破，成为当时国内最先进的处理器之一。

龙芯CPU的应用范围也进一步扩大，涉及到了移动设备、嵌入式系统等领域。

2011年，龙芯CPU的第四代产品发布。

这款处理器在性能上达到了国际先进水平，具备了与国外同类产品相媲美的竞争力。

龙芯CPU开始在国内市场上与国外品牌展开竞争，逐渐获得了一定的市场份额。

随着时间的推移，龙芯CPU的发展步伐越来越快。

2015年，龙芯CPU的第五代产品发布，性能再次得到了提升。

这款处理器在高性能计算、人工智能等领域展现出了强大的计算能力，成为中国自主研发的处理器的代表之一。

如今，龙芯CPU已经成为中国计算机产业的重要组成部分。

它不仅在国内市场上取得了一定的成功，还开始向国际市场拓展。

龙芯CPU的发展不仅推动了中国计算机产业的进步，也为中国在全球科技竞争中赢得了一席之地。

然而，龙芯CPU的发展之路并不平坦。

在技术上，龙芯CPU仍然面临着与国外品牌竞争的挑战。

在市场上，龙芯CPU还需要进一步提升品牌知名度和市场份额。

为了实现长期发展，龙芯CPU需要继续加大研发投入，提高技术创新能力，不断提升产品性能和质量。

强“芯”之路—英特尔至强发展历程

强“芯”之路—英特尔至强发展历程服务器处理器的发展比普通PC处理器要晚一些，服务器CPU和普通CPU 有很多的不同，比如早期的服务器CPU为了能够减少发热量，能够长时间的稳定工作，在主频和总线上要比普通CPU低很多。

除了在稳定性上的区别，服务器CPU在二级缓存上要大于普通CPU，部分服务器CPU很早就开始应用了三级缓存。

此外在内部指令集、接口以及支持多路级联方面，服务器CPU和普通CPU 也存在着比较大的差异。

早期的服务器处理器基本采用RISC构架，如IBM的Power和PowerPC处理器、Sun公司的SPARC和UltraSparc处理器、HP的PA-RISC 以及收购康柏后的Alpha处理器等。

这些RISC处理器被应用高端Unix服务器，虽然性能高、稳定而安全，但是由于高成本和技术的封闭性，在近年来辉煌的Unix服务器有了下滑的趋势。

自2000年开始，基于IA构架的Intel和基于x86指令架构的AMD服务器处理器进入了市场，凭借低廉的价格和应用的广泛性逐步站稳了脚跟，随着近年来处理器技术和性能的提高，x86架构处理器在一步步蚕食着RISC处理器的市场，RISC虽然仍旧是高端市场的霸主，但也掩饰不掉下滑的趋势。

英特尔服务器处理器在x86服务器处理器市场占据着重要的地位，近年来随着多核技术的迅速发展，英特尔确立了在x86服务器处理器市场的霸主地位，除了在双路、四路服务器市场的优秀表现外，在高端市场也表现出强大的表现力。

在08年最新全球TOP500超级计算机榜单中，有75%的超级计算机采用了英特尔处理器。

自涉足服务器处理器领域以来，在取得佳绩的背后，英特尔服务器CPU都有哪些功臣呢，下面，我们可以来回顾一下英特尔服务器处理器的“芯”路历程。

Pentium Pro处理器Intel Pentium Pro处理器在1995年11月正式推出，这款采用32位数据结构设计的处理器在当时令人吃惊的性能，因而Pentium Pro一度成为高端处理器的代名词。