揭秘中国X86 CPU两大阵营，海光、兆芯谁更强？

揭秘中国X86 CPU两大阵营，海光、兆芯谁更强？

雷锋网按：本文作者铁流，雷锋网首发

前不久，永恒之蓝肆虐，教育网和公安内网遭到攻击，洛阳市公安官方甚至发文，承认公安内网陷入瘫痪。而Intel在不久前表示版本号为6.x、7.x、8.x、9.x、10.x、11.5、以及11.6系列的所有固件产品存在严重的漏洞，这就意味着英特尔近十年来的固件芯片都会受到影响。

根据资料表明，国家已经制订了旨在使用国产化产品替代进口产品的计算机计划——全国党政系统的计算所实现国产化替代，从而保障国家的信息安全。不过，考虑到党政办公中，暂时还不可能一下子就彻底抛弃Windows，即便用Linux取代Windows也需要一个过渡期。而目前国内做X86CPU的厂商中，海光和兆芯无疑是最受国家器重的企业。那么，面对如此庞大的市场，海光和兆芯谁能拔得头筹呢？

海光

海光与AMD合资的事情非常低调。据业内人士披露，海光与AMD合资是一些人抱着重复高铁技术引进、消化吸收、再创新的想法，因而开展的项目。虽然中国方面鲜有相关消息，但据外媒报道，AMD与国内公司签订的协议预计可为AMD带来2.93亿美元许可费和版税收入。目前，海光资金以天津投资和曙光自有资金为主。

其实，AMD最初的是打算和国内某驰名PC厂商合资的，还拿出了在2013年市场主流产品的源代码，并允许合资公司在此基础上进行修改形成自主的CPU核。为了规避Intel对X86专利授权的限制。据小道消息称：AMD在当初寻求合资时表示，如果AMD是合资公司的小股东，则合资公司就不能获得X86授权，只有AMD保持控股状态时，合资公司才能获得X86授权。因此最初合资的一项条件就是AMD控股合资公司。

但如果由AMD控股了合资公司，那势必影响合资公司获得国家扶持的力度，而且一旦外资控股，很多项目就无法参与了。将来若要给外资控股合资CPU公司打上“自主、可控、安全”的旗号也很容易遭受质疑。

于是形成了比较绕的一个方案：AMD与国内公司A成立合资公司B，合资公司B由AMD控股，负责开发CPU核（其实就是拿AMD现成的内核）。然后公司A购买合资公司B开发的CPU核，以此为基础开发CPU。最终实现ARM卖IP核的翻版。这样一来既规避了Intel的X86授权限制，又使这款X86CPU成为内资公司开发的产品，迎合关于“自主、可控”等要求的界定。

只不过为了绕过Intel的X86授权限制，以及为了使开发的国产X86CPU能够获得更多的政策、资金扶持，才把合资模式搞的这么复杂。

如果当时某PC大厂真的与AMD合资，通过垂直整合，未来的市场表现是可以期待一下的。只不过当时某PC大厂因为资金链不是很充裕，加上大公司在决策上受各种因素钳制，在犹豫不决下没能成。然后AMD又去寻找了曙光等一些公司，最终才有海光与AMD合资这个事情。虽然不清楚最后海光与AMD具体合资方式，但如果依旧是AMD变相卖IP授权，那很有可能还是之前的那个方式。

海光的最大优势是性能。由于有AMD技术做后盾，CPU的性能是不用过于担忧的——相对于VIA给兆芯的以赛亚性能非常有限，AMD给海光的是性能强劲的Zen——AMD给予海光的是Zen的结构和代码！AMD给予海光的是Zen的结构和代码！AMD给予海光的是Zen的结构和代码！重要的事情说三遍。

虽然AMD在少数模块上有技术保留，但AMD能把Zen给海光，而不是已经落后的推土机或者挖掘机，这个已经展示出AMD的诚意了。在AMD的帮助下，海光如果能把主频做到3G以上，在国内就足以傲视群雄。海光主要面向商用服务器市场，也就是曙光原有市场，这样海光的CPU就可以直接替换曙光原本需要进口的国外X86CPU，由于Zen的底子在，海光的CPU性能应该不会太差，这种海光依托AMD的技术设计芯片，曙光做整机销售的商业化模式，是有一定市场潜力的。

海光最大的不足是安全上存在瑕疵，以及尚不具备消化吸收Zen的技术实力。

CPU是否安全，微结构是关键，而Zen毕竟是AMD设计的，而不是国内团队完成的，考虑到美国科技公司向来有配合美国政府情报部门的惯例（斯诺登已经证实），以及相关单位已经证实，国外X86CPU存在“冗余”模块，从怀疑论的角度去看，AMD是否会留下后门，这个还是未知数。

而且即便拿到源码，要消化吸收也是非常困难的。在自身技术实力有限的情况下，面对Zen这样复杂的东西，国内团队在短时间内很基本上是改不动的。

海光主要问题在于海光能不能消化吸收和再创新。因为AMD给的Zen相对于国内团队来说还是非常复杂的。而且海光目前的技术团队是全新的，还缺乏大项目的磨砺，在技术上和经验上还有所不足，未必能消化掉AMD给的技术。

就第一款产品来说，海光做的事情是互联和cache一致性等工作，以及SoC要海光自己做。但内核却是由AMD提供的Zen，而且生产方面可能有需要仰仗AMD，很可能由AMD找晶圆厂（比如GF）代工。

对于海光来说，磨砺自己的技术团队，最终实现消化吸收AMD给的技术才是当务之急。

兆芯

兆芯是一家国家大力扶持的IC设计公司，在十二五期间，承接了核高基01专项，获得了数十亿资金扶持。在2017年又拿到了核高基一大笔钱。因此，兆芯是一家不差钱的公司，即便无法盈利，也能过的很好。相对于海光来说，兆芯获得的国家资源要丰富的多——海光以天津投资和曙光自有资金为主，兆芯拿核高基的钱拿到手软。

兆芯技术来源在于是VIA公司，其ZXA就是VIANano马甲，ZXCQuadCoreC4600和VIAQuadCoreC4650十有八九就是同一个东西。虽然兆芯在各种场合一直宣传自己符合自主可控，但其实ZXC的内核其实就是美国Centaur公司设计的以赛亚。ZXC极有可能就是把人家的设计或版图买过来，重新在台积电流片的产物。而兆新最新公布的ZXD，根据目前的信息看，其实是基于ZX-C的改版，在微结构不动情况下，做的SoC设计，集成了内存控制器，pcie控制器等，二级cache变大。

兆芯的最大优势有两个：一是能跑Windows，二是可以得到国家巨额资金扶持。

兆芯的不足也很明显：一是存在知识产权瑕疵；二是CPU性能比较一般；三是安全上存在瑕疵。

首先，在知识产权上，兆芯是存在瑕疵的，比如X86授权——毕竟AMD来华寻求合资时强调，必须控股，合资公司才能使用X86授权。但VIA只持有兆芯的2成股份，如果VIA持有兆芯2成股份，兆芯就能合法使用X86授权。那么，这就意味着VIA和AMD至少有一方在说谎。

不过，由于上海市国资委下属的单位持有兆芯80%的股份，这种政府背景的公司，在对Intel没有任何威胁的时候，Intel未必会起诉——毕竟在中国起诉政府背景的公司很难获得实际利益。但如果兆芯敢卖到美国去，很可能会被Intel弄得死去活来——毕竟当年VIA的桥片一度挺火的，但在Intel专利大棒下灰飞烟灭了，VIA都顶不住专利大棒，技术源自VIA的兆芯根本不可能有AMD那种和Intel交叉授权的地位。

其次，兆芯CPU性能比较一般，就以已经量产的芯片中性能最强的ZXC为例，即便是ZXC中主频最高的C4600，和AMD/海光相比差距非常大，根据AMD公布的数据：Zen在3.4Ghz频率下，使用GCC4.6编译器，优化参数-O2，定点成绩为31.5，是C4600的3倍左右。

即便是与龙芯、申威、飞腾相比较，C4600也处于劣势，在局部一些指标上还处于明显劣势——单线程STREAM的测试，C4600的STREAM带宽基本为4-5GB/s，而龙芯3A3000为8+GB/s。多线程STREAM的测试，C4600的STREAM带宽基本为3+GB/s，而龙芯3A3000为12-13GB/s。在多线程上，C4600定点成绩是龙芯3A3000的74%，C4600浮点成绩是龙芯3A3000的70%。而申威421的成绩比龙芯3A3000还要强一些，兆芯和申威421的差距还要更大一些。

虽然兆芯官方宣传，ZXD的SPEC2006定点和浮点都在20分以上，但其实是ICC的成绩，而且从兆芯“单任务”这样的用词来看，很有可能是开并行化的结果。这是什么意思呢？

在开启并行化后，会将原本单线程执行的程序并行化给多个处理器执行，进而获得性能增益。但这种并行化仅仅只能用来跑分，实际日常使用中，很多常用代码并不支持，因而并行化是没有什么实际使用意义的。因此，兆芯官方宣传所谓的“ZXD的SPEC2006定点和浮点都在20分以上”水分非常大。

最后，就是存在安全瑕疵。从C4600的情况看，其内核就是美国Centaur公司设计的以赛亚。兆芯相关的英文资料也表明：BasedonCentaurTechnologie’smicroarchitecturedesigns。


兆芯和VIA、美国Centaur公司之间的关系，兆芯国内技术团队、VIA、美国Centaur公司在设计兆芯的CPU中各扮演了什么角色，这也是非常令人玩味的。

正是因此在安全市场上，由于兆芯是VIA马甲的现实，导致兆芯在一些项目上无法参与，比如XX工程中，上海市上报提议使用兆芯，结果被北京否决，换成了真正自主设计的CPU。再比如军队根本不认可兆芯，也是禁止使用的。

对兆芯来说，由于性能太弱，无法在民用市场无力与Intel、AMD竞争，即便要打国产X86CPU的旗号，就性能上来说，也无法与海光相比。

在安全市场因为VIA马甲的现状，导致大多局限于上海本地党政市场推广，加上安全市场不能用Windows，这使得兆芯能跑Windows的优势被废。虽然有上海政府的鼎立支持，但相对于全国党政军市场来说，还是过于渺小。这是兆芯当前面临的窘境。

结语

海光和兆芯颇具相似之处，都属于国家重点扶持企业，压根不差钱。而且都属于X86CPU，能跑Windows，就现阶段来说，从安全性、自主可控方面来说，两者都是有瑕疵——海光的国产X86芯片，内核是源自AMD的Zen；兆芯的国产X86芯片，其实是VIA的马甲。

差异就在于AMD的技术实力远远胜过VIA——AMD给的Zen也比VIA给的以赛亚强的多，因而在CPU性能上，海光远远强于兆芯。

在商业市场上，海光的CPU有一定市场竞争力，但兆芯的CPU完全不具备市场竞争力。而且曙光和海光之间的股权关系，使得曙光有比较大的动机去鼎立支持海光。而兆芯的整机合作伙伴很多也是龙芯、申威、飞腾的合作伙伴，属于几家整机产品都做，对于整机厂来说，客户青睐哪家的CPU，就多生产该CPU的整机产品。这样一来，很难形成曙光对海光那种强度的支持。

至于两者企业能否在国有天量资金的扶持下，实现高铁模式的消化吸收再创新，就只有交给时间了。