現在有哪些國產CPU和操作系統?現狀如何?
國產CPU的應用領域既涵蓋了嵌入式設備、服務器設備等專業領域,也同時面對消費級民用市場。由于服務對象和應用領域的巨大分歧,不同類型的國產CPU在國人“心中”存在感大小相去甚遠,如專門針對服務器的飛騰、申威等,不說默默無聞,也很少顯赫于報端。對于這種旨在服務專業領域,甚至擁有軍方資歷的CPU品牌,普通國人是并不關注的,他們本身就與大眾有著相當的距離,也應當如此。
真正讓大家耳熟能詳的品牌,無一不是不僅僅滿足于專業領域,旨在在消費級市場上闖出一番天地的選手,比如我們十幾年如一日在新聞中能夠看到的龍芯,就是個中典型。
消費級市場最大的特點,就是知名度和歷史慣性的重要性一直高于單一產品技術的先進性或功能性,因為這是一個被充分培育的市場,默默無聞的產品絕無可能一飛沖天。于是,為了讓大眾理解自己存在的價值,各個國產CPU品牌無不在宣傳策略上選擇與業界知名品牌做對比。
我們一次又一次地看到各種新聞描述國產CPU能夠在某種條件下追上Intel或AMD的技術水平,甚至已經對此麻木,就是這種不得已因素的直接體現。這種主觀上無可指責,客觀卻帶來“攀附”效果的宣傳,既培養了一大批專門用戶自己心中“圖騰”的國產CPU粉絲,也創造了大環境對國產CPU的一種疏離感與不信任感。
國產CPU分這么幾類吧:
先不談制造,只說CPU設計:
1. 龍芯這種從下到上都是自主設計,指令集雖然是模仿的,但也勉強算是自主的,現代CPU架構下指令集的差異性已經不大了。
2. 用開源的硬件方案的,代表類型有SPARC架構下的一些CPU,比如神舟飛船上用的就是這類,拿別人開源的東西改改就可以用了。
3. 直接買別人的硬件方案,這了指的是買了全套東西的那種,代表類型有alpha架構,也就是申威系列,太湖之光用的。
4. 拿別人的授權,然后生產CPU的,代表類型是華為海思這種,拿到ARM的授權,然后重新設計的,雖然ARM會提供公版,但像拿來直接用還是有點難度的。
5. 破解、抄襲、打磨別人家的CPU的,有一些研究所在做。
以上只是分類,就現狀來說:
龍芯這種其實意義是最大的,基本上把CPU設計中所有的水都試過,雖然也出過能跑Linux的桌面版本,但整體技術來說有點落后,并且市場前景也不樂觀,MIPS自己都快死了。
龍芯肯定會活著,至少作為國家戰略的技術儲備,也會有人讓它活著,但活的好不好就難說了。玩硬件太燒錢了,看Intel掙的多,燒的錢更多。
SPARC和alpha其實在實際中差不多,一種是開源的,另一種是整體買過來的。問題在于,不管是開源還是買的,基本上搞不到太好的東西,雖然申威拿到的超算的第一,但申威自身的問題很多,比如內存設計就很弱,適合做并行計算,但不適合民用。當年太湖之光拿下超算第一的時候,很多人覺得國產CPU成氣候了,其實不是那么一回事,民用領域對單核性能要求很高的,申威的單核可能還不如龍芯(沒研究過具體數據,可能有偏差),申威的優勢在于浮點性能強悍,但普通用戶要那么強的浮點性能干嘛?
SPARC多用在航天領域,歐洲人一直在用,我們在后面跟著學(之前寫的有誤,老美用的是PPC,歐洲人用SPARC),我們自己造的SPARC整體上還是有一定的差距,如果只是使用的話,已經足夠了。
再次強調,這兩類不太適合民用。
第四類就是拿授權,自己設計Soc之類的,這類包含很多,廣義一點來說,兆芯(x86)、飛騰(ARM)、海思(ARM)、展訊(ARM)等等,好像PPC指令集在國內也有拿到授權的。龍芯拿到MIPS授權以后,其實也可以歸到這類,但畢竟龍芯早期確實是全自主設計,只不過是“兼容”MIPS指令,而且龍芯發布的年代國內缺人缺錢,條件要困難的多。
狹義的看,像兆芯這種其實不算,因為沒有什么自主性可言,其實就是VIA,但要是哪天VIA賣給國內也許不是什么壞事,起碼可以合法生產x86的CPU了(評論里說最新的兆芯已經重新設計IP了,如果這樣就跟海思之類的差不多)。
拿到的授權不同,自主的程度也不一樣,有些可以做深度定制,有些就只能簡單改改,因為這類廠商實在是太多了,我了解的不全,不好一一評價。但我個人認為,從商業化的角度上看,這條路是最好走的。兼容性上沒有門檻,前期不需要燒特別多的錢(但也不少),對于商業化來說相對比較容易。
最后一類是拿別人的片子搞破解抄襲之類的,基本沒有什么市場可言,要么是打著科研的旗號,要么打著國防的旗號,要么就是純粹騙錢,當然可能兩三種情況并存的也有。還有,特別注意區別一下龍芯是自己做出來的,漢芯是靠打磨騙錢的,兩個不是一回事。
以上都是CPU設計方面的。
生產方面,國內芯片工藝相對落后,光刻機被卡著脖子,高端的芯片生產不了。這里的芯片類型包括但不限于CPU、內存、Flash存儲等,低端的可以做一些,高端的基本沒戲。設計CPU已經很燒錢了,造CPU就更燒錢,這方面除了收購別人已經沒有捷徑可言,可是稍微好點的又限制中國收購(鎂光),龍芯過去都是委托別人制造的。
光刻機雖然是別人不賣,但主要原因還是工業積累的時間不夠長。從科技樹的角度上看,光刻機依賴于高精度機床、高精度光學設備(鏡片),這些東西國產的都不行,說到尼康,都知道是做單反的,其實尼康還做光刻機,而國內就沒有這樣的企業,所以國產光刻機的路還很漫長。
以上是關于CPU的。
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說的到國產操作系統,這個話題就太大了,因為廣義上說國產操作系統太多了。
大致分這么幾類:
1. 全自主設計的; 2. 拿開源的改的; 3. 合法的拿閉源的改的; 4. 不合法的。
以上所有大類又可以細分為民用市場和專用領域兩大塊,其中2、3條又分為改logo改皮膚的,以及深度定制的。
軟件不像硬件那么好界定,畢竟指令集什么的,是一下就能看出來的,軟件想要搞清楚究竟是借鑒還是抄襲還是原創,有一定難度。
下面挨個細說一下:
全自主設計的,這個怎么說呢,要說多,也非常多,一個計算機專業的本科生或者研究生,水平高的就能自己搞一個簡單的內核,16位的、32位的、64位的,基于SMP/SMT的,甚至帶虛擬化的,我自己都寫過類似的東西。難度一點也不高,但操作系統重要的是生態,這方面全自主設計的國產系統基本上是零。
全自主設計的國產系統,一般都在專用領域,總之民用的不多見,比如嵌入式的DJYOS(我不是太了解,只是聽說)等等。
拿開源的改的,是國產系統里最常見的方式,因為這樣可以避免生態系統的困局,但也很容易招罵,比如過去的麒麟、紅旗之類的。基本上都是改Linux,或者BSD系列。這里也有一些深度定制的,比如deepin之類的。
安卓家族從廣義上說也是這類,幾家手機廠商都在搞,另外像阿里云之類的也屬于類Linux系統。
普通用戶接觸的“國產”操作系統,大部分屬于拿開源的改的這一類。同時,在超算、嵌入式領域,這種思路也行得通。
合法拿閉源的改的,這類里也有不少,只不過很多人不了解。跟硬件一樣,軟件一樣可以拿到完整的授權(源碼級),然后就可以自己DIY了,只不過要掏很多錢,代表類型是VxWorks這類,在嵌入式里很常見。我在上家公司做交換機的時候,OS的核心也是買的。
還有一類是不合法的,但這種卻沒人管,因為管不了,主要集中在國防,航天軍工這類行業里。前面我已經說了,國內喜歡抄老美的方案,不管硬件還是軟件,硬件的CPU抄完,操作系統也跟著抄,但因為不敢明面上直接抄,只好打著兼容XXX系統這種旗號了,究竟這類系統是全自主的還是全抄襲的還是混合的,我也搞不清楚,民用領域很難接觸到,不做評價。
就出路而言,2、3、4其實差不多,論自主可控程度,基本上都是一致的(都有源碼)。別覺得抄的東西不一定就好,其實抄別人的,本身也不那么容易,抄好了反過來把對方吞并,也不是不可能。
有些領域因為要緊跟著老美的步伐,不得不采用抄襲的方式,這其實是一種省錢辦事的好方法,自己去試水需要付出的時間和金錢的代價都太大,本來我們就落后,再挨個試水,差距只會越來越大。
有人會說源碼不是中國人寫的,不安全。我想說的是:源碼都給你了你還覺得不安全,那什么是安全?中國人自己寫的就安全無bug?簡直是笑話。是從頭寫一個操作系統更容易更穩定,還是拿現有的源碼研究更容易更穩定?
至于民用系統,走Linux的路子其實也沒什么問題,將來國內企業有錢了,保留Linux上層API,把內核換了就完事了,況且Linux社區里華人的貢獻也不少呢。Linux是屬于全世界的。
同時,也別把國產系統想的多么重要,從科技樹的角度上看,國產系統依賴國產硬件,國產硬件依賴國產工業設備(機床、光刻),先把依賴性搞清楚了再看看哪個才是最重要的。
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( 發表人:龔婷 )