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第1章 信创平台概述
1.1 信创CPU简介
中央处理器(Central Processing Unit,CPU)是信息产业中最基础的核心部件之一。指令集是计算机程序执行的基础单元功能集,是CPU产品生态体系的“基石”,可以分为复杂指令集和精简指令集两大类。其中,复杂指令集指令丰富,寻址方式灵活,以微程序控制器为核心,指令长度可变,功能强大,复杂程序执行效率高;精简指令集指令结构简单,易于设计,能够提高CPU的能效比。在现行的主流指令集架构中,x86架构是复杂指令集的代表,而ARM架构、MIPS架构和Alpha架构等是精简指令集的代表。
CPU是支撑数字底座生态架构发展的基础,负责为整个计算机体系提供算力支撑,可通过与上层的操作系统紧密配合,实现软硬件的基础调度、控制与资源支持,是整个信创体系的“大脑”,也是决定信创底层发展逻辑的关键,更是我国软硬件实现自主可控的根本。
目前信创CPU有六大主流厂商:龙芯、飞腾、鲲鹏、海光、申威、兆芯。从指令集的角度看,主要可以分为以下3类。
① IP内核授权:以兆芯为代表,获得的是x86内核层级的授权,可基于指令集系统进行单片系统(System on Chip,SoC)集成设计,具备良好的生态和性能起点。
② 指令集架构授权:以海光为代表,获得的是x86架构授权;以鲲鹏和飞腾为代表,获得的是ARM架构授权,可基于指令集架构进行核心CPU设计,安全可控程度较高。
③ 指令集架构授权+自研:以龙芯和申威为代表,分别获得的是MIPS架构和Alpha架构授权,并进行了自主研发,形成自有的指令集架构,安全可控程度非常高。龙芯中科技术股份有限公司(简称龙芯)已经推出自主指令系统龙架构(LoongArch),成为底层自主化程度非常高的信创CPU厂商。