国产PC及服务器CPU,突围可能性有多大?服务器

来源:互联网 / 作者:SKY / 2018-07-10 15:17 / 点击:
为了使不同年代的CPU性能具有可比性,测试过程中选取了同样的显卡和Win7操作系统,由于不同年份的CPU管脚及接口存在差别,在测试过程中为不同CPU配置了对应年代

全球PC出货量已经开始负增长

1981年,IBM推出革命性的个人电脑产品Model5150,人类开始进入PCA5。此后的三十多年里,PC逐渐走进普通人家庭,推动了PC互联网的大发展。

2011年,全球PC销量达到创纪录的3.65亿台。在随后的几年中,随着移动互联网的兴趣,手机和平板销量的提升,PC销量开始下滑。

从2012开始,全球PC销量呈现逐渐下滑态势,全球PC产业已经处于衰退期。

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在PC产业下滑的背景下,作为PC及服务器CPU行业的龙头,英特尔首当其冲。

2016年4月,英特尔宣布裁员1.2万人,占员工总数的11%,成为英特尔有史以来波及员工人数最多的一次裁员。

CPU单核性能提升速度放缓

近几年,尽管英特尔公司不承认摩尔定律失效,但CPU性能的增长速度放缓已经是不争的事实。

电脑硬件评测团队LinusTechTips选取了2006-2016年期间英特尔的旗舰CPU进行对比。

为了使不同年代的CPU性能具有可比性,测试过程中选取了同样的显卡和Win7操作系统,由于不同年份的CPU管脚及接口存在差别,在测试过程中为不同CPU配置了对应年代的主流高端主板和内存。

在多线程CPUMark跑分中,越新的CPU展现出越强的性能,毕竟CPU的内核越来越多。2006年的PENTIUM955仅有2个内核,而2016年的6950X达到了十个内核。

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但从单线程的测试来看,2016年的6950X的单线程跑分居然输给了2011年的几款CPU,表明单核性能的提升速度明显放缓。

测试结果显示,虽然每一代芯片的性能都比上一代强,但性能提升的速度在逐步下降。即CPU整体性能的提升,主要靠的是内核的增多。

在价格上,2006-2016年,旗舰CPU的价格基本稳定在1,000美金左右,但2016年6950X定价却高达1,723美金,2017年的旗舰机7980XE售价甚至达到1,999美金。

定价的变化在一定程度上表明成本的下降也遇到瓶颈。

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LinusTechTips的实验结果显示,英特尔旗舰CPU性能的增长已经由单核性能提升转向内核数量的提升,单核性能的提升速度逐步放缓。

这意味着CPU的制造过程中,进一步缩小工艺制程变得越来越难,成本也越来越高。

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CPU发展历史悠久,技术壁垒极高

提起CPU,不得不提到英特尔。1971年,英特尔推出世界上第一款商用计算机微处理器4004,作为划A5的产品,4004集成了2250个晶体管,晶体管之间的距离是10微米,能够处理4bit的数据,每秒运算6万次,主频0.74MHz,运行的频率为108KHz。

“摩尔定律”的提出者、英特尔创始人之一戈登·摩尔将4004称之为“人类历史上最具革新性的产品之一”。

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1978年,英特尔发布的第一款16位微处理器8086,同时也是x86架构的鼻祖。

随后于1979年,又推出了Intel8088。IBMPC采用了8088微处理器,带领人类进入PCA5。

1993年,英特尔开始推出奔腾系列处理器,极大地提升了CPU的新能。2006年,英特尔推出双核酷睿处理器,英特尔的CPU开始进入酷睿A5。

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自第一代处理器4004推出至今,CPU的复杂度越来越高,制造工艺越来越先进,行业的技术壁垒一直在提升。

2017年5月,英特尔发布旗舰处理器酷睿i9-7980XE。酷睿i9-7980XE核心代号Skylake-X,采用14nm工艺制造,TDP功耗达165W,18核36线程设计,基础频率为2.6GHz,TurboBoostMax3.0技术可以让单核心频率最高达到4.4GHz。

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专利网构成很难逾越的障碍

1978年6月8日,英特尔推出第一代x86架构微处理器8086,至今已经接近40年。在过去的几十年里,英特尔投入了巨额的研发费用。

以2017年为例,英特尔的研发投入高达130.98亿美金。在多年的持续投入中,英特尔申请了大量专利。截止2015年,英特尔在x86指令集上的专利超过1,600个。

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在历史上,每当竞争对手站出来挑战英特尔的技术或者市场地位时,英特尔往往采用专利武器进行打压。

Cyrix、VIA等曾经辉煌一时的挑战者,均倒在英特尔的专利大棒和市场地位下。AMD虽然凭借其较强的技术实力在与英特尔的专利战中不落下风,但由于受英特尔的排挤,曾长期处于亏损状态。

Wintel联盟主导的软硬件生态形成很深的护城河英特尔和微软的合作被称为Wintel联盟,两家公司在新产品的发布上紧密合作,以发挥硬件和软件的最大性能。

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Wintel联盟主导着全球PC市场,在全球PC产业形成了双寡头垄断的格局,打造了PC及服务器市场的生态系统。

Wintel联盟在一定程度上推动了PC产业的高速发展,使得新产品的推出日新月异。但另一方面,Wintel联盟接近垄断了CPU和操作系统市场,提升了CPU和操作系统的进入门槛,阻碍了这两个领域的创新。

国产PC及服务器CPU,突围可能性有多大?

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▌正面追赶虽难,但实现部分CPU自主可控的机会已来临

ARM的开放生态降低了CPU细节不透明的风险

在PC及服务器领域,英特尔的CPU占据统治地位。英特尔的x86架构CPU虽然性能强,但功耗和成本较高。

ARM处理器凭借着体积小、低功耗、低成本、高性能在嵌入式系统、移动设备中取得了巨大的成功。目前,使用ARM架构的芯片无处不在。

智能手机、智能电视、可穿戴设备、移动基站、医疗器械、智能驾驶以及物联网等其他科技领域,ARM均有涉猎。在智能手机市场,几乎所有的品牌,其手机处理器芯片均采用ARM架构或者支持ARM指令集。

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英特尔是以IDM(IntegratedDeviceManufacture,集成器件制造)模式运营。即从设计,到制造、封装测试以及投向消费市场一条龙服务。

因此,英特尔对外出售CPU芯片不提供其底层技术细节,类似于一个不透明的黑箱子,客户无法看到底层设计源代码。而ARM只设计芯片架构,再将技术授权给其他半导体制造商,本身并不生产芯片。

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ARM有多种授权方式,其中软核层面的授权被广泛采用。

在该授权模式下,客户可以基于ARM处理器的源代码进行进一步的配置与开发。这一点与英特尔提供的不透明的黑箱子完全不同。

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