信创问题:从CPU到外设的统一- 拥抱 RISC-V

背景

经常被亲戚朋友问道类似信创问题,芯片问题,如果讲专业术语的话对方不一定爱听,又枯燥,毕竟自己上学最不爱听的就是这类老师的课程。。。

如果不讲的话还显得自己不专业。。。

所以写篇博客总结一下 从科普举例 然后讲讲信创重点难点之类的 ,正好未来公司要做信创,也算有个提前准备。

本文主要回答几个问题目前信创基本情况,为啥计算机软硬件又狠毒很多不统一的情况,不想被卡脖子的话,下一步信创发展发现RISC-V是其中一个。

简单先先打几个比喻:

"指令集是语言,芯片是说话的人,最后用户还要喜欢你 愿意买单,用的习惯才行(操作系统+软件生态)。

信创要的是:

既要掌握语言规则(指令集自主),

又要自己能培养说话的人(芯片自主),

还要有听众爱听(操作系统和软件生态建设)。"

目前的信创自主可控链条(从下到上):

  1. 物理制造(原子级) ← 光刻机被卡
  2. 指令集(语言规则) ← RISC-V已突破
  3. 芯片设计(培养人) ← 海思/平头哥已能
  4. 操作系统(建生态) ← 统信/麒麟已可用
  5. 编程语言(诸多开源可用) ← 已有自主语言
  6. 应用生态(开商店) ← 正在建设中
  7. 用户体验(过日子) ← 最终目标

当前状态:

✅ 4-7层:基本可控或快速突破中

⚠️ 2-3层:RISC-V突破,但制造受限

❌ 1层:最底层被卡脖子 (最近好像有所突破 深圳好像有一个屋子一样大的 EUV光刻机造出来了 不过还有很长的路要走 老外爆出来 估计要搞事 说是我们挖人搞的 大家可以自己去查一下)

一、信创分层概述

信创关键技术依赖度

技术层级 国产化难度 美国控制力 信创突破现状
CPU/芯片 ⭐⭐⭐⭐⭐ 极高 (EDA/制造/IP) 多路线突破中
操作系统 ⭐⭐⭐ 高 (Windows生态) 统信/麒麟已可用
数据库 ⭐⭐ 中 (Oracle等) 达梦/人大金仓成熟
应用软件 办公/行业软件基本替代
外设/接口 极低 完全自主可控

结论:CPU是信创最难、最关键的突破点


二、CPU技术架构详解

CPU"套娃"结构对比表

层级 是什么 x86/ARM/RISC-V差异点 信创影响
应用层 软件程序 无差异 生态迁移成本
系统调用 OS接口 调用方式不同 需重写驱动
指令集架构 CPU语言规范 根本不同! 无法兼容
微架构 电路实现 同指令集不同设计 性能差异
物理设计 晶体管布局 各厂商专利 制造依赖
制造工艺 纳米制程 台积电/三星代工 最薄弱环节

三大架构技术对比

特性 x86 (Intel/AMD) ARM (苹果/华为) RISC-V (开源)
指令集 CISC复杂指令集 RISC精简指令集 模块化RISC
授权模式 闭源芯片 架构/IP授权 开源免费
中国厂商 海光(AMD授权) 兆芯(VIA授权) 华为(v8永久授权) 飞腾(v8授权) 阿里平头哥 赛昉科技 完全自主
生态现状 Windows绝对主导 移动端垄断 桌面渗透 IoT快速增长
信创地位 存量兼容 过渡方案 未来主力

50% 30% 20% 信创CPU三条技术路线 x86授权路线 (兼容存量) ARM v8路线 (性能平衡) RISC-V路线 (自主可控)


三、扩展计算机其他相关设备 - 外设等接口的统一与分裂

对比:CPU vs 外设的标准统一性

领域 统一状态 统一时间 统一原因 信创影响
CPU指令集 ❌ 三分天下 从未统一 商业利益/历史包袱 最大障碍
内存(DDR) ✅ 全球统一 2000年DDR1 性能需求驱动 无影响
磁盘接口 ✅ SATA统一 2003年 简化设计/降低成本 无影响
网络协议 ✅ TCP/IP统一 1983年 互联互通刚需 无影响
USB接口 ✅ Type-C统一 2024立法 欧盟强制+用户痛点 利好国产
充电协议 ❌ 多种竞争 未统一 厂商利润/差异化 转换器可解决
蓝牙/Wi-Fi ✅ 标准统一 1998/1997 互联刚需+行业联盟 无影响

统一性规律总结





能忍
不能忍
技术标准能否统一
是否"不统一就死"?
✅ 必须统一

如:TCP/IP网络
是否有强权强制?
✅ 强制统一

如:欧盟USB-C
用户能否忍受?
❌ 继续分裂

如:CPU架构
✅ 市场倒逼统一

如:磁盘接口
统一成功
长期分裂

关键发现

  • CPU最难统一:没有"不统一就死"的压力,用户能用虚拟机/转译层忍受
  • 外设易统一:互联刚需或强权立法推动
  • 信创启示:CPU必须多路线并行,外设可快速国产替代

结合社会总结

"新东西容易统一(没包袱),老东西难统一(成本高);
涉及互联的必须统一(不然不能用),涉及赚钱的就不统一(要差异化竞争);
强权能强制统一(如欧盟),没权威就各自为政。"

CPU属于最难统一的那种:老东西(40年)+ 赚钱工具(商业模式不同)+ 没有全球技术权威 + 用户有变通方案(虚拟机/翻译层)。

所以答案是:**

有些东西统一对大家都好,但既得利益者不让,改造成本又太高,只要用户还能忍,就会一直分裂下去;

除非全世界人民联合起来RISC-V ,哈哈 。**

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