X86、ARM、RISC-V三大主流架构市场现状

三大主流架构一直处在舆论的风口浪尖。目前x86架构掌控着全球的高性能计算领域，ARM则是主导了移动计算，新兴的RISC-V已经成为第三大芯片架构，此前出货量刚刚超过100亿，但是其发展速度更快，预计在2025年就能实现600亿出货量。

半导体产业纵横记者在2023 IIC Shanghai现场采访到了提供RISC-V内核的SiFive公司，他们表示最近几年，中国对RISC-V的兴趣越来越大，这刺激了该架构的普及，到2025年，将有超过600亿个 RISC-V 内核集成到物理IC中。此前，SiFive首席执行官兼董事长Patrick Little也表示，当前客户对公司的市场需求格外强烈。“RISC-V将争夺所有未来计算平台的核心。作为RISC-V的创始人和市场领导者，我们有责任引领这个生态系统向前发展，并为客户提供Arm和其他公司的先进计算替代方案。”

当今市场，三家架构战火纷飞的如何？

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X86被替代？

今年1月，英特尔披露的数据显示，2022财年，其实现收入631亿美元，同比下降20%；净利润80亿美元，同比下降60%。其中，2022年第四季度亏损6.61亿美元，且预计亏损还将延续至今年第一季度。多位分析师认为，英特尔发力移动端太晚，加上早期生态管理策略过于封闭，新领域创新不足，其包括ARM架构在内的移动芯片架构后发劣势明显，即便是在X86芯片架构这个“自留地”，也遭受AMD压制。同时苹果这个移动芯片设计龙头已经开始蚕食 X86 架构和服务器市场。

1978年，随着英特尔发布了8086处理，全球进入x86架构时代，早在上个世纪90年代我国台湾省的威盛公司，也就是HTC董事长王雪红所创立的企业，拿到了x86架构的授权，也推出了x86系列的芯片，而且命名为“中国芯”，然而由于诸多原因，威盛公司X86芯片最终被市场淘汰了。而内地在2010年之前，尚没有一家公司拿到x86架构的授权。

但是，从2013年起，国内市场出现了变化，尤其是兆芯和海光的出现，让国内电脑用户看到了国产X86芯片的曙光。

从2013年，上海兆芯就进入X86处理器研发，但是从官网公布的资料来看，最新的PC以及服务器的芯片，还是在2019年发布的，分别是开先KX-6000和开胜KH-3000，这两款芯片都是16纳米工艺，其中最强兆芯KX-U6780A的单核性能只相当于i5-7400的44%。

根据消息显示，2022年1月份上海兆芯提前预报了会在今年各发布一款服务器芯片和桌面处理器芯片，按照之前公布的路线显示，应该会是全新CPU 微架构的KX-7000系列，有可能采用的就是7纳米的制程工艺，而且根据公司透露，目标是达到AMD同期的水平。

与此同时，ARM架构也开始兴起，苹果电脑也转向了以ARM架构，而且微软也宣布支持ARM架构，这也就意味着过去wintel生态将面临瓦解，X86架构也不再是万金油。

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ARM架构：从0.5还没到1

根据指令集（又称为架构或ISA）的不同，CPU分为不同流派。50年间也浮现了诸多指令集，但一些参与者或由盛转衰，逐渐淡出市场，或初出茅庐，尚不能担重任。目前市场形成以英特尔和AMD为代表的x86指令集占大部分份额、Arm指令集占小部分份额的局面。

2012年，Arm正式推出了自己的第一个64位指令集处理器架构ARMv8，希望进入服务器等新的领域。此后，飞腾很果断的放弃了SPARC，拿下ARMv8指令集架构的授权，全面转向了Arm阵营。

自苹果弃用x86，推出M1后，把Arm带得风生水起。如今，Arm指令集在芯片国产化运动中展现出的潜力，也吸引大量资本进场，比如飞腾。2023年1月，据飞腾宣布，自 2019 年飞腾启动软件兼容性互认证工作以来，截至 2022 年底，超过 3000 款国产软件产品与飞腾完成兼容性适配认证。构建起了国内最完善、最庞大的从端到云的信息化建设全栈生态体系，这是补齐国产CPU短板，打破“卡脖子”封锁路上的一大步。

2020年12月，由飞腾嵌入式研发团队研制的新一代8核桌面处理器飞腾腾锐D2000正式发布，集成8个飞腾自主研发的新一代高性能处理器内核FTC663，采用乱序四发射超标量流水线，兼容64位ARMV8指令集并支持ARM64和ARM32两种执行模式，支持单精度、双精度浮点运算指令和ASIMD处理指令，支持硬件虚拟化。D2000性能与国际先进水平比肩，安全性进一步提升。飞腾腾锐D2000处理器市场销量已突破300万片，是目前信创市场广受认可的自主桌面CPU。

但如今面临美国的制裁，如果国内厂商无法拿到升级版的ARM架构，怎么办呢？半导体产业纵横记者采访了飞腾工作人员这个问题，她认为ARM最新架构v10的提升相对于v9来说不算大，“V9够用而且我们是永久买断的，所以现在的环境对我们来说没有威胁，我们的产品也进入到了核心领域。”据介绍，目前最大的信创工程是金税四期，服务了2500万的企业用户，2.8亿的个人用户，从x86换成飞腾之后，性能提升了3倍以上。

国产化的系统有很大的优势是“因地制宜”地做系统级优化，芯片、整机、操作系统一起提升，也就是举国体制的优势。尽管优势很多，但是坦言讲，我们的国产化替代也是依旧没有到“1”。信创设备3年可能换一批，飞腾的业务也作出了相应的调整，开始攻克下沉市场，进入乡县。虽然财政压力比较大，但是今年目前来看Q1比去年好很多，从“推”逐步变为“被找”。

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RISC-V：国产新宠儿？

RISC-V作为较新的指令集，技术上是有一定的优势，但在国内如此受关注，其实最大的原因是这个指令集是开源免费的，基于这套指令集设计的芯片无论用于科研和商业均无需给Intel和ARM上税。目前市面上常见的指令集都是要收费的，例如华为麒麟芯片，就购买了ARM家的指令集。这些有指令集知识产权的公司均为国外公司，非常不利于我国实现关键芯片的自主可控。目前，国内外已经有非常多的RISC-V核心RTL代码，好多是开源的，如果你感兴趣可以下载一个研究研究。比较有名几个例如Rocket Core、Boom Core、LowRISC SoC均提供源代码。如果用于商用，国内外也有许多商业公司提供稳定的RISC-V IP核心。例如国外的SiFive公司、Microsemi公司、国内的阿里平头哥、芯来科技等公司。

RISC-V的出现其实给直接竞争对手ARM带来了巨大压力，以至于ARM公司某天突发奇想，偷偷上线了一个域名为http://riscv-basics.com的网站，专门用来黑RISC-V。而后RISC-V反击，上线一个域名为http://arm-basics.com的网站，反击了回去。最后此事以ARM发言人宣布下线http://riscv-basics.com告终。由此可以看出RISC-V对传统厂商的冲击。

3月26日，在北京举行的第十届开源操作系统年度技术会议(OS2ATC)传来全球首款RISC-V笔记本电脑ROMA正式发布这一振奋人心的消息。该电脑默认搭载国产操作系统开放麒麟(openKylin)，被视为中国芯片产业发展的关键，同时也是国产操作系统领域具有划时代意义的事件。

ROMA由RISC-V基金会牵头，深度数智开发、鉴释科技调试的全球首款原生RISC-V开发笔记本电脑，它的诞生意味着openKylin正式面市，接受市场和用户的检验。而参与开发的三家实体，均来自于openKylin社区战略合作伙伴。

RISC-V作为一款开源指令集，被视为是继x86、ARM架构之后，中国芯片产业的第三条路，为我们构筑国家信息安全底座提供了新的选项。很多人认为，RISC-V架构可能是中国芯崛起的关键。中国工程院院士倪光南曾指出，RISC-V架构应该成为国内科技企业的新焦点。

目前我国已经越来越重视开源，在2021年十四五规划中首次将支持数字技术开源发展写入国家战略规划之中，这让我国的开源事业进入了新阶段，今后中国的开源贡献会不断增长。

OpenHarmony的开源是中国开源发展中的重要里程碑，其发展十分迅猛。据统计，目前HarmonyOS的华为设备数已经有3亿台，生态合作伙伴超过2000家。

OpenEuler是中国业界优秀开源社区的另一个例子，openEuler面向服务器操作系统。2019年发布了openEuler开源项目，目前openEuler开源社区贡献者已经达到了9396人，全球下载遍及120个国家，1500个城市，55万的下载量，专业组达到96个，已经成为全球开发者最关注的开源项目之一，在openEuler社区中中国企业作出了重大贡献。这充分说明开源是时代的产物，是科学传播精神的体现。

开源不仅可以更好的推进科技的进步，也是中国加速融入世界创新的有效方式。同样开源模式已经从软件领域走向了硬件领域。近年来国际上一种新型的开源RISC-V ，为我国掌握芯片产业发展主动权提供了机遇。它由美国加州大学在2010年发布，他们创造了一种通用的计算机芯片指令集既降低了进入芯片行业的门槛，也符合未来万物互联的技术发展趋势。

同时RISC-V采取开源模式，目前已经有越来越多的国家、企业、高校、科研院所拥抱RISC-V架构。它对中国发展芯片产业同样有重要意义。

编辑：黄飞