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CPU 市场,正酝酿变局

作者:the verge时间:2023-12-19来源:半导体产业纵横收藏

11 月 28 日,国产 CPU 厂商龙芯中科正式发布了基于龙架构的新一代四核处理器——龙芯 3A6000。这款处理器采用我国自主设计的指令系统和架构,无需依赖任何国外授权技术,是我国自主研发的新一代通用处理器,可运行多种类的跨平台应用,满足各类大型复杂桌面应用场景。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/202312/454032.htm

据介绍,3A6000 对标英特尔第十代酷睿处理器,采用四大核、四小核设计,基于 LA664 处理器核,单核定/浮点性能分别提升 60% 和 90%,多核定/浮点性能分别提升 100% 和 90%。新一代国产 CPU 的推出,也标志着我国自主研发的 CPU 达到了新的高度。

那么从全球市场来看,中国 CPU 如今扮演者什么样的角色以及未来的发展前景如何?在探究这些之前首先要了解当今的市场格局。

CPU 两巨头的渊源

CPU 作为计算机设备的运算和控制核心,负责指令读取、译码与执行,其研发门槛高、生态构建难。X86 架构和 ARM 架构是两种主流的 CPU 架构,X86 架构占据绝大多数的市场份额,由英特尔、AMD 两大巨头领跑,英特尔凭借至强系列市场份额维持在 60% 以上,AMD 的市场份额也在持续提升。

英特尔和 AMD 之间的竞争可以追溯到半个多世纪前。

1974 年,英特尔推出 8080 处理器,AMD 看到了微处理器市场的巨大潜力,决定着力研制并成功成为英特尔的第二供应商。随后,AMD 的发展势头越发强劲,工艺和产能都得到了很大提升。它的崛起引起了英特尔的警觉,当英特尔推出 8086 处理器时,迟迟不肯授权给 AMD。IBM 扮演着促成英特尔与 AMD 合作的关键角色,迫使英特尔重新授予 AMD 第二供应商的地位。1984 年,AMD 的销售额达到了 11 亿美元。

80 年代中后期,两家开始分道扬镳。1987 年,英特尔单方面结束了与 AMD 在 5 年前签订的技术交流协议,停止向 AMD 公司授权 386(指 Intel 80386 系列芯片)技术,AMD 与英特尔开启了长达五年的官司斗争,最后 AMD 胜诉,也因此错过了 PC 发展的黄金时代。

与英特尔决裂后,AMD 果断决策,加大了自己的研发投入。自此开始产品快速迭代,侵蚀英特尔的市场份额。2006 年是一个临界点,为了进一步增强自己的技术实力,AMD 花费 54 亿美金收购了显卡巨头 ATI,成为全球唯一一个同时拥有 CPU 与 GPU 研发能力的芯片公司,但是 AMD 也为此付出了巨大代价,桌面和移动市场更是节节败退,也就是从这一年开始,AMD 开始在工艺上全面落后英特尔,与英伟达的竞争也处于下风,从此英特尔在高端处理器市场,就一直处于领先地位。

2017 年 AMD 再一次冲锋。AMD 的 CEO 苏姿丰在发布会上说:「今天是个大日子,不论你是 PC 游戏玩家还是内存创造者,只要你需要高性能处理器,AMD 都可以满足你。」发言之后,从口袋里掏出第一款主流八核心的锐龙处理器,i7 主流旗舰的价格,i7 至尊的性能。自此 AMD 再一次踏上与英特尔瓜分天下的征程,市占率稳步提升。

时至今日,CPU 市场又发生了诸多变革,在一系列变革的影响下,往日一家独秀的格局不知还会延续多久。

AMD 攻上数据中心擂台

根据独立半导体分析师 Sravan Kundojjala 发布数据显示,2022 年 Q1-2023 年 Q1,英特尔在 X86 PC 市场市占率分别为 81.4%、78.1%、88.9%、87.2%、89.5%,AMD 在 2022 年 Q1-2023 年 Q1 的 X86 PC 市场市占率分别为 18.6%、21.9%、11.1%、12.8%、10.5%。

在 X86 PC 市场,英特尔一直保持着强势的地位,哪怕是市占率最低的一个季度,该数值也有 78.1%,AMD 反而是自 2022 年 Q2 达到 21.9% 的最高点后下滑严重。

在 X86 数据中心市场,2022 年 Q1-2023 年 Q1,英特尔的市占率分别为 82.6%、75.8%、72.4%、69.7%、74.2%;AMD 的市占率分别为 17.4%、24.2%、27.6%、30.3%、25.8%。

可以看到,在 X86 数据中心市场上,英特尔的市占率下滑较为明显,AMD 凭借其不断增加的产品组合市占迅速增长,从 2022 年 Q1 的 17.4% 增长至 2023 年 Q1 的 25.8%,增长了 8.4%。

过去一年,对 AMD 来说是突破性的年份,其市场份额增长迅速。据市场研究机构 Mercury Research 最新公布的数据显示,AMD 在 2023 年第三季度的出货量份额为 23.3%,同比增长 5.8%,环比增长 4.7%,收入份额也环比大幅增长 4.4%,同比增长 1.7%。这种增长可能归因于 AMD 最新的第四代 EPYC 处理器的高度受欢迎,该处理器是 AMD 第三季度最受欢迎的数据中心产品,因为主要云提供商将其用于内部工作负载和公共实例。

如今 AMD 正在成为数据中心基于 x86 CPU 的主导力量,越来越多地被云提供商和服务器公司采用。不过,虽然近年来 AMD 锐龙势头迅猛,但毕竟英特尔在此之前有着长达 10 年以上的绝对领先优势,英特尔这棵大树绝非轻易可以撼动的。

除了英特尔和 AMD 之外,在 CPU 市场的另一极,一个新的参赛选手正在博得越来越多的关注,那就是国产 CPU。

国产 CPU 正迎头赶上

中国是全球最大的芯片消耗国,在最近几年需求迫切以及供应环境动荡等背景的推动下,中国正涌现不少优秀的 CPU 处理器芯片后备军,包括龙芯、兆芯、华为鲲鹏、海光、飞腾和申威。

其中,华为鲲鹏是华为计算产业的主力芯片之一,包括服务器和 PC 处理器。它基于 ARM V8 架构,处理器核、微架构和芯片均由华为自主研发设计。

飞腾也是以 ARM 指令集为基础自研内核构架。目前其已形成了完善的 CPU 产品线,在党政信创市场占有很大优势,主要应用场景有桌面和服务器等。

兆芯和海光则分别采用 X86 架构。海光使用的是 AMD 授权的 X86 架构,此后海光基于永久授权的 x86 架构不断进行自我研发,迭代升级,主攻服务器芯片。

兆芯使用的是英特尔授权的 X86 架构,个人 PC 和服务器都有涉及。架构来源的不同给海光和兆芯这两家的应用导向也带来了一定影响,比如:海光未获得桌面产品授权,而兆芯可以做到安装 Windows。

龙芯中科是目前中国 CPU 企业中自主程度最高的企业之一,现已构建了面向嵌入式专门应用的龙芯 1 号、面向工控和终端类应用的龙芯 2 号、面向桌面/服务器类应用的龙芯 3 号系列处理器及配套桥片的完整产品矩阵。根据龙芯 2022 年底透露的消息,该公司的竞争优势目前还是在工控业务领域。与此同时,龙芯也在布局服务器 CPU。

申威则主要用于超级计算机。目前在神威、太湖之光中使用的就是 SW26010 芯片。

在中国服务器市场,国产 CPU 厂商占据的份额逐步扩大。IDC 报告显示,2022 年国产服务器领域,海光信息以一己之力占据行业半壁江山,并超出第二名 13.7% 的市场份额。根据海光信息发布的三季度财报显示,海光信息前三季度净利同比高增 38%。以下是具体营收:2023 年前三季度营收约 39.43 亿元,同比增加 3.22%;归母净利润约 9.02 亿元,同比增加 38.27%。其中,第三季度营收 13.33 亿元,同比增长 3.3%,第三季度归母净利润 2.24 亿元,同比上涨 27.23%。

接下来,随着信创项目的大面积铺开,信创产业也随之出现了一个现象级的风口,将创造一个万亿元级别的市场,也将极大地带动国内 CPU 厂商的快速发展。彼时龙芯、海光、鲲鹏等国产 CPU 厂商将带给市场怎样的惊喜,我们拭目以待。

基于 Arm 架构的 CPU 混

随着时间的推移,基于 ARM 架构处理器的市场增长正逐渐加速。目前,苹果的 Mac 电脑对 ARM 架构处理器的市场增长贡献最大。 根据最新的数据,ARM 架构的 PC 处理器在苹果的 M 系列芯片推动下,已经占据了个人电脑处理器市场份额的 13.3%,高于去年的 10.3%。 而在 2020 年,基于 ARM 架构的 PC 处理器仅占市场份额的 1.4%。

除了苹果,高通、英伟达和 AMD 等公司也都在开发基于 ARM 架构的 PC 处理器。

据悉,英伟达正在采用 Arm 的技术,设计一款可运行微软 Windows 操作系统的中央处理器。 此外,AMD 也计划研发基于 Arm 技术的 PC 处理器,预计最快将于 2025 年上市。

微软高管也注意到了苹果基于 Arm 架构芯片的效率,包括处理人工智能任务的能力,并希望在自家的 Windows 操作系统上获得类似的性能。 2016 年,微软曾委托高通带头将 Windows 操作系统迁移到 Arm 的底层处理器架构上,微软授予高通在 2024 年之前独家开发与 Windows 兼容的芯片。

ARM 架构处理器在移动设备上具有显著的能耗优势,因此可能会成为越来越多厂商选择布局具备较高 AI 处理性能和低能耗 PC 处理芯片的重要因素。 对于英特尔来说,要想在未来的市场竞争中立于不败之地,必须加快技术研发步伐,推出更加优秀的产品来满足市场需求。



关键词: 国产CPU

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