眾多國產CPU和作業系統大揭底

來源：知乎 作者：北極

近日，龍芯在北京開了一場盛大的發布會，並聲稱和Intel最強技術只有30％的差距。

因為從某個角度上看，龍芯更是一個自主設計的產品，作為一個中國人是應該感到興奮的。

但龍芯的發布會又讓我們對國產CPU的真實狀況和搭配的國產作業系統倍加關注，於是我們在知乎上找到了一篇對比較好的揭底文章：

先不談製造，直說設計，打著國產旗號的CPU有很多，可以分為以下幾個類型：

1． 龍芯這種從下到上都是自主設計，指令集雖然是模仿的，但也勉強算是自主的，現代CPU架構下指令集的差異性已經不大了。

2． 用開源的硬體方案的，代表類型有SPARC架構下的一些CPU，比如神舟飛船上用的就是這類，拿別人開源的東西改改就可以用了。

3． 直接買別人的硬體方案，這了指的是買了全套東西的那種，代表類型有alpha架構，也就是申威系列，太湖之光用的。

4． 拿別人的授權，然後生產CPU的，代表類型是華為海思這種，拿到ARM的授權，然後重新設計的，雖然ARM會提供公版，但像拿來直接用還是有點難度的。

5． 破解、抄襲、打磨別人家的CPU的，有一些研究所在做。

哪個是國產CPU的最好選擇？

龍芯這種其實意義是最大的，基本上把CPU設計中所有的水都試過，雖然也出過能跑Linux的桌面版本，但整體技術來說有點落後，並且市場前景也不樂觀，MIPS自己都快死了。

龍芯肯定會活著，至少作為國家戰略的技術儲備，也會有人讓它活著，但活的好不好就難說了。

玩硬體太燒錢了，看Intel掙的多，燒的錢更多。

SPARC和alpha其實在實際中差不多，一種是開源的，另一種是整體買過來的。

問題在於，不管是開源還是買的，基本上搞不到太好的東西，雖然申威拿到的超算的第一，但申威自身的問題很多，比如內存設計就很弱，適合做並行計算，但不適合民用。

當年太湖之光拿下超算第一的時候，很多人覺得國產CPU成氣候了，其實不是那麼一回事，民用領域對單核性能要求很高的，申威的單核可能還不如龍芯（沒研究過具體數據，可能有偏差），申威的優勢在於浮點性能強悍，但普通用戶要那麼強的浮點性能幹嘛？

SPARC多用在航天領域，歐洲人一直在用，我們在後面跟著學（之前寫的有誤，老美用的是PPC，歐洲人用SPARC），我們自己造的SPARC整體上還是有一定的差距，如果只是使用的話，已經足夠了。

再次強調，這兩類不太適合民用。

第四類就是拿授權，自己設計Soc之類的，這類包含很多，廣義一點來說，兆芯（x86）、飛騰（ARM）、海思（ARM）、展訊（ARM）等等，好像PPC指令集在國內也有拿到授權的。

龍芯拿到MIPS授權以後，其實也可以歸到這類，但畢竟龍芯早期確實是全自主設計，只不過是「兼容」MIPS指令，而且龍芯發布的年代國內缺人缺錢，條件要困難的多。

狹義的看，像兆芯這種其實不算，因為沒有什麼自主性可言，其實就是VIA，但要是哪天VIA賣給國內也許不是什麼壞事，起碼可以合法生產x86的CPU了（評論里說最新的兆芯已經重新設計IP了，如果這樣就跟海思之類的差不多）。

拿到的授權不同，自主的程度也不一樣，有些可以做深度定製，有些就只能簡單改改，因為這類廠商實在是太多了，我了解的不全，不好一一評價。

但我個人認為，從商業化的角度上看，這條路是最好走的。

兼容性上沒有門檻，前期不需要燒特別多的錢（但也不少），對於商業化來說相對比較容易。

最後一類是拿別人的片子搞破解抄襲之類的，基本沒有什麼市場可言，要麼是打著科研的旗號，要麼打著國防的旗號，要麼就是純粹騙錢，當然可能兩三種情況並存的也有。

還有，特別注意區別一下龍芯是自己做出來的，漢芯是靠打磨騙錢的，兩個不是一回事。

以上都是CPU設計方面的。

關於製造方面

生產方面，國內晶片工藝相對落後，光刻機被卡著脖子，高端的晶片生產不了。

這裡的晶片類型包括但不限於CPU、內存、Flash存儲等，低端的可以做一些，高端的基本沒戲。

設計CPU已經很燒錢了，造CPU就更燒錢，這方面除了收購別人已經沒有捷徑可言，可是稍微好點的又限制中國收購（鎂光），龍芯過去都是委託別人製造的。

光刻機雖然是別人不賣（編者按：據ASML相關人透露，現在是已經取消這個限制了），但主要原因還是工業積累的時間不夠長。

從科技樹的角度上看，光刻機依賴於高精度工具機、高精度光學設備（鏡片），這些東西國產的都不行，說到尼康，都知道是做單反的，其實尼康還做光刻機，而國內就沒有這樣的企業，所以國產光刻機的路還很漫長。

以上是關於CPU的。

國產作業系統的「爛帳」

說的到國產作業系統，這個話題就太大了，因為廣義上說國產作業系統太多了。

大致分這麼幾類：

1． 全自主設計的；

2． 拿開源的改的；

3． 合法的拿閉源的改的；

4． 不合法的。

以上所有大類又可以細分為民用市場和專用領域兩大塊，其中2、3條又分為改logo改皮膚的，以及深度定製的。

軟體不像硬體那麼好界定，畢竟指令集什麼的，是一下就能看出來的，軟體想要搞清楚究竟是借鑑還是抄襲還是原創，有一定難度。

下面挨個細說一下：

全自主設計的，這個怎麼說呢，要說多，也非常多，一個計算機專業的本科生或者研究生，水平高的就能自己搞一個簡單的內核，16位的、32位的、64位的，基於SMP／SMT的，甚至帶虛擬化的，我自己都寫過類似的東西。

難度一點也不高，但作業系統重要的是生態，這方面全自主設計的國產系統基本上是零。

全自主設計的國產系統，一般都在專用領域，總之民用的不多見，比如嵌入式的DJYOS（我不是太了解，只是聽說）等等。

拿開源的改的，是國產系統里最常見的方式，因為這樣可以避免生態系統的困局，但也很容易招罵，比如過去的麒麟、紅旗之類的。

基本上都是改Linux，或者BSD系列。

這裡也有一些深度定製的，比如deepin之類的。

安卓家族從廣義上說也是這類，幾家手機廠商都在搞，另外像阿里雲之類的也屬於類Linux系統。

普通用戶接觸的「國產」作業系統，大部分屬於拿開源的改的這一類。

同時，在超算、嵌入式領域，這種思路也行得通。

合法拿閉源的改的，這類里也有不少，只不過很多人不了解。

跟硬體一樣，軟體一樣可以拿到完整的授權（源碼級），然後就可以自己DIY了，只不過要掏很多錢，代表類型是VxWorks這類，在嵌入式里很常見。

我在上家公司做交換機的時候，OS的核心也是買的。

還有一類是不合法的，但這種卻沒人管，因為管不了，主要集中在國防，航天軍工這類行業里。

前面我已經說了，國內喜歡抄老美的方案，不管硬體還是軟體，硬體的CPU抄完，作業系統也跟著抄，但因為不敢明面上直接抄，只好打著兼容XXX系統這種旗號了，究竟這類系統是全自主的還是全抄襲的還是混合的，我也搞不清楚，民用領域很難接觸到，不做評價。

就出路而言，2、3、4其實差不多，論自主可控程度，基本上都是一致的（都有源碼）。

別覺得抄的東西不一定就好，其實抄別人的，本身也不那麼容易，抄好了反過來把對方吞併，也不是不可能。

有些領域因為要緊跟著老美的步伐，不得不採用抄襲的方式，這其實是一種省錢辦事的好方法，自己去試水需要付出的時間和金錢的代價都太大，本來我們就落後，再挨個試水，差距只會越來越大。

有人會說源碼不是中國人寫的，不安全。

我想說的是：源碼都給你了你還覺得不安全，那什麼是安全？中國人自己寫的就安全無bug？簡直是笑話。

是從頭寫一個作業系統更容易更穩定，還是拿現有的源碼研究更容易更穩定？

至於民用系統，走Linux的路子其實也沒什麼問題，將來國內企業有錢了，保留Linux上層API，把內核換了就完事了，況且Linux社區里華人的貢獻也不少呢。

Linux是屬於全世界的。

同時，也別把國產系統想的多麼重要，從科技樹的角度上看，國產系統依賴國產硬體，國產硬體依賴國產工業設備（工具機、光刻），先把依賴性搞清楚了再看看哪個才是最重要的。

真有一天美國對中國搞技術封鎖了，最大的問題是晶片，而不是什麼作業系統之類的東西。

而且建立一個完善的生態系統需要很多很多錢，可能是幾倍十幾倍三峽工程、京滬高鐵的錢，國內缺錢的地方很多，搞IT的千萬別覺得自己是個程式設計師，國內的所有資源都應該投放到軟體行業。

代碼不能當飯吃，代碼不能當水喝，代碼也不能給誰生孩子。