
最近,上海兆芯的科创板IPO申请已被正式受理。上海兆芯是国家在十二五期间重点扶持的CPU公司之一,通过合资引进x86技术,采用“引进消化吸收再创新”的路线,经过十多年的发展,在KX-7000、KH-50000这代CPU上实现了持续突破。对兆芯而言,完成再创新和IPO只是新的开始,如何追赶英特尔、AMD的脚步,缩小与国际巨头的差距,才是当务之急。
兆芯是国资控股公司,成立于2013年,由VIA与上海市政府合资,把原VIA在中国大陆的团队改组为兆芯。在引入X86技术后,兆芯开启了“消化吸收再创新”之路。
最初的ZX-A是一款境外工艺40nm CPU,之后的ZX-B换成了境内工艺。ZX-C和KX-5000则把制造工艺更新到28nm。KX-6000最大的改进是大幅提升了集成度,把GPU、内存控制器集成进了CPU里,并采用了16nm工艺,以KX-6000G为例,这款芯片非常适合笔记本,CPU、GPU性能够用,且功耗在当时的国产CPU中表现良好。KX-7000则在制造工艺和CPU核上同时升级,从SPEC2006测试成绩看,定点成绩翻倍,缩小了和国际巨头的差距,实现了自我突破。
另外,兆芯今年还推出了一款服务器CPU KH-50000,KH-50000使用了KX-7000同款CPU核与制造工艺,CPU性能相对于上一代产品有了明显提升。
根据兆芯官方信息,兆芯掌握自主通用处理器及其系统平台芯片研发设计的核心技术,全面覆盖其微架构与实现技术等关键领域,完成了“张江”、“五道口”、“陆家嘴”、“永丰”、“世纪大道”五代内核微架构的演进升级,构建了健全的知识产权体系,截至目前已申请1600余件专利,获权1400余件。
从这个结果看,兆芯从引进技术到消化吸收再创新,CPU性能翻了几倍,10多年时间把CPU性能提升到AMD zen1的水平,实属不易。
目前,兆芯CPU的性能与英特尔和AMD有一定差距,想要向国际巨头挑战尚需时日。
不过,CPU的性能是一个重要指标,但并非唯一指标,价格、软件生态对于一款CPU的市场推广而言也很重要。
在生态上,兆芯可以兼容X86生态,相对于国产ARM CPU和自主CPU在桌面平台遭遇软件生态瓶颈,兆芯可以运行Windows,可以直接替换英特尔、AMD的CPU,可以大幅降低用户替换成本。即便是必须用Liunx的场景,X86 CPU在桌面平台的生态也是最好的。
在价格上,兆芯电脑在信创市场的性价比优势明显,从机关单位中标公告上,一般ARM PC中标价格最贵,基本上是贴着限价报价的,比如台式机限价5000元,ARM台式机必博官方网站一般报价是4800元、4900元,笔记本电脑限价7000元,ARM PC报价为6800元。作为对比,兆芯的台式机报价可以低至2600元,笔记本报价可以低至3600元,且在内存、硬盘、网卡等硬件配置上比ARM PC更好。在地方政府财政并不充裕,开始过紧日子的当下,无异于及时雨。
当下的CPU其实也可以称为SoC,因为芯片的集成度很高,根据需求和用途会集成几十个,乃至一、两百个IP模块。CPU公司为了加快开发进度,提升效率,在各类IP上往往会选择外购商业IP,最典型的莫过于国产ARM CPU,CPU核、GPU核、互联、内存控制器等核心IP基本靠外购,一方面可以站在巨人肩膀上拿出具备市场竞争力的产品,另一方面也会导致设计能力上的缺失,因为核心IP过去都是买的,自己没有做过,缺乏锻炼而导致能力不足。
兆芯的CPU技术虽然这很大程度上得益于10多年前的技术引进,但兆芯引进的技术起点很低,因而只能自己发展迭代,经过十多年的努力,已经具备了一定前端和后端设计能力,并积累了工程经验。
以上数据来自厂家官宣数据或实测数据,KX-7000的SPEC06 int base成绩和自主CPU尚在伯仲之间,略优于两款ARM CPU。
在SPEC06 int rate成绩方面,自主CPU用4个核心对战其他几款8核CPU,先天吃亏,即便如此,多核性能也比ARM CPU2强。
ARM CPU2多核性能偏弱主要是因为采用了手机芯片的大小核设计,低功耗小核心性能弱。ARM CPU1单核性能略低于ARM CPU2,但多核性能反超,则是因为8个CPU核全是大核,而ARM CPU1有4个低性能、低功耗小核,拉低了多核成绩。
KX-7000的SPEC06 int rate成绩优于其他三款CPU,原因则是单核性能不错,同时有8个CPU核心,且全是大核心。
这里说明一下,几款CPU的测试环境并不统一。开源软件环境对x86、ARM指令集的优化相对成熟,虽然自主CPU会吃一点亏,但X86和ARM CPU的测试结果偏差就不会很大,虽然无法做到精确至小数点后一位,但划定一款CPU的大致段位还是没问题的。
就营收和利润而言,兆芯从2022年至2024年的营收分别为3.4亿、5.5亿、8.8亿,2025年1-6月营收为3.4亿。2022年至2024年的利润分别为负7.2亿、负6.7亿、负9.5亿,2025年1-6月利润为负4.2亿。
以某自主CPU公司为参照,2022年至2024年营收分别为7亿、5亿、5亿,利润分别为0.51亿元、负3.29亿元、负6.25亿元。
若以AMD这样的国际巨头作参照,则差距如鸿沟。2024年AMD营收257亿美元,毛利润38亿美元,净利润16亿美元,研发费用就高达28亿美元。
CPU是烧钱的行业,兆芯以如此小的营收体量很难支撑CPU技术快速迭代,很难快速缩小与外商的技术差距。
就性能来说,目前兆芯CPU的性能追平AMD Zen1的水平,但与国际先进产品差距依然是明显的,特别是在CPU前端设计能力方面,尚需补课。
高主频并不意味着一定高性能,比如当年英特尔P4处理器就以高频低能成为反面案例。
IPC越高,后端设计的难度就越大,反之,则能降低后端设计的难度,更容易把主频做高。
因此,CPU公司在设计CPU时会有所取舍,既可以选择相对较低的IPC,同时把主频做高,也可以选择较高的IPC,但主频一般。
实事求是的说,牺牲IPC把主频做到4Ghz,或者牺牲主频把IPC做到英特尔13代酷睿水平,对于当下的国产CPU而言都可以做到,难的是用成熟制造工艺,同时实现堪比英特尔CPU的IPC和4Ghz以上的高主频,这非常考验CPU公司的前端设计能力和后端设计能力。
从测试成绩看,兆芯选择了高主频路线,IPC中规中矩,主频高,因而单核性能强劲。
两款ARM CPU在IPC上不如自主CPU,在主频上也一般,进而影响了CPU性能。
由此可见,兆芯的主频在几款国产CPU中最高,其后端设计能力值得肯定,但IPC相对一般,未来兆芯需要继续修炼内功,迭代CPU核,提升CPU的IPC,通过提升设计能力,特别是前端设计能力来提升CPU性能。
实事求是的说,兆芯CPU在性能上与国际巨头有差距,在利润上和寒武纪、摩尔线程、沐曦等半导体公司一样亏损,短时间想要超越英特尔和AMD基本没有可能性。唯一的出路就在于修炼内功。
充分发挥兼容X86生态的优势,争做价格屠夫,只要能够实现英特尔、AMD CPU 80%的性能,且价格比国际巨头更有优势,就有希望打开商业市场,以物美价廉吸引消费者,造福人民群众。
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