國家“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要中指出:堅持創新在我國現代化建設全局中的核心地位,把科技自立自強作為國家發展的戰略支撐。堅決走科技自立自強的路線,同時要通過真正的科技創新,融入到整個數字經濟創新的主賽道。
長期以來,我國在算力核心技術領域對海外技術的依賴度較高,要走向科技自強、自立,構建自主可控的信息技術體系已上升為國家戰略。
在此背景下,信創產業成為了實現技術突圍的重要路徑。而CPU作為信息技術產業的重要基礎設施,和生態體系建設的核心支點,是構建“可用、可控、安全”的國產化信息技術體系的關鍵。
當前,國產CPU形成了多種技術路線并行的格局,選擇既能保障生態兼容性、又能實現自主迭代的技術路徑,則是信創產業落地的關鍵命題。
01
在自主可控與生態兼容間
尋找最優解
自2020年黨政機關率先啟動信創規模化采購以來,信創產業逐步向幾大關鍵行業滲透,并已經形成了一定的規模。據預測,2026年信創硬件市場規模將突破7800億元,信創產業正在步入新的發展階段,同時也呈現出兩個特征:
第一,應用行業從政務向金融、電信、能源等關鍵行業核心系統延伸;第二,行業客戶的技術需求從簡單的硬件替代轉向全棧生態適配。
這意味著,信創產業的驅動力已從政策推動,轉向市場需求與產業升級的雙輪驅動,同時也帶動了國產算力的需求變化。
早期信創硬件采購以“能用”為導向,但隨著國產化替代進入深水區,行業用戶對性能、生態、遷移成本提出更高要求。這會倒逼國產CPU廠商必須突破“替代品”定位,在性能、生態、安全等維度構建核心競爭力。
比如在性能方面,要對標國際主流水平,滿足復雜計算與多任務處理需求。去滿足金融行業核心交易系統對單核算力的高要求,以及電信業對低功耗與高并發能力的需求等等。
同時,硬件的性能需通過操作系統、中間件、數據庫的完整體系中釋放,生態的兼容性非常重要,同時用戶對遷移成本也極為敏感,這說明我們亟需尋找一條技術自主與生態兼容的“平衡術”。
02
國產CPU從替代到進化
在信創硬件創新的產業鏈中,形成了三大技術陣營。
第一,是小眾指令集路線,以龍芯、申威為代表,基于MIPS/Alpha架構二次開發形成獨立指令集,安全可控性高,但生態適配相對困難,目前在國產化市場的占比不高;
第二,是ARM授權路線。飛騰、鯤鵬采用ARM授權版本指令集,依托移動端生態優勢快速切入市場,并在低功耗的技術創新上,實現了國產技術創新;
第三,是x86兼容路線:以海光和兆芯為代表,具備兼容性強、軟硬件生態豐富的特點,其中,海光已實現C86指令集到微架構的獨立發展。
另外,從授權模式來看,海光通過交叉專利授權,獲得了完整的x86指令集源代碼,能夠自行擴充指令集,進而建立了國產C86指令體系。這一優勢讓海光在知識產權方面不存在受限及糾紛問題,為產品的持續迭代升級提供了保障。
筆者認為,國產化進程并不是對過去幾十年企業信息化基礎的推倒重來,任何企業沉淀的信息化資產都是一筆寶貴的數字財富,要善用這些財富,就要將國產化作為企業信息化長期演進的一個階段性的步驟,而非終點。
這要求企業不能為國產化而國產化,要從核心系統的順滑演進為依托,以企業應用的實際情況為準則。比如,海光聯合聯想、新華三、中科可控等整機廠和麒麟、統信、中科方德等OS廠,共同構建了完整兼容主流Wintel生態的C86全國產生態,在各領域實現“零”感平滑替換,推動國產化軟硬件從“可用”走向“好用”。從這個視角切入,選擇C86全國產生態路線是否代表著一種低成本、更順滑的系統演進呢?
03
滿足哪些條件
才稱得上是國產化的最佳選擇?
當然,國產化從“可用”到“好用”,甚至走向更多的創新,并不是一件簡單的工作。既要滿足業務不間斷的前提下,實現系統無縫切換,又要滿足上層應用迭代不受影響,以及系統遷移的高性價比。從企業的視角出發,國產化選項到底要符合哪些條件,才稱得上是最佳選擇?
第一,生態遷移的經濟性是大部分企業客戶的訴求
事實上,大部分企業都希望業務系統遷移需控制在有限改造成本范圍內,尤其金融、電信、互聯網、醫療、交通等行業對代碼兼容性敏感度極高,并不愿意承擔過大的改造風險。
而C86體系正是針對“遷移經濟性”來設計的,通過x86生態的完整兼容設計,實現業務系統平滑過渡。某金融行業和某三甲醫院的實際案例顯示,將x86業務遷移至海光C86架構硬件的代碼修改量不到5%,這種平滑遷移能力使其在金融、電信、互聯網、醫療、交通等強生態依賴領域快速打開市場。
第二,要解決企業對安全合規與業務效能匹配的平衡
在等保2.0和關基保護條例的雙重約束下,政企用戶既要滿足自主可控要求,又可能會面臨性能下降的焦慮,國產化過程中的“安全不降速”也是當下用戶的迫切需求之一。
對此,海光通過“三層防護”構建安全體系:硬件層內置集成國密算法加速引擎,系統層支持可信啟動鏈,應用層提供內存加密擴展指令。同時,海光C86系列處理器在加載安全模塊的情況下將性能損耗控制在1%以內,并保持每代至少15%-30%的性能提升,在國產芯片中率先實現性能與安全的雙重達標,完成了安全基線達標與商業價值存續的平衡。
第三,國產化替代的同時要保證技術的自主迭代性。
國產化替代不是信息化的目的,而是一個過程,所以國產化的同時仍需要滿足技術的迭代性,這是很多企業在國產化選型時的一個重要參考指標。
我們看到海光的競爭優勢之一,就在于通過交叉授權,永久擁有x86指令集的完整源代碼,為持續的自研迭代提供了保障。目前海光已通過獨立微架構設計實現核心IP完全自主,這種“開放兼容+自主迭代”的模式,也有機會為國產CPU探索出一條可規模復制的突圍路徑。
第四,拉動產業鏈效能提升,才能激活整個國產化服務能力
對企業客戶而言,國產化并不僅僅是替換成國產化的硬件設備,更是一次從硬件到系統,再到應用軟件的系統化升級。而CPU作為系統算力的核心,特別適合作為拉動產業鏈效能提升的“軸心”,并以此激活國產化全面的服務能力。
海光主導構建垂直整合生態:向上聯合操作系統廠商進行深度調優,向下對接整機廠實現主板級聯合設計,縮短產品交付周期。通過“芯片-系統-應用”立體協同模式,有效解決了傳統替代方案存在的軟硬件適配成本高、方案碎片化等問題,為客戶提供了開箱即用的整體解決方案。
隨著國家政策支持力度的不斷加大、市場需求的持續增長以及國產化替代空間的逐步擴大,以海光為代表的國產CPU憑借自主技術創新和開放兼容生態,印證了國產替代的可行性與必要性,將為我國信息技術產業的自主可控和安全發展提供堅實支撐。
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