作为信息设备的“大脑”,CPU是我国信息技术产业必须掌握自主研发能力的核心战略产品。当前,国产CPU领域已基本形成六足鼎力的格局:其中兆芯、海光信息代表x86体系,飞腾信息、华为海思引领Arm路线,龙芯中科与电科申泰则分别采用自研的LoongArch指令集和SW-64指令集。
在这些主流CPU指令集架构中,x86依然占据绝对主导地位。据CPU Benchmark统计,截至2025年第二季度,全球笔记本、台式机及服务器等存量计算机终端中,x86架构处理器的市场份额仍高达约90%。
基于这一现实,兆芯在持续兼容x86的基础上,构建自主可控的x86生态体系,并实现核心技术的全面自主化。
实际上,兆芯在技术研发方面和很多国内半导体企业一样,也是走了一条“引进、消化、吸收、再创新”的发展道路。通过早期与威盛公司的合作,兆芯不仅掌握了CPU功能、源代码和设计方法,更在合规的前提上,妥善解决了与x86指令集兼容相关的知识产权问题。
更重要的是,兆芯始终注重指令集和知识产权的自主与创新,已形成并自主拥有11类CPU关键核心技术,具备完整的CPU及其配套芯片的自主研发和技术迭代能力。兆芯累计申请专利数超1600项,不仅对之前的指令集兼容实施双保险机制,也确保后续产品还可以与英特尔2018年之后申请的指令集兼容适配,从而构建起一套持续兼容、不受限制,且面向未来应用的专利体系。
产品的持续更新迭代也印证了兆芯独立自主的设计实力。从2013年至2015年,兆芯在短短两年时间内便自主研发了采用“张江”内核微架构的ZX-C处理器。至今,兆芯已完成“张江”、“五道口”、“陆家嘴”、“永丰”、“世纪大道”五代内核微架构的自主研发和演进升级,实现了处理器核心从双核至96核、最高工作频率从1.6GHz至3.7GHz、内存访问带宽从5GB/s到350GB/s以上;同时,其在内存、PCIe、USB等高速I/O接口性能上已对标国际主流水平,关键技术实现系统性突破。
在互连技术层面,兆芯自主设计了多核心、多节点、多Die及多路互连架构,自主研发的高带宽、低延时Chiplet互连技术能够有效满足高性能计算处理场景的需求。
在安全层面,CPU核心技术的全面自主,使兆芯产品从处理器硬件层面的源头建立信任根并实现有效管控,并通过自有指令集进行国密算法支持和密钥管理,实现对计算机全方位的信息安全保障。
此外,兆芯还开发了一批前瞻性预研储备技术,并拓展覆盖人工智能、安全等重要功能的自主指令集,为未来潜在需求储备粮仓弹药。
值得关注的是,兆芯当前的自主CPU专利技术还可以对外进行IP授权,目前兆芯公司内部已设置了一个专门从事专利授权工作的部门。这也从另一个侧面证明了兆芯知识产权的自主性。
从技术引进到核心自主,从架构兼容到生态构建,兆芯以扎实的研发步履,在x86这条全球主流的跑道上,闯出了一条兼具现实意义与战略远见的国产化CPU之路。其发展历程表明,真正的自主创新并非闭门造车,而是在开放中把握主动权,在兼容中实现超越。
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