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国金证券:国产CPU飞腾有望异军突起

2021-07-21 11:02:30 来源: 电脑知识大全 记者 电脑知识大全

  CPU按指令集架构区分,复杂指令集阵营以X86为代表,简单指令集阵营以ARM为代表。CISC与RISC架构处理器各有千秋,CISC架构芯片运行速度快、性能优越,但功耗大、价格较贵;RISC架构芯片体积小、低功耗、性价比高。目前整体来看,在移动芯片领域,以ARM为代表的RISC架构的芯片占据了90%以上的市场份额,在计算CPU市场上,以英特尔X86为代表的CISC架构处理器占据超过90%市场份额。其他如MIPS和Power等架构虽有部分厂商在用,但已不是市场主流。

  对指令集的掌控程度决定了国产化的程度。对指令集的消化吸收和创新程度决定了CPU的创新可信的程度,通常自主研发国产CPU可以通过授权或者完全自研的方式,授权方式主要有两种:指令集架构授权、IP内核授权。获得指令集架构授权的厂商可以自主研发CPU内核,拥有较高的创新可信程度;获得IP内核授权的厂商,只能基于指令集进行SOC集成设计,CPU内核仍受制于人,创新可信程度相对较低。

  基于ARM架构国产芯片有望实现完全创新可信。目前,国内CPU企业大多选择购买国外的架构授权,大体可以分为三类:第一类,龙芯(MIPS指令集)和申威(Alpha指令集),创新可信能力最强,但使用群体小,应用生态缺乏;第二类,飞腾、鲲鹏均基于ARM架构,百度,由于是架构层级授权,有机会形成自主指令集,而且应用生态不断成熟;第三类,以兆芯、海光为代表的x86架构,由于指令集仍掌握在海外厂商手中,完全创新可信难度大。因此,在创新可信程度上申威、龙芯>;海思、飞腾>;海光、兆芯,但是未来鲲鹏和飞腾有机会基于ARM V8永久指令集授权实现进一步创新可信。

  综合对比六大国产CPU厂商,飞腾有望异军突起。在党政信创市场,申威因主要面向超算领域且Alpha生态不成熟难以获得较多份额。海光、兆芯受制于x86内核层级授权,创新可信程度较弱且海光无桌面授权。我们判断飞腾、鲲鹏和龙芯将在党政市场占优。龙芯研发起步最早,党政市场原始份额较大(约占70%),国产应用适配厂商较多,但MIPS生态及性能不足,随着鲲鹏进入场及飞腾不断成熟,ARM的生态和性能优势将逐步体现,同时因鲲鹏受制裁选择性布局党政市场,判断飞腾将逐步获得党政信创市场最大份额。行业端市场空间大,对性能要求高,鲲鹏、海光此前绝对领先,随着飞腾推出腾云S2500多路服务器芯片产品,性能提升数倍,亦有望推进行业端市场。

  投资建议

  随着信创产业不断落地,推荐关注中国长城(持有天津飞腾31.50%股权)、中科曙光(持有天津海光32.68%股权),操作系统龙头中国软件、诚迈科技,鲲鹏整机龙头神州数码。

  风险提示

  经济受疫情影响较重,IT国产化进程放缓;国产芯片行业受美国制裁程度加深;基于ARM的计算生态发展缓慢。

  

【国金研究】计算机行业专题:国产CPU全对比,飞腾有望异军突起

  行业概述

  CPU是计算机系统的核心和大脑

  CPU,即中央处理器是计算机的运算和控制核心,其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。CPU主要由控制器、运算器、存储器和连接总线构成。其中,控制器和运算器组成CPU的内核,内核从存储器中提取数据,根据控制器中的指令集将数据解码,通过运算器中的微架构(电路)进行运算得到结果,以某种格式将执行结果写入存储器。因此,内核的基础就是指令集(指令集架构)和微架构。指令集是所有指令的集合,它规定了CPU可执行的所有操作,微架构是完成这些指令操作的电路设计。相同的指令集可以有不同的微架构,如Intel和AMD都是基于X86指令集但微架构不同。

  

【国金研究】计算机行业专题:国产CPU全对比,飞腾有望异军突起

  指令集架构(Instruction Set Architecture),又称指令集或指令集体系,是计算机体系结构中与程序设计有关的部分,包含了基本数据类型,指令集,寄存器,寻址模式,存储体系,中断,异常处理以及外部I/O。指令集架构包含一系列的opcode即操作码(机器语言),以及由特定处理器执行的基本命令。简单地来说,指令集一般被整合在操作系统内核最底层的硬件抽象层中,属于计算机中硬件与软件的接口,它向操作系统定义了CPU的基本功能。

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