¿Quién reemplazará a Intel?
Texto | Wang Qiang, observador especial de tecnología del grupo de expertos Want Want
El sueño de muchos chinos es utilizar una computadora personal con una CPU doméstica incorporada. La industria también se esfuerza por alcanzar este objetivo desde hace casi 20 años.
Sin embargo, en el pasado, debido a factores como la tecnología atrasada, el alto costo y la mala compatibilidad del software, las CPU domésticas eran menos competitivas en el mercado y solo podían usarse en unos pocos laboratorios y campos específicos. incapaz de competir con los procesadores importados en el mercado comercial.
Con el avance de la tecnología, los cambios en la industria de TI y los cambios en la situación internacional, reemplazar productos importados con CPU nacionales no es un sueño lejano. En áreas clave como agencias gubernamentales y empresas estatales, el cambio a CPU nacionales también se ha convertido en una tarea que debe completarse lo antes posible.
Por lo tanto, cómo llevar a cabo esta tarea y quién asumirá la misión de reemplazar a los procesadores importados se han convertido en cuestiones prácticas para los organismos que toman decisiones.
¿Por qué pasarse a procesadores domésticos?
Si no hubiera problemas de "compatibilidad de software" en la industria de CPU, China podría ya ser capaz de aplicar procesadores nacionales a gran escala en áreas clave. Desafortunadamente, el diseño de la CPU determina directamente qué aplicaciones puede ejecutar, lo que también se ha convertido en el mayor obstáculo al que se enfrentan las CPU domésticas.
Desde la década de 1990, Microsoft e Intel han arrasado en el mercado de PC con procesadores Windows y Pentium respectivamente, estableciendo su monopolio en los sistemas x86.
X86 es una especificación de instrucción informática de bajo nivel y sus patentes están principalmente en manos de Intel. El sistema Windows, Pentium, Core y otros procesadores y miles de aplicaciones de software utilizadas en las computadoras personales están diseñados sobre la base de esta especificación, por lo que incluso las computadoras producidas en 2005 pueden ejecutar la nueva generación del sistema Windows 10 y el software correspondiente, y viceversa. .
Si otros fabricantes quieren diseñar y fabricar CPU que sean compatibles con las especificaciones de instrucciones x86, necesitan la autorización de Intel. Pero por interés propio, Intel rara vez accede a este tipo de solicitudes de autorización.
De esta manera, las nuevas empresas de CPU RD solo pueden utilizar especificaciones de instrucción diferentes a x86 para desarrollar CPU, y los productos que desarrollan no pueden ejecutar sistemas operativos ni software de aplicaciones diseñados en base a especificaciones x86. Debido al monopolio de x86 en el campo de las computadoras personales, es difícil para otras empresas competir con Intel.
La industria de TI está cambiando más rápido de lo que la mayoría de la gente imagina. Aunque los sistemas x86 siempre han mantenido un monopolio en la industria de las PC, en los últimos años este estatus ha mostrado signos de aflojamiento. Esto también crea las condiciones para la aplicación a gran escala de las CPU independientes de China:
En primer lugar, desarrollar sistemas operativos y aplicaciones para CPU que no sean x86 no es tan difícil como antes. Siempre que exista suficiente demanda y apoyo financiero, es posible establecer un ecosistema de software en un nuevo sistema.
En segundo lugar, el crecimiento del rendimiento de las CPU Intel se ha ralentizado significativamente en los últimos años, dando a las estrellas en ascenso la oportunidad de ponerse al día. Incluso si las CPU domésticas no alcanzan el nivel de los productos de gama alta de Intel en términos de rendimiento, consumo de energía y otros indicadores, aún pueden satisfacer las necesidades de los usuarios comunes;
El punto más importante es que la clave campos como los gobiernos, las empresas estatales y el ejército son urgentes. Es necesario utilizar chips nacionales para reemplazar productos importados para eliminar los riesgos de seguridad de la información y prevenir posibles bloqueos comerciales.
En los últimos años, Estados Unidos ha emitido repetidamente prohibiciones de exportación a unidades nacionales sensibles y empresas estatales, exacerbando aún más las preocupaciones sobre la excesiva dependencia de CPU importadas por parte de industrias y unidades relevantes. A largo plazo, es un objetivo indiscutible para departamentos y empresas importantes localizar el uso de productos de TI como CPU y sistemas operativos.
La batalla por los sistemas de CPU nacionales
Aunque cambiar a procesadores nacionales en áreas importantes es una máxima prioridad, China ahora se enfrenta a la vergüenza de "decisiones difíciles" en una implementación específica.
En ese momento, cuando las instituciones nacionales pertinentes que desarrollaban CPU de forma independiente seleccionaban las especificaciones de instrucción subyacentes para la CPU, debido a que nadie podía obtener la autorización x86 de Intel, todos eligieron otros sistemas de especificaciones.
Entre ellos, Loongson del Instituto de Tecnología Informática de la Academia de Ciencias de China utilizó un estándar llamado MIPS y desarrolló su propio conjunto de especificaciones sobre esta base, eligió el chip Sunway del Instituto de Tecnología Informática de Jiangnan; la especificación Alpha; la Universidad Nacional de Tecnología de Defensa El chip Tengfei finalmente decidió adoptar la especificación ARM.
Además de estas instituciones nacionales de investigación científica, también existen excelentes empresas privadas que desarrollan sus propias CPU. El más típico es Huawei, que está desarrollando su propio núcleo de CPU utilizando especificaciones ARM.
Recientemente, Xin Zhao de Shanghai y Shuguang de la Academia de Ciencias de China han cooperado con empresas extranjeras y han propuesto planes para desarrollar conjuntamente CPU x86 con partes extranjeras.
Debido a las limitaciones de la licencia de patente x86, las dos unidades no pueden controlar completamente el proceso de investigación y desarrollo de la CPU, por lo que no son tan independientes como las unidades mencionadas anteriormente. Sin embargo, en el proceso de investigación y desarrollo cooperativos, Xin Zhao y Shuguang aún pueden evitar la puerta trasera del producto y obtener el poder de toma de decisiones de la producción independiente. Por tanto, los productos de estas dos empresas también pueden utilizarse como alternativas para los departamentos de toma de decisiones.
En resumen, hay cuatro sistemas de instrucción seleccionados por las unidades CPU RD domésticas en esta etapa: MIPS, Alpha, ARM y x86. El sistema operativo y el software de aplicación desarrollado para un sistema no pueden ejecutarse directamente en otros sistemas, lo que se ha convertido en el dilema con mayor demanda interna.
Debido a consideraciones de compatibilidad de software, conveniencia y costo, el mercado interno solo podrá acomodar un sistema de instrucción de CPU en el futuro, y es necesario elegir entre varias soluciones existentes. Una vez que se selecciona un determinado sistema y se desarrolla un ecosistema de software sobre esta base, otros sistemas básicamente ya no son posibles para aplicaciones a gran escala y solo se pueden implementar a pequeña escala en áreas específicas.
En otras palabras, la elección del departamento de toma de decisiones afectará directamente las perspectivas de mercado de varias unidades importantes de RD e incluso afectará la estructura industrial del mercado global de CPU.
¿Quién es más adecuado para China?
Entonces, ¿cuáles son las características, ventajas y desventajas de cada una de las principales soluciones de sistemas alternativos para CPU domésticas? vamos a ver.
Alpha: La ventaja de que Sunway Chip haya elegido Alpha es que la mayoría de las patentes relacionadas con su sistema de instrucción han caducado y se pueden utilizar libremente. Pero el problema es que el apoyo actual de la industria del software al sistema Alpha es débil. Si elegimos este sistema, necesitaremos invertir muchos recursos en el ecosistema del software y llevará mucho tiempo perfeccionarlo.
MIPS: El conocido Loongson eligió el sistema de instrucción MIPS, lo amplió, desarrolló su propio conjunto de estándares y controló completamente los derechos de modificación del sistema de instrucción. En el futuro, no será necesario solicitar autorización a empresas extranjeras para realizar las mejoras correspondientes en función de las necesidades nacionales, por lo que tendrá las mejores condiciones de autonomía.
Pero Loongson, al igual que Sunway, se enfrenta al dilema del débil soporte ecológico del software. Por lo tanto, aunque Loongson ha estado apuntando al mercado general de PC durante muchos años, los resultados reales no son ideales. Si el departamento de toma de decisiones finalmente elige el sistema Loongson, también tendrá que pagar un precio enorme para construir un ecosistema de software.
ARM: Tanto la Universidad Nacional de Tecnología de Defensa como Huawei han elegido el sistema ARM, muy utilizado en smartphones y tablets, para desarrollar CPU. La razón es que el ecosistema de software del sistema ARM ya está bastante maduro y el desarrollo futuro básicamente no requiere apoyo estatal.
A juzgar por la tendencia general del mercado global, los sistemas ARM también son la parte más prometedora para competir directamente con los sistemas x86. Por supuesto, el problema de elegir el sistema ARM es que las instituciones y unidades nacionales deben comprar una licencia de ARM cada cinco años, lo que no es tan flexible como Alpha y MIPS.
X86: Megacore y Sugon han cooperado con VIA de Taiwán y AMD de Estados Unidos respectivamente, y planean lanzar productos de CPU desarrollados conjuntamente. Su grado de autonomía del programa es mucho menor que el de los tres anteriores, y es difícil evitar el riesgo de "estancarse" a largo plazo.
El desarrollo cooperativo permite a las unidades domésticas obtener directamente el código original de la CPU y comprobar si hay puertas traseras, de modo que pueda satisfacer las necesidades básicas de seguridad de la información de los departamentos clave.
Al mismo tiempo, el sistema x86 casi no tiene problemas de compatibilidad de software, por lo que se puede decir que es "simplemente úselo". En el corto plazo, si los demandantes relevantes necesitan hacer una transición rápida a productos de CPU nacionales sin riesgos de seguridad, Megacore y Sugon son las opciones más realistas.
CPU nacional: ¿Cómo debería elegir China?
Obviamente, los sistemas de instrucción elegidos por las principales fuerzas nacionales de RD de la CPU tienen sus propias ventajas y problemas, y cualquiera que se elija tendrá los costos y riesgos correspondientes.
Si la demanda no es tan urgente, entonces el país puede esperar unos años más hasta que los productos desarrollados por cada empresa estén lo suficientemente maduros antes de tomar una decisión final. Lo que pasa es que es posible que la realidad no permita una espera larga. A corto plazo, China necesita identificar una alternativa nacional a los chips importados e invertir muchos recursos en la construcción de un ecosistema de software relacionado.
En conjunto, el sistema ARM es una opción intermedia entre varias soluciones. No solo cumple con los requisitos relevantes para la investigación y el desarrollo independientes, sino que también cuenta con recursos de soporte de software maduros y es fácil de desarrollar. ecosistema de hardware para satisfacer las necesidades de PC de Office, servidores y otras necesidades del gobierno, empresas estatales y otras unidades.
Por supuesto, la premisa es que las unidades y empresas nacionales utilizan la autorización de instrucción ARM para desarrollar núcleos de CPU verdaderamente independientes, en lugar de comprar directamente núcleos de CPU ARM para fabricar chips.
Si se elige la solución independiente de Loongson o Sunway, el país necesita determinar rápidamente la dirección, comenzar la construcción de un ecosistema de software de soporte lo antes posible y aumentar significativamente la inversión en unidades de RD. Cuesta mucho en la etapa inicial, pero a largo plazo Parece que esta elección puede eliminar por completo la dependencia de los fabricantes extranjeros.
En cuanto al plan de desarrollo cooperativo entre Megacore y Sugon, es muy adecuado para las necesidades urgentes actuales, pero no es una elección radical.
No importa qué sistema elija China para reemplazar las CPU importadas, en última instancia tendrá un profundo impacto en el patrón de la industria global de TI e incluso en la situación internacional. La industria nacional de CPU actual ha llegado a una encrucijada. Esperaremos y veremos quién dominará la situación general y completará la importante tarea de reemplazar a los procesadores importados en campos importantes en el futuro.
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