國產處理器研究與發展現狀綜述

曹陽

摘 要 處理器是所有數字電子產品的核心所在，處理器的技術水平也代表著國家電子產業的發展狀況。近年來隨著國產處理器的發展，我國出現很多研究單位，這些單位主要是對處理器進行研究的，在研究的同時還對處理器的特點進行了介紹。本文主要是對國產處理器的研究進行討論，再對其發展現狀及現階段的主要問題提出了解決措施。

關鍵詞 處理器 國產 芯片

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A

0前言

中央處理器（Central Processing Unit）是所有數字電子產品的技術核心，在國際上Intel和AMD兩大公司引領著處理器的生產，并且占據著生產市場的半邊天。目前我國的全體公民都希望由我國自主研發的處理器可以出現在國際上，終于在大家的共同努力下，由中國科學院研發的龍芯面世了，并且取得了不小的反響，相信在不久的將來我國的處理器也可以與國際的處理器相抗衡。

1CPU的概念

在CPU產品中主要由兩項核心技術組成，CPU指令集和CPU架構，并且根據CPU指令集的特點分為兩大體系：CISC和RISC。CISC的缺點是難維護難調試并且其研制周期長，所以大眾普遍使用RISC。根據統一的RISC指令，實現CPU的使用可以采用不同的架構。到目前為止，世界上不同的架構公司只有三種，x86架構、MIPS架構、ARM架構。我國國產的CUP從類型上可以分為大中小型。

2國產處理器

2.1定點指令系統

我國第一個具有研發自主權的微型處理器，對其自主定義了RISC系統，并且采用了存儲形式的寄存結構，我國首次推出的微型處理器，在設計上采用的是UniCore16系統，實現了一直以來國產處理器零的突破。目前我國的指令系統具有高性能、低功耗的特點，共包括16位、32位、64位定點指令系統。

2.2申威處理器

申威處理器的簡稱“SW處理器”，采用的指令集源于RISC系統，在我國擁有完全的自主研發權，此研發項目的啟動基金也受到國家的資金支持，產品分為單核、雙核、四核、十六核等，我國自主研發的首次公開面世的處理器就是用的十六核，其運算能力可以達到每秒千萬次，并且其頻率也達到了我國國產CPU的極限。申威處理器的使用多數用于高性能桌面上，或是國產服務器上。

2.3龍芯處理器

龍芯處理器的研發，大力推動了我國電子信息產業的發展。中國科學院堅持自主研發，所以在研究所的堅持下走上了創新之路，成立了專門的龍芯研討小組，并且購買了MIPS指令使用權，從此開始了龍芯微處理器的研發。

（1）龍芯一號是單核的微處理器，低成本、低功耗是它的主要特征，最高頻率可達到270MHz，定點字長最大可達到32位，是我國第一個配有IEEE754標準的部件，也是我國第一個通過基本測試的CPU微型處理器。龍芯一號的產品有1A、1B、1C三種，1A和1C是主頻為300MHz的處理器，主要用于防火墻或是數字式航空航天領域。

（2）龍芯二號系列的產品比較多，例如龍芯2E，龍芯2E是單核CPU，是主頻為1GHz的處理器，使用的半導體為90nm的設計工藝，最大可達到64位的MIPS指令，結構為四發射動態超標量超流水線，其訪問機制是動態訪問的形式，在使用性能方面也相當于中檔的InterP4處理器，西方國家對于中國自主研發的這款處理器已經購買了其生產權，這也是中國計算機領域上一個偉大的突破。這款處理器只能運用在低成本的電腦中，同時也是中國電子核心技術首次對外進行授權。

（3）龍芯三號的成功研制，對我國的計算機領域有著重要的意義，同時也標志著國產CPU正式進入了多核時代。我國的曙光龍騰服務器就是使用了龍芯3A產品，這是一臺擁有自主研發權的服務器，最大的特點在于其安全性較強，可以消除我國數據信息在國防領域的安全隱患，同時也加強了自我掌控能力，在應用時應與應用軟件配套使用。龍新三號缺乏操作系統對它的支持，所以在開發時增加了開發難度。

3現階段處理器面臨的主要問題

（1）國產處理器缺乏軟件支持

在對處理器進行研發時，應該與配套的應用軟件一起使用，如果缺少操作系統對處理器的支持，那么其開發難度將會加大，還在一定程度上加劇了其工作量，所以對軟件的支持與國產處理器的研制有十分重要的意義。

（2）性能較弱

國產處理器無論是在生產上，還是在應用測試上都存在一些困難，其總體水平與國際水平還有一定的差距。例如在主頻的限界上，國產CPU一般可在1.6GHz，而國際上的主流處理器已經超過了4GHz。性能較弱，國家對于軟件的重視程度不夠，這也是國產處理器未能快速發展的原因之一。

4結束語

我國的研發團隊正在面臨著來自各方面的壓力，這也正預示著國產處理器還有很長的一段路要走。處理器的研發不是一個人或是短時間內就可以發展起來的，而是需要大量的人力以及財力，以推動國家對處理器研發的重視。處理器體現的是一個國家科技水平強弱，大到關系著整個國家的信息安全，發展我國自主研發的處理器是體現我國科學進步的最佳方式，然而國產處理器這條路任重而道遠。

參考文獻

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