工业和信息化部主管 中国电子报社主办
收藏本站 投稿

设计

国产CPU放手一搏之“技术寻觅”:美国公司垄断的专利武器

“CPU指令集”和“CPU架构”是CPU产品中两项最重要的核心技术,是美国公司垄断世界CPU市场最重要的知识产权武器。


CPU工作、CPU与CPU之间的通信靠“指令”来进行,全部控制CPU运行指令的集合就是“CPU指令集”。


现今,RISC指令集已成为世界公认的CPU标准指令。由于发源于美国,像IBM、Intel、微软等公司,他们先入为主,占尽了有利位置,现已成为这些公司垄断这一领域的最基本方式之一。后来者即使掌握了同样的技术,也要与已经流行的产品相兼容,才能进入到主流产品领域,被市场用户所接受,否则产品将很难打开销路。


CPU架构,就像文章的篇章结构,或者像楼房的主体结构,是为了实现CPU指令集的全部功能、进行产品开发前必须规划好的。有了合理的架构,再将指令集中一个个“指令单元”安排到架构的相关位置,使它们能够高效、协调地运行。这就同大楼中相互联系紧密的功能房间要尽量靠近些,以尽量减少日常工作时的往来时间、提高办公效率的道理是一样的,并不神秘,也不难理解。


根据CPU的应用目标及对象,可以使用不同的架构来实现,有些功能的指令如果在某些特定的场合用不到也可以省略,这样可以最大限度地减少CPU芯片的面积,用最少的内部电子元器件来实现应用目标,使产品的制造成本达到最小。


在统一的RISC标准指令集的前提下,可以用不同的架构来实现CPU产品。目前,世界3家著名的具有不同架构的CPU公司是:


(1)目前居统治地位的Intel公司的X86架构。自1978年6月Intel发布了首个8086处理器,X86架构CPU现已统治和主导世界CPU市场30多年。Intel公司是世界CMOS半导体制造工艺的发明者,是世界最高水平的半导体制造公司。其经营模式主要以研发并生产通用CPU成品的方式供应其他电子整机厂家,主要用户遍布世界。其最新推出的第三代酷睿处理器Ivy
Bridge,采用了22纳米CMOS工艺,内含14亿个晶体管,并首次采用了3D晶体管技术,开始在立体方向进行布线布局。


(2)另一种是MIPS架构,其知识产权归美国MIPS公司所拥有。1985年第一块MIPS处理器(R2000)诞生后,原本主要用在高端服务器领域,现在也开始向中低端消费领域发展,积极推出适用于数字家庭、网络、单片机和其他应用的产品,目前MIPS架构版本主要有MIPS32和MIPS64两款。该公司经营模式主要以嵌入式设计服务和向用户提供CPU架构使用授权的方式来进行。


(3)ARM公司(Advanced RISC Machines
Limited)于1990年成立,其设计出了适合多种应用整机的嵌入式CPU,其经营模式是只出售CPU的“硬核”,这种设计好的CPU产品,用户无法对其进行更改,用户要么直接在芯片厂进行流片生产,要么嵌入到用户正在开发的系统芯片的设计中,被称为“可用于生产芯片的技术授权”。一般情况下ARM不出售“CPU架构”服务,因为这是ARM的看家本领。ARM在低功耗、低成本和高性能的嵌入式系统应用领域居世界领先地位。


这3种架构CPU技术在发展中相互借鉴、相互补充、不断提高,推动世界CPU市场由过去Intel一家独大向技术日益普及、产品更加多极和应用更加个性化方向发展。




《国产CPU放手一搏正当时》系列报道链接:




声明

1、本站遵循行业规范,任何转载的稿件都会明确标注作者和来源;2、本站的原创文章,请转载时务必注明文章作者和来源,不尊重原创的行为我们将追究责任;3、作者投稿可能会经我们编辑修改或补充;4、如本站的文章或图片存在版权,请拨打电话010-88558835进行联系,我们将第一时间处理。

相关链接

视频

专题

聚焦2021年全国两会

3月5日,第十三届全国人民代表大会第四次会议在北京人民大会堂开幕。党和国家领导人习近平、李克强、汪洋、王沪宁、赵乐际、韩正、王岐山等出席,栗战书主持大会。初春的北京,处处生机盎然。第十三届全国人民代表大会第四次会议5日上午在人民大会堂开幕。近3000名全国人大代表肩负人民重托出席大会,认真履行宪法和法律赋予的神圣职责。

2021年全国工业和信息化工作会议

12月28-29日,全国工业和信息化工作会议在京召开。会议以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,全面贯彻党的十九大和十九届二中、三中、四中、五中全会精神,认真落实习近平总书记重要指示批示精神和中央经济工作会议部署,总结2020年工业和信息化工作,分析形势,部署2021年重点工作。工业和信息化部党组书记、部长肖亚庆作工作报告。

2020年中国家电市场报告

3月22日,中国电子信息产业发展研究院发布了《2020年中国家电市场报告》(以下简称《报告》)。《报告》显示,2020年,我国家电市场零售额规模达到8333亿元,在疫情冲击之下显示出较强的韧性;电商渠道对家电零售的贡献率首次超过50%,网络零售对家电消费的促进作用进一步提升;高端产品、生活家电大幅增长,有效促进了消费升级和产业转型。

世界超高清视频(4K/8K)产业发展大会

会议

2020世界显示产业大会

11月20日,由工业和信息化部、安徽省人民政府共同主办的2020世界显示产业大会在合肥市举行。在开幕式上,工业和信息化部部长肖亚庆、韩国驻华大使张夏成发表视频致辞。安徽省委副书记、省长李国英,工业和信息化部副部长王志军出席开幕式并致辞。

2020世界超高清视频(4K/8K)产业发展大会

11月2日,由工业和信息化部、国家广播电视总局、中央广播电视总台、广东省人民政府共同主办的2020世界超高清视频(4K/8K)产业发展大会在广州市召开。广东省委书记李希出席开幕式,省长马兴瑞出席并致辞。国家广播电视总局局长聂辰席、工业和信息化部副部长王志军、中央广播电视总台副台长蒋希伟出席开幕式并致辞。

2020世界VR产业大会云峰会

10月19日—20日,由工业和信息化部、江西省人民政府主办的2020世界VR产业大会云峰会在南昌举行。在10月19日的开幕式上,中共中央政治局委员、国务院副总理刘鹤发来书面致辞。江西省委常委、南昌市委书记吴晓军,工业和信息化部副部长王志军,江西省委书记、省人大常委会主任刘奇先后致辞。开幕式由江西省委副书记、省长易炼红主持。

世界显示产业大会

本周排行