信创产业 3 大技术路线分析,哪条才是最优解?

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今年以来,信创产业在资本市场可谓炙手可热。

根据 wind 的数据,从今年 10 月 12 日到 11 月 30 日的这段时间,信创产业指数累计涨幅达到了 16.27%,而同期的沪深 300 指数涨幅不过 3.24%。

而根据艾媒数据中心的报告,2020 年信创产业的规模即已突破万亿元,2022 年全年有望达到 16689.4 亿元,未来三年仍然会保持高速增长。

巨大的发展前景背后,是我国复杂的内外部需求因素共同作用的结果。

信创,即“信息技术应用创新”产业,得名于我国在 2016 年成立的“信息技术应用创新工作委员会”及后续形成的相关产业联盟,由此催生了一个庞大复杂的产业。

多年以来,我国在信息技术领域都扮演者模仿和追赶的角色,特别是在底层关键技术层面上无法做到自给自足。

眼下,我们对内需要推行“新基建”战略,促进数字化转型,建设数字经济,这些重大发展战略需要我国建立完整可控的信息技术产业链;

而对外,近年来我国 ICT 产业又面临美国的技术封锁和制裁打压,高科技产业发展被卡主脖子。

内外因素作用下,建立基于自己的 IT 底层架构和标准,形成自有开放生态,成为迫在眉睫的事情。

而信创产业的宗旨,就是实现信息技术软硬件关键领域的自主可控。

这个产业体系庞杂,但主要可以分为基础硬件、基础软件、应用软件和信息安全四大部分。其中,最基础、最底层的,莫过于“基础硬件”和“基础软件”中的芯片与操作系统。

特别是芯片,可以说,信创发展的各种技术路线,都是根源于芯片的。

信创生态的构建,也是以芯片 + OS 为基础。

信创产业 3 大技术路线分析,哪条才是最优解?

其实,我国对信创产业的预研探索,从上世纪 90 年代即已开始,经历经过近 30 年的发展,如今正处于应用大规模落地的关键阶段,更需要底层芯片、操作系统到生态的完整支持。

但同时,产业经过多年开放式的探索和发展,目前呈现的是七国八制、群雄逐鹿的情形,就已底层的 CPU 和操作系统来说,就有三种主要的技术路线。

而为了推动信创产业加快应用落地和形成聚合力,我们有必要逐渐进行技术路线的收敛,选取适用于长期发展的道路。

3 大技术路线分化明显,最可持续的,还得是 ARM+Linux

我们以最基础的 CPU + 操作系统领域来说,目前国内整个信创产业呈现出三个主要的技术路线,分别是以华为和飞腾为代表的 ARM 路线、以兆芯、海光为代表的 X86 路线,和以龙芯为代表的其他自研路线。

而对应的整机、操作系统、应用生态等,都是建立在这些不同路线的芯片之上进行适配和构造的。

具体我们先看大家比较熟悉的 X86 路线。X86 架构的 CPU 最大的优势在于起步早,拥有成熟而丰富的生态,因此兼容性广,功能和性能都很强大,并且目前 X86 仍然是全球服务器 CPU 的主流架构。

不过同时,X86 架构在低功耗方面的表现一直以来不如人意,而且对于国内来说,它还有一个比较致命的问题,就是 X86 的 IP 授权由美国的 Intel 和 AMD 遥控掌握,如果他们停止授权,对于我国信创产业的长期演进就如釜底抽薪,届时,已经投入的研发、部署的信创项目都会烂尾,生态建设也变成泡影。

再看以龙芯 LoongArch 为代表的自研指令集路线,它相比 X86 可以说是另一个极端。自研路线的优势在于完全自主可控,不受制于人,但劣势在于缺乏生态系统的支持,能用的软件、采用的厂商较少,同时在性能上相比主流的 ARM 和 X86 处理器产品也有比较大的差距。

图自:龙芯官网

最后是以华为和飞腾为代表的 ARM+Linux 组合的路线。

我们先看可控性,ARM 芯片国内厂商可以得到完全授权,比如华为的 ARM 技术路线就获得了指令集授权,用于 100% 的源码,可优化处理器架构、指令集并设计芯片,长期安全。而 Linux 为开源系统,其体系的研发和迭代国内信创产业也可以实现完全控制。

再看性能。这方面 ARM 和 Linux 可以说是“天生的一对”,Linux 系统本身就是从支持精简指令集硬件发展而来,很适用 ARM 架构;同时 ARM 是随着 Android 发展起来的,而 Android 和国产 OS 都是 Linux 的发行版。

图自:pexels

有了这样的适配性,Linux 在 ARM 架构下的内存占用仅 1G,对此 Windows 在 X86 架构芯片上需要 4G,优势还是比较明显的。特别是在低功耗高性能计算方面,ARM+Linux 的组合还是比较能打的。

然后是生态方面。ARM 在与 Android 互相成长的过程中,已经积累了非常丰富的生态和应用经验,这些生态资源也都可以快速移植到 ARM+Linux 的生态中。

事实上,搭载 ARM 处理器的很多 PC 产品已经在市场上有了成功的应用,比如华为的擎云系列很多 PC 和工作站产品,就已经展现出了让人欣喜的实力,这些都对于 ARM 生态的建设裨益无穷,也足以证明 ARM 架构处理器能满足市场上的性能需求。

所以,上面这么一圈分析下来,IT之家以为,ARM+Linux 的技术路线,应该是我国信创 PC 产业长期发展的最佳路线。

其实关于选 X86 还是 ARM,行业里一直有争论。但IT之家觉得,X86 还是 ARM,不是选择题,而是基于业务和成本,在短期路线和长期路线中,做一个最合理的规划。

如果从这个角度来说,X86 并不具备产业长期演进所需的稳定性和可控性,更像是短期的过渡方案,而 ARM+Linux,在长期可控、性能、生态等多方面,都有显著的可塑性,更可以作为可持续发展的路线。

当然同时,我们也不应放弃类似龙芯 LoongArch 这样自研指令集路线的发展和生态建设,努力实现真正彻头彻尾的“自主可控”。

真替真用最重要!如何推动 ARM+Linux 信创生态真正普及

当我们确信,ARM+Linux 就是我国信创产业长期发展的最佳路线,那么下一步,就是思考怎样围绕 ARM 快速进行生态适配、应用落地,因为眼下这种分散不统一、七国八制的格局,对于整个产业的长期发展是非常不利的。

换句话说,就是要实现基于 ARM 路线的信创产业链真替真用,落到实处。

信创产业 3 大技术路线分析,哪条才是最优解?

这需要产业链每个环节的参与者统一方向和路径,也需要有企业能够率先实现基于 ARM 路线的全栈自主和商用的能力,率先建设生态,从而做到全面赋能。

这其中,华为就是一个很好的例子。

作为 ICT 基础设施和终端提供商,华为一直以来都是我国信创产业的重要建设者。他们近 10 年累计研发投入达到 8450 亿元。

2021 年,华为提出了面向未来的鲲鹏计算、昇腾 AI、鸿蒙OS、HMS Core、自动驾驶汽车 MDC、华为云六大技术生态升级,再加上创新、生态和服务,实现从芯片到操作系统到虚拟化和云技术的信创各个细分领域的兼容打通,全面推进信创生态的建设。

在高性能芯片领域,华为拥有 ARM 永久指令集授权,还有业界领先的制程,实现超高性能和超低功耗,比如麒麟 990 就是国产化台式机处理器中唯一超过千万级出货的芯片,性能、稳定性、安全性、可靠性都经过了市场检验。

图自:海思官网

在生态建设方面,目前华为已经基于麒麟 / 盘古芯片平台适配软件生态 1W+,硬件生态 1.9W+,能够充分满足信创办公需求。同时他们还构建了信创生态迁移、生态兼容 2 大能力体系,基于用户场景,提供生态伴飞服务,制定最佳生态适配方案。

当然,除了华为,同样采用 ARM 架构路线的飞腾在国产 CPU 的产品和生态建设上也很有建树,

在产品上,他们面向高性能服务器 CPU、高效能桌面 CPU 和嵌入式 CPU 市场已经推出了 10 余款芯片,例如腾云 S 系列、腾锐 D 系列和 T 腾珑 E 系列等,这些都是基于 ARM 架构自主研发的内核,

可见,基于 ARM 路线的国产芯片在产品和生态建设上正在日益强大和丰富,并且已经在很多行业实现了切实的国产化替代和应用落地。

而要实现信创领域基于 ARM 路线的真替真用,光做到这些还不够。想要真正凸显 ARM 路线方向的优势,还必须在实际应用体验上做提前布局。

换句话说,如果当企业用户们部署了国产替代的 ARM PC、台式机、服务器,一用起来发现体验比预想的差很多,续航不佳、卡顿这些问题都来了,还有产品服务相当于没有等等,那么芯片做得再好,生态铺得再广,那也是空中楼阁。

体验,是信创生态真替真用的硬指标。

在这一点上,华为也可以给我们很多参考和启发。比如在产品服务能力上,华为在全国有超过 1900 家线下服务门店和超过 1200 家的上门网点,还有线上商用服务专线提供 7×24 小时的在线服务,更有数百名专属服务工程师覆盖全国,为用户提供产品的相关服务。

而在产品的品质上,华为也形成了全自动化的测试能力。他们拥有高达 3000 平方米的测试环境,可通过大数据 AI 分析,能够模拟真实用户的使用场景进行产品品质测试,

而在测试的标准方面也非常严苛,他们对每一项指标的检测,都力求超越业界,为客户打造安全可靠的产品,其中包含爆炸性大气试验、高低温试验、沙尘、湿热、酸性大气等极端环境试验。

这就让华为的相关信创产品能够做到超越业界的稳定可靠,体验自然更加出色、让人放心。只有这样,行业才能真正愿意去推进信创的替代和应用。

信创产业 3 大技术路线分析,哪条才是最优解?

最后,就像前文所说的,目前信创产业的发展正步入关键期,从党政小信创到八大关基行业的跨越。

而目前 ARM 路线信创生态应用基本能满足通用型的办公需求,针对垂直行业性质的生态软件仍然缺失,性能也有待提升,所以,要做到“真替真用”,必须推动信创产业向垂直应用行业下探,聚集资源解决可用问题,让生态在使用中迭代,逐渐成熟。

在这一点上,我们还是以华为为例。来看看他们是如何推动信创产业在垂直领域应用生态的发展建设的。

这里值得一说的事,华为推出了面向不同产业类型开发者个人和机构的“沃土计划 2.0”,围绕 ARM 芯片来打造深入到不同领域的、开源开放的产业生态。具体来说包括围绕“鲲鹏 + 昇腾”两颗核心处理器建立广泛的开源开放社区,打造 360 度的全方位赋能体系,建立更务实的产业联盟,按行业建设应用生态,按区域建设产业生态等等。

沃土计划 2.0,华为会在五年时间里投资 15 亿美金,使能 500 万各行各业的软硬开发者来进行技术与商业创新。所以从很早,华为就表现出了良好的垂直产业生态构建能力。

总之,这些努力和成果的取得,都足够让我们对基于 ARM 路线的信创产业实现生态整体的真替真用充满信心和期待。

结语

如果说过去的信创产业在发展上还是一个探索、过渡的过程,那么眼下及未来,就是整个产业往大规模、纵深方向前进的关键时期,我们需要走、适合走的道路应当越来越明晰。而从产业发展的现状和内外环境来看,一刀切显然是不可取的,我们既无法不考虑实际使用、盲目追求自主可控度,也和不能只看短期的应用和好处,忽视自身的危机,综合权宜来看,ARM+Linux 的技术路线,应该是目前阶段最适合的方案。

而且经过多方面的论证、举例,这条路线在产品性能、自主可控性、生态建设以及推动信创产业真替真用的发展前景上,都有着自己的优势,在华为等建设者的努力下也确实取得了一些比较理想的成果,并不是一个从零开始的过程。

数字时代已经到来,信创产业的发展只会越来越如火如荼,也期待更多的参与者能够投身到 ARM 路线的信创产业建设中,为繁荣的、自主可控的数字化未来添砖加瓦。

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