中國為什么造不出頂級的CPU？

不是沒有錢，也不是沒有人，最大的障礙還是來自于知識產權壁壘。

事實上中國目前已經有一些領先的CPU，但是都在專用領域，比如排名世界第一的神威超算中使用的「申威」處理器、剛剛被阿里巴巴收購的中天微嵌入式CPU IP核、寒武紀的人工智能芯片等等。

然而，我們總是盼望中國可以有一家像Intel一樣造出通用型的CPU公司。但是即使今天硬件開發成功了，沒有主流的操作系統和足夠的軟件支持也派不上用場。比如想讓國產CPU運行Windows，就必須要兼容Intel的x86指令集，但Intel為了能夠獨占市場在過去的數十年里已經在x86這個生態體系中建立了一個龐大的專利堡壘，使得繞過它的專利自主實現兼容x86指令集的可能性幾乎為零。

當然也不是完全沒有曲線救國的辦法，由于歷史原因，Intel的x86架構曾經授權給AMD和威盛。而中國的企業天津海光（背后是曙光和中科院計算所）和上海兆豐（背后是上海市國資委）前幾年通過合資的方法已經分別從AMD和威盛拿到了x86架構的專利授權。

但需要注意的是，我們拿到的是「專利授權」而非「結構授權」。專利授權指的是由廠商（例如：AMD）像ARM公司那樣提供封裝好的IP核（分為軟核和硬核）以及相應的文檔，但是設計不可修改，也不公開設計細節；而結構授權指的是x86指令集授權，這種授權并不涉及專利，購買授權后需要自主設計IP核。

顯然，「專利授權」就像是買了半成品以后再加工一下就能變成了一道菜，而「結構授權」提供的是基礎的原材料，需要重頭設計和加工之后才能形成產品。從開發的角度來講，通過「結構授權」研發出來的CPU難度更大，但同時也更自主。

而「專利授權」的模式雖然可以讓我們以最快的方法造出國產x86 CPU，但是在安全上卻留有隱患。CPU是否安全微結構是關鍵，以海光為例，使用的是AMD最新的Zen結構，性能上非常強勁，然而Zen畢竟是AMD設計的。考慮到美國科技公司向來有配合美國政府情報部門的慣例，并且相關單位之前也已經證實國外的x86 CPU存在「冗余」模塊，從國家安全的角度無法保證完全的“自主”和“可控”。

而從另外一個角度來看，x86陣營以外的「結構授權」的模式也面臨著不小的挑戰。中國完全自主研發的「龍芯」采用的就是MIPS結構授權的路線，優點是CPU完全自主開發，性能也達到了「良好」的水平，在軍工和一些關鍵領域可以不用受制于人；但缺點也很明顯，由于不兼容x86指令集，不被Windows支持，很難像Intel的通用型CPU一樣被大規模商用。

最后說一下展望，目前基于x86「專利授權」的CPU研發線路雖然目前不能做到100%自主可控，但是當年我們的高鐵也是這么發展起來的，通過技術引進、消化吸收、再創新最后做到了世界第一。

而基于MIPS「結構授權」的發展模式，CPU硬件的問題已經解決了很多，現在需要的是類似于Windows和Mac OS這樣成熟的操作系統進行支持才能形成生態。

前幾年說中國「缺芯少魂」，其實CPU和操作系統一直都應該是相輔相成的，龍芯在過去的這些年已經做了許多的工作，而在操作系統上國人依然需要努力。