全球CPU发展状况与中国发展前景2002

全球CPU发展状况与中国发展前景

作者：邓中翰 文章来源：巨潮资讯网(www.cninfo.com.cn) 时间：2002-12-05 【大 中 小】 CPU现状：全球与中国

近两三年来，全球半导体工业年销售额徘徊在1.1至1.6万亿人民币之间。这些金额分布在计算机、通讯、消费类及军用等产品类别中。而CPU在上述四大类别产品中，扮演了一个举足轻重的角色。大大小小，林林总总的CPU被应用到从电子表到航天飞机等各式各样的系统产品中。

CPU三大分类

若从功能粗分，CPU可以被分为通用型CPU、嵌入式CPU与专用型CPU三类。

通用型CPU

通用型CPU是指用于PC的X86系列（Intel）等，及最尖端用于工作站、伺服器的UltraSparc（SUN Microsystem），

Alpha （DEC），Itanium（HP＋Intel）系列等。这些CPU通常采用32位或64位指令，由宠大的研发团队（500人至2000人）设计，采用了全球最尖端的微处理器体系结构与电路设计技术，使用最先进的半导体工艺（如0.13微米－0.18微米）制成，工作时钟频率可达1GHZ－2GHZ。售价在几百美元至几千美元之间。它们有着最流行的操作系统（如Windows，Unix等）作支持，有着最多的程序员为此开发应用程序，也有着全球最多的使用者。

嵌入式CPU

嵌入式CPU是指那些用于非计算机类产品（如通讯产品，消费类产品及军用产品）的CPU。它们以独立集成电路芯片的形式存在，或作为内核被集成到系统级芯片（SOC）中。与通用型CPU相比，它们并非追求最高的性能，而是“够用就行”。它们通常使用主流的半导体工艺（如0.25微米－0.5微米）制成。指令在4位到64位之间，工作时钟频率在几KHZ到几百MHZ之间，而售价在几十美分到几百美元之间。这类CPU所含盖的范围非常之广，如广泛用于工业控制家用电路的Z80，8051，6502等；用于手机的ARM等；用于游戏机的MIPS等；都是其典型代表。使用这类CPU的嵌入式系统有可能需要开发自己的操作系统，也可以使用现有的操作

系统（如WinCE、Linux、PalmOS、VxWorks等）作移植，或是根本不需要操作系统。这类CPU通常采用传统的指令集。新产品一般是仅在性能，功耗与成本上超越同型旧产品。

专用型CPU

专用型CPU是指那些为了某种特定的应用而设计的并为这些特殊应用而将内部体系结构与指令集作了专门优化的CPU，如用于多媒体应用的媒体CPU（Media Processor）用于路由器等网络通讯产品的网络CPU（Network Processor或称NPU），及用于网络安全保障，数据加密解密的安防CPU（Security CPU）等。这类CPU的特点是历史短，发展快，变化多，受专利保护、操作系统的限制少。其技术层次属于中高档，并非尖端，可用主流半导体工艺制成。售价通常在几百美元。时钟频率为几百MHZ。

CPU已发展成为全球信息产业的支柱及核心中国CPU的发展

尚处于起步阶段

众所周知，中国半导体工业落后国际水平甚远，但随着近几年国家对集成电路产业的进一步推动，国内同仁也取得

了可喜可贺的成果。如几家企业与科研机构研制成的32位RISC CPU，时钟频率可达200－266MHZ。但与世界先进水平相比，我们的差距仍是非常大的。

CPU技术难关三大堡垒

不少国内与国外的IC设计公司对CPU都有一种“可欲而又不可求”的感觉。确实要进入这个领域，困难重重。在我们面前，有三大堡垒。一是设计技术堡垒；二是工艺技术堡垒；三是专利保护堡垒。

设计技术堡垒

设计技术堡垒有微处理器体系结构与设计方法两方面。体系结构方面是指诸如指令集从CISC（复杂指令集）、RISC（精简指令集）、SIMD（单指令多数据）、VLIW（长指令字）到DVAITA（动态可变指令集），内核管道线从3级到20多级，线程从单线程（Single Issue）、多线程（Multiple Issue）到超线程（Hyper－Threading），还有快速缓存（Cache），内存管理，指令预测，能耗控制，方方面面，等等等等。在我们面前有许多技术难关，我们始终没有跟上技术潮流的头一拨儿，更谈不上创新突破，领导潮流。