兆芯LOGO

❶ 国产CPU和国产操作系统大揭底：究竟都有啥

近日，龙芯在北京开了一场盛大的发布会，并声称和Intel最强技术只有30％的差距。因为从某个角度上看，龙芯更是一个自主设计的产品，作为一个中国人是应该感到兴奋的。但龙芯的发布会又让我们对国产CPU的真实状况和搭配的国产操作系统倍加关注，于是我们在知乎上找到了一篇对比较好的揭底文章：
先不谈制造，直说设计，打着国产旗号的CPU有很多，可以分为以下几个类型：
1． 龙芯这种从下到上都是自主设计，指令集虽然是模仿的，但也勉强算是自主的，现代CPU架构下指令集的差异性已经不大了。
2． 用开源的硬件方案的，代表类型有SPARC架构下的一些CPU，比如神舟飞船上用的就是这类，拿别人开源的东西改改就可以用了。
3． 直接买别人的硬件方案，这了指的是买了全套东西的那种，代表类型有alpha架构，也就是申威系列，太湖之光用的。
4． 拿别人的授权，然后生产CPU的，代表类型是华为海思这种，拿到ARM的授权，然后重新设计的，虽然ARM会提供公版，但像拿来直接用还是有点难度的。
5． 破解、抄袭、打磨别人家的CPU的，有一些研究所在做。
哪个是国产CPU的最好选择？
龙芯这种其实意义是最大的，基本上把CPU设计中所有的水都试过，虽然也出过能跑Linux的桌面版本，但整体技术来说有点落后，并且市场前景也不乐观，MIPS自己都快死了。
龙芯肯定会活着，至少作为国家战略的技术储备，也会有人让它活着，但活的好不好就难说了。玩硬件太烧钱了，看Intel挣的多，烧的钱更多。
SPARC和alpha其实在实际中差不多，一种是开源的，另一种是整体买过来的。问题在于，不管是开源还是买的，基本上搞不到太好的东西，虽然申威拿到的超算的第一，但申威自身的问题很多，比如内存设计就很弱，适合做并行计算，但不适合民用。
当年太湖之光拿下超算第一的时候，很多人觉得国产CPU成气候了，其实不是那么一回事，民用领域对单核性能要求很高的，申威的单核可能还不如龙芯（没研究过具体数据，可能有偏差），申威的优势在于浮点性能强悍，但普通用户要那么强的浮点性能干嘛？
SPARC多用在航天领域，欧洲人一直在用，我们在后面跟着学（之前写的有误，老美用的是PPC，欧洲人用SPARC），我们自己造的SPARC整体上还是有一定的差距，如果只是使用的话，已经足够了。
再次强调，这两类不太适合民用。
第四类就是拿授权，自己设计Soc之类的，这类包含很多，广义一点来说，兆芯（x86）、飞腾（ARM）、海思（ARM）、展讯（ARM）等等，好像PPC指令集在国内也有拿到授权的。龙芯拿到MIPS授权以后，其实也可以归到这类，但毕竟龙芯早期确实是全自主设计，只不过是“兼容”MIPS指令，而且龙芯发布的年代国内缺人缺钱，条件要困难的多。
狭义的看，像兆芯这种其实不算，因为没有什么自主性可言，其实就是VIA，但要是哪天VIA卖给国内也许不是什么坏事，起码可以合法生产x86的CPU了（评论里说最新的兆芯已经重新设计IP了，如果这样就跟海思之类的差不多）。
拿到的授权不同，自主的程度也不一样，有些可以做深度定制，有些就只能简单改改，因为这类厂商实在是太多了，我了解的不全，不好一一评价。但我个人认为，从商业化的角度上看，这条路是最好走的。兼容性上没有门槛，前期不需要烧特别多的钱（但也不少），对于商业化来说相对比较容易。
最后一类是拿别人的片子搞破解抄袭之类的，基本没有什么市场可言，要么是打着科研的旗号，要么打着国防的旗号，要么就是纯粹骗钱，当然可能两三种情况并存的也有。还有，特别注意区别一下龙芯是自己做出来的，汉芯是靠打磨骗钱的，两个不是一回事。
以上都是CPU设计方面的。
关于制造方面
生产方面，国内芯片工艺相对落后，光刻机被卡着脖子，高端的芯片生产不了。这里的芯片类型包括但不限于CPU、内存、Flash存储等，低端的可以做一些，高端的基本没戏。设计CPU已经很烧钱了，造CPU就更烧钱，这方面除了收购别人已经没有捷径可言，可是稍微好点的又限制中国收购（镁光），龙芯过去都是委托别人制造的。
光刻机虽然是别人不卖（编者按：据ASML相关人透露，现在是已经取消这个限制了），但主要原因还是工业积累的时间不够长。从科技树的角度上看，光刻机依赖于高精度机床、高精度光学设备（镜片），这些东西国产的都不行，说到尼康，都知道是做单反的，其实尼康还做光刻机，而国内就没有这样的企业，所以国产光刻机的路还很漫长。
国产操作系统的“烂账”
说的到国产操作系统，这个话题就太大了，因为广义上说国产操作系统太多了。大致分这么几类：
1． 全自主设计的；
2． 拿开源的改的；
3． 合法的拿闭源的改的；
4． 不合法的。
以上所有大类又可以细分为民用市场和专用领域两大块，其中2、3条又分为改logo改皮肤的，以及深度定制的。
软件不像硬件那么好界定，毕竟指令集什么的，是一下就能看出来的，软件想要搞清楚究竟是借鉴还是抄袭还是原创，有一定难度。
下面挨个细说一下：
全自主设计的，这个怎么说呢，要说多，也非常多，一个计算机专业的本科生或者研究生，水平高的就能自己搞一个简单的内核，16位的、32位的、64位的，基于SMP／SMT的，甚至带虚拟化的，我自己都写过类似的东西。难度一点也不高，但操作系统重要的是生态，这方面全自主设计的国产系统基本上是零。
全自主设计的国产系统，一般都在专用领域，总之民用的不多见，比如嵌入式的DJYOS（我不是太了解，只是听说）等等。
拿开源的改的，是国产系统里最常见的方式，因为这样可以避免生态系统的困局，但也很容易招骂，比如过去的麒麟、红旗之类的。基本上都是改Linux，或者BSD系列。这里也有一些深度定制的，比如deepin之类的。
安卓家族从广义上说也是这类，几家手机厂商都在搞，另外像阿里云之类的也属于类Linux系统。
普通用户接触的“国产”操作系统，大部分属于拿开源的改的这一类。同时，在超算、嵌入式领域，这种思路也行得通。
合法拿闭源的改的，这类里也有不少，只不过很多人不了解。跟硬件一样，软件一样可以拿到完整的授权（源码级），然后就可以自己DIY了，只不过要掏很多钱，代表类型是VxWorks这类，在嵌入式里很常见。我在上家公司做交换机的时候，OS的核心也是买的。
还有一类是不合法的，但这种却没人管，因为管不了，主要集中在国防，航天军工这类行业里。前面我已经说了，国内喜欢抄老美的方案，不管硬件还是软件，硬件的CPU抄完，操作系统也跟着抄，但因为不敢明面上直接抄，只好打着兼容XXX系统这种旗号了，究竟这类系统是全自主的还是全抄袭的还是混合的，我也搞不清楚，民用领域很难接触到，不做评价。
就出路而言，2、3、4其实差不多，论自主可控程度，基本上都是一致的（都有源码）。别觉得抄的东西不一定就好，其实抄别人的，本身也不那么容易，抄好了反过来把对方吞并，也不是不可能。
有些领域因为要紧跟着老美的步伐，不得不采用抄袭的方式，这其实是一种省钱办事的好方法，自己去试水需要付出的时间和金钱的代价都太大，本来我们就落后，再挨个试水，差距只会越来越大。
有人会说源码不是中国人写的，不安全。我想说的是：源码都给你了你还觉得不安全，那什么是安全？中国人自己写的就安全无bug？简直是笑话。是从头写一个操作系统更容易更稳定，还是拿现有的源码研究更容易更稳定？
至于民用系统，走Linux的路子其实也没什么问题，将来国内企业有钱了，保留Linux上层API，把内核换了就完事了，况且Linux社区里华人的贡献也不少呢。Linux是属于全世界的。
同时，也别把国产系统想的多么重要，从科技树的角度上看，国产系统依赖国产硬件，国产硬件依赖国产工业设备（机床、光刻），先把依赖性搞清楚了再看看哪个才是最重要的。真有一天美国对中国搞技术封锁了，最大的问题是芯片，而不是什么操作系统之类的东西。
而且建立一个完善的生态系统需要很多很多钱，可能是几倍十几倍三峡工程、京沪高铁的钱，国内缺钱的地方很多，搞IT的千万别觉得自己是个程序员，国内的所有资源都应该投放到软件行业。代码不能当饭吃，代码不能当水喝，代码也不能给谁生孩子。