一直以來，中國在晶片上大量依賴進口，而且購買晶片的費用已經超過石油的費用，而且在CPU上美國有Intel、AMD、IBM。在GPU上美國也有英偉達、AMD，在DSP上有德州儀器。在FPGA上有賽靈思和阿爾特拉......可以說在各種晶片上美國處於絕對優勢，那麼中國的CPU和美國相差到底有多大呢？

在桌面晶片上，龍芯和飛騰目前最好的桌面四核晶片的單線程定點測試成績大約為Intel I5 4460的三分之一，雖然和Intel的差距依舊比較大，但目前龍芯和飛騰還沒有大型遊戲等對CPU性能要求較高的軟體應用，現在的性能對於絕大多數應用來說都是夠用的，特別是對黨政軍辦公電腦和一體機，龍芯3A3000和飛騰1500A的性能已經屬於性能過剩了，只要軟體跟得上，在黨政軍領域能替換Intel的CPU。

在伺服器CPU上，飛騰2000雖然在單線程性能上和Intel有一定差距，但其全晶片性能頗為不俗，能與Intel Xeon E5-2695v3相當，已經是全球全晶片性能最強的ARM伺服器CPU，如果ARM等國外廠商能完善其伺服器CPU的軟體生態，飛騰則有可能借著ARM的生態一飛沖天。

在超算晶片上，申威26010完全可以和Intel最好的加速器KNL硬碰硬的較量。

今天，我們重點探討另一個領域，宇航級CPU。宇航級CPU構成了人造衛星的大腦，為了能在星際空間這樣的惡劣條件下工作，不僅要應對極端苛刻的高溫和低溫，還要能應對無處不在的宇宙輻射。對於應對高溫和低溫，主要是將電路的時序冗餘加大，並降低功耗。有人說，抗輻射技術不就是給晶片加一個抗輻射封裝麼？這有什麼難的。其實封裝對晶片的保護是有限的，高能粒子流可以打穿晶片的封裝材料，進入晶片內部對晶片造成破壞。抗輻射加固主要有設計和工藝兩種加固技術，或者根據需要組合使用這兩種技術。

從廣義上講，抗輻射加固設計包括材料設計、系統設計、結構設計、電路設計、器件設計、封裝設計、軟體設計等。從狹義上講，一般是指採用電路設計和版圖設計減輕電離輻射破壞的方法。工藝加固是用特殊的工藝進行抗輻射加固的技術。工藝步驟可以是製造商或軍方專有的，也可以是以加固為目的將特殊的工藝步驟加入到標準製造商的晶圓製造工藝中去。抗輻射加固工藝技術具有高度的專業化屬性和很高的複雜性。

在很長一段時間，中國的星載計算機處理器大多依賴進口，國產的人造衛星也大多使用進口CPU。而美國為首的西方國家嚴格限制高性能的宇航級和軍品級CPU的出口，使我國星載計算機的研製受到很大的限制。在十多年前，就有美籍華裔學者因購買了幾十片軍品級Intel 486 CPU並出售給中國，被美國司法機關和國防部犯罪調查局調查指控的案例。

在為數不多的軍品級、宇航級國產CPU中，其實大多也是對國外產品的逆向工程，比如應用於航天的386EX，以及被應用于軍用電子設備的486DX、ARM7，還有由國內某些單位仿製過PowerPC603e和SM1750、SM1753、SM1754，國產版的P1750還曾被用於遙感一號、風雲三號、試驗四號等衛星。某所還有基於SPARC開原始碼修改設計的BM3802RH和BM3803MGRH。但這些仿製或基於開原始碼修改設計的國產CPU，大多存在性能偏低的問題，P1750、386EX 、486DX、ARM7性能都低於50MIPS，BM3802RH、PowerPC603e雖然超過了100MIPS，已經強於RAD6000，與歐洲的LEON不相上下，但和美國的RAD750相比還有不小的差距——RAD750的計算性能達240—400MIPS。

2015年發射的北斗雙星實現了100%採用國產CPU，在北斗雙星上搭載了龍芯1E和龍芯1F，負責進行常規運算，數據採集、開關控制、通訊等處理功能。龍芯1E和龍芯1F是國內極少數自主設計的宇航級CPU，和RAD750源於成熟的商業產品PowerPC 750一樣，龍芯1E和龍芯1F也是源於比較成熟的技術，微結構為GS232，於2006年開始設計， GS232的IP授權在去年就出售了三百多萬套，採用GS232的CPU龍芯也已經出售了數百萬片。龍芯1E和龍芯1F的性能指標為200MIPS，雖然和美國RAD750依舊有差距，但在性能上已經強於西方願意公開賣給中國的宇航級CPU了。更可貴的是，龍芯1E和龍芯1F的售價僅為幾萬元一片，而西方願意出售給中國的宇航級晶片中，像性能為100MIPS的美國ATMELAT697要20萬到30萬一片，性能更好價格高達上百萬元一片。

目前，龍芯1E已經實現對美國進口的ATMELAT697的替換，正在研發基於GS232e的下一代宇航級CPU，性能將到達400MIPS，該工作一旦完成，則能打破西方國家在高端宇航級晶片上的壟斷。

文章來源: https://www.twgreatdaily.com/cat37/node1370136

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