以互联网服务器为切入点实现国产通用CPU的突破

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智囊团观点

霍玉涛

信息和通信技术的深度融合以及云计算/大数据和sdn/nfv的快速发展，正在推动计算体系结构、网络体系结构和存储体系结构向通用化方向发展。这对互联网服务器cpu提出了全新的规格要求，同时也为中国cpu行业的发展带来了新一轮的黄金发展机遇。本文认为，中国应以互联网服务器cpu为切入点，实现高端服务器和通用cpu领域的安全自主发展。

未来五年将是互联网服务器cpu发展的黄金窗口

云计算推动了计算架构向通用服务器的演变。云计算模式正在重建信息技术产业链，推动服务器从传统小型机向通用服务器的演进。同时，云计算所需的互联网服务器主要集中在低功耗、低成本的大规模部署上，而单个cpu和单个服务器的处理能力远远低于传统的通用服务器。arm架构服务器芯片以其低功耗、低指令复杂度和低开发成本的优势逐渐受到关注。最近，高通和amd都推出了基于arm架构的服务器芯片，惠普也开始在其最新的服务器中使用arm架构芯片。

Sdn和nfv推动了网络架构向通用服务器的演进。Sdn和nfv技术使网络设备不再依赖于特殊的硬件，能够基于通用服务器实现资源的灵活共享、新服务的快速开发和部署，解决云、管理和终端的协同组网能力，逐渐成为云计算数据中心应用的首选。目前，越来越多的企业正在围绕sdn/nfv积极部署。例如，思科和英特尔联合开发了基于x86通用服务器的sdn/nfv解决方案，高通和其他企业开发了基于arm架构的互联网服务器芯片，以打破英特尔的垄断。

互联网应用推动了中央处理器向异构和定制的演变。随着移动互联网的快速发展，互联网企业对搜索、数据分析和计算等单一应用的处理需求快速增长，导致服务器cpu芯片的定制需求。互联网公司使用独立设计或深度定制的cpu芯片来提高特殊应用的cpu处理能力，降低服务器的功耗水平，降低硬件运行成本。谷歌、facebook、亚马逊等公司加大了对服务器芯片研发的投入，而英特尔则积极调整战略，根据各互联网公司的需求提供定制服务。

人工智能和类似大脑的计算促进了计算和存储的深度集成。在处理神经网络和人工智能等新应用时，传统的中央处理器面临着效率低、存储带宽和容量有限等瓶颈。例如，谷歌大脑需要16，000个cpu内核运行7天来完成猫脸的无监督学习。将深度学习处理器集成到互联网服务器中，通过计算和存储的深度集成，实现对海量数据的计算、分析、传输和存储，已经成为人工智能和类脑计算等新应用的迫切需求。

中国有发展网络服务器cpu的良好基础

空房市需求大。国内互联网行业的快速发展导致了大量数据中心的建设，中国正成为全球互联网服务器需求增长最快的地区。据idc统计，2015年，中国发运了211万台服务器，占全球总量的20%，同比增长率为18.8%。其中，阿里巴巴的购买量与巴西相似，腾讯的购买量超过韩国，百度的购买量相当于新西兰。除互联网领域外，政府机构和重点行业的服务器市场需求也同步增长，未来五年复合增长率预计将超过10%。

强大的工业基础。2015年，中国网络经济的收入规模首次超过1.1万亿元。与此同时，中国已经占据了全球互联网企业前10名的4个席位，即阿里、腾讯、百度和京东，还有12家企业进入了中国互联网企业前30名。根据各企业2015年年报，腾讯营业收入为1028.63亿元，同比增长30%；阿里巴巴的营业收入为1011.4亿元，同比增长33%；百度的营业收入为666.8亿元，同比增长35.3%。中国各大互联网公司正处于快速发展时期，拥有良好的产业基础。

技术基础优势明显。从生态和技术角度来看，互联网服务器cpu产品技术与移动智能终端cpu具有高度的重叠性和可重用性。目前，中国凭借其市场优势，已经形成了在手机领域领先的海力士、紫光展锐等企业，可以在开放的市场中与国外巨头积极竞争。同时，积累了一批高端技术人才和自主知识产权，具备开发互联网服务器cpu的技术基础。

生态基础基本完善。服务器cpu行业生态链较短，其操作系统和应用程序的需求和种类相对较少，相对容易实施。中国在互联网领域已经形成了一个相对完整的产业生态系统。与此同时，谷歌、脸书和亚马逊等互联网公司也用事实证明，互联网公司可以控制从芯片设计、制造、包装和测试到软件和中间件的所有环节，并获得更多发言权。

衡量建议

抓住ict产业融合的机遇，以互联网服务器的cpu为切入点。首先，制定提高国家cpu设计和制造能力的路线图，并进行长期持续投资。一是围绕互联网数据中心核心需求，出台鼓励和支持政策，大力推动中国互联网服务器cpu产业发展。第二，充分发挥大市场优势，推动中国企业获得国际主流cpu架构授权。第三，鼓励互联网企业、网络通信企业和服务器整机企业开发自己的芯片，首先在服务器领域实现安全性和可控性，然后逐步实现自主可控性。

探索协同创新发展模式，构建独立的服务器cpu产业生态系统。一是加强企业在芯片、整机、软件、操作系统、应用等环节的沟通与合作，建立服务器cpu芯片联盟，探索领跑模式，共同攻克关键核心技术。第二，以国家主导的方式建设与cpu相关的基础设施，包括设计工具、仿真平台、专用cpu生产线、封装和测试平台等。，为cpu设计验证提供持续的全局支持。第三，围绕“开源社区战略”，大力推进支撑产业生态环境建设，加强国内基础软件和服务器cpu硬件平台的协调发展，构建完整的服务器cpu独立产业生态系统。

加强知识产权布局和前瞻性基础研究，努力实现可持续发展。一是建立国家中央处理器战略专利资源库，吸收国内企业专利，保护加入组织的国内企业专利，支持专利库积极获取国外专利。二是加强与cpu技术密切相关的配套学科建设，包括计算机体系结构、系统软件、计算机网络、微电子、材料科学、光学工程等。第三，增加对前瞻性基础研究的投资，如量子计算、人工智能和类似大脑的计算，并增加对新材料、新结构和新设备的研究。

汇聚世界各地人才，加快人才体制机制改革和人才引进。第一，完善科研人员的收入分配制度，以市场为导向的标准对各类人才进行评价和支持，将人员待遇与市场相结合，克服重对象轻人的财务管理弊端。二是要建立符合芯片领域特点的人才评价机制和人才激励机制。以实际能力为衡量标准，不仅是学历、论文或资格，还需要在人才份额、技术份额、税收等方面制定特殊政策。第三，构建全球人力资源配置能力，从全球视角选择和引进高端人才，支持企业在海外设立R&D机构，充分利用国际人力资源。(作者:工业和信息化部CCID研究所)