【行业研究报告】信息技术-计算机行业“构筑中国科技基石”系列报告19:CPU:研究框架

类型: 行业专题

机构: 中信证券

发表时间: 2022-08-12 00:00:00

更新时间: 2022-08-12 09:11:08

CPU性能取决于IPC(每时钟周期执行指令数)、主频等关键因素,其中微架构是影响IPC的核心点。我们认为微架构、制程、
核数/线程、互联、主频等参数/维度对CPU的性能影响较大,其中微架构的先进性是CPU性能领先的前提,其前端、执行引擎、
核数/线程、互联、主频等参数/维度对CPU的性能影响较大,其中微架构的先进性是CPU性能领先的前提,其前端、执行引擎、
载入/存储等关键单元的设计,向着“更深、更宽、更智能”等目标优化迭代,推动了CPU整体性能的持续升级。根据应用场景
来划分,通常服务器CPU需要高性能,多核多路高可靠、大内存、大IO带宽;PC需要性能功耗平衡、IO接口齐全;移动端要
求低功耗、高能效;嵌入式要求超低功耗、超低成本等。
生态:指令集是软件运行的基石,X86生态强,ARM/MIPS/RISC-V逐步追赶。指令集可分为精简指令集CISC(X86)和复杂指令
集RISC(ARM/MIPS/RSIC-V)。早期指令集的特性决定了其擅长领域,X86在PC和服务器端/ARM系在移动端建立起强大的生
态壁垒。如今CISC和RISC正逐步走向融合,性能差距逐渐缩小,ARM正切入PC和服务器市场,RISC-V切入边缘计算市场。
海外复盘:AMD与Intel性能博弈贯穿发展史始终,架构创新升级和制造等环节产业开放成为行业竞争的致胜法宝
Intel在奔腾、酷睿架构时代持续引领,近年AMD凭借速龙、锐龙时代架构的先进性强势崛起。ICInsights数据显示,2021年全
球计算机CPU市场规模约350亿美元,Intel和AMD的市场份额约为7:3。Intel凭借自身性能的领先性始终占有CPU领域超50%的
市场份额,在奔腾、酷睿时代更是全面领先,AMD也两度凭借速龙、锐龙的优异架构完成性能反超,实强势崛起。
Intel/AMD长期在架构和制程方面竞争博弈,架构创新升级和制造等环节产业开放是AMD性能领先的法宝。同为x86生态下,
性能的比拼推动Intel和AMD在长达50年的竞争中持续升级。未来,AMD有望凭借Zen架构的锐龙系列产品以制程领先、快速架
构迭代、性价比优势进一步打开市场空间。而Intel近年虽在制程工艺迭代方面遭遇障碍,但有望凭借IDM2.0战略加速推动产业
开放、架构快速迭代,以期重返巅峰。