核心观点 - 处理器芯片发展呈现“自研-放弃自研-自研”的螺旋式道路，近5年整机和平台厂商重新加入自研芯片战争，趋势是从以CPU为中心的同构计算转向CPU联合xPU的异构计算 [4][5] - 未来五年至十年，国产算力芯片的突破口在于指令系统结构的统一，建议将RISC-V作为统一指令系统，所有CPU/GPU/xPU基于RISC-V及其扩展开发，以扩大规模效应并高效利用研发资源 [5] - 架构创新难敌经济规律，指令集架构从几十款快速收敛至少数几款，x86和ARM占据主导地位是市场洗牌的结果，其成功关键在于庞大的软硬件生态系统和规模经济效应 [10][11][13] 计算模式与指令集架构演变 - 计算机经历八十多年历史，计算模式从早期集中式处理演变为分布式，再进化为集中式云中心和泛在分布智能终端构成的复杂体系 [9] - 当前核心CPU以两种主导指令集为代表：PC和服务器领域是x86架构，智能手机领域是ARM架构 [9] - x86战胜RISC架构靠的是不断向高端RISC学习并根据新应用需求增加指令子集，PC与服务器CPU同为x86架构使芯片出货量大，分摊了服务器CPU研发成本 [11] - RISC CPU失意表面原因是巨额软硬件投入成本，根源是无法颠覆已有软硬件生态系统 [11] 架构创新与生态挑战 - 进入纳米工艺后摩尔定律逐渐失效，晶体管开关速度放缓，业界依赖增加晶体管数量提升性能，基本思路是并行计算 [14] - 计算机体系结构分为激进结构、保守结构和折中结构三种类型，高端CPU常采用激进结构但导致硬件复杂、正确性难验证 [14][15] - 众核结构xPU芯片匹配图像处理、神经网络等并行计算特点，但其大规模应用首先要解决生态系统问题 [15][17] - 2009至2018年企业软件市场中，x86软件市场份额持续上升，2018年全球投入x86软件开发费用高达600亿美元，远超同期服务器硬件800亿美元总收入 [19] - 软件开发费用远高于硬件，新处理器架构难以获得配套软件投资，预计未来很长时间服务器市场x86 CPU仍居主导地位 [19][20] RISC-V发展现状与挑战 - RISC-V应用较多且相对成功的场景是软件简单的嵌入式领域，如微控制器和存储类产品，但物联网需求碎片化导致定制芯片失去规模效应 [21] - RISC-V硬件生态不成熟，缺乏有竞争优势的高性价比处理器核种类和支持多核互连的高性能片上网络 [21] - RISC-V进入以计算机为代表的通用平台还有旷日持久的路程，主要障碍在于软件生态不成熟 [24] - 基于RISC-V指令集扩展支持AI子指令集和后量子密码等创新案例显示其技术可行性，如Tenstorrent等企业开发了基于RISC-V的AI加速计算方案 [30] 自研芯片趋势与统一指令集路径 - 系统和平台厂商重新研发计算芯片，云厂商自研芯片模式可行因盈利基础在增值服务而非硬件，且掌控全栈软硬件使生态移植困难较小 [25] - 苹果公司实现核心产品线处理器全线自研，成功关键在于自研系统软件配合形成优化用户体验，而非单纯芯片自研 [26][27] - 软件定义一切包括成败，指令系统越多软件生态投入越大，当前领域专用架构和其他xPU研发领域出现软件掉队现象 [28][29] - 体系结构创新未必需要新架构，可在现有指令系统框架内实现，统一基于RISC-V指令集开发可避免重复劳动和研发资源浪费 [30]