半导体行业深度报告：CPU研究框架.pdf

上传者：y****
时间：2022/08/12
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半导体行业深度报告：CPU研究框架。核心结论：CPU的核心竞争力在于微架构等因素决定的性能先进性和生态丰富性。国内CPU厂商分别以X86/MIPS/ARM 等指令集为起点，大力投入研发保持架构先进，推动产业开放构建自主生态，加速追赶全球头部企业。国产化需求持续释放，以党政/行业为代表的信息技术创新加速落地，国产CPU迎来发展黄金期。看好国产CPU龙头的发展与投资机遇。

理解CPU的核心在于性能和生态，性能决定是否“能用”，生态决定进入壁垒

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、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。IC Insights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IDM 2.0战略加速推动产业开放、架构快速迭代，以期重返巅峰。