文/小伊评科技

　　说到CPU这个概念其实是非常大的，从个人电脑上的CPU，到移动设备上的SOC中的CPU以及一些嵌入式设备中其实都是有所谓CPU（中央处理器）这种的事物的存在的譬如电视，路由器等等，所以我们需要把CPU做一个界限，这样才可以做一个总结。

　　目前来看，我们所指的CPU一般都是指PC上的CPU以及手机上的SOC，毕竟这两种设备上的CPU也可以代表了目前民用半导体行业的最高水准，接下来我就来谈一谈我们国家目前比较知名的一些CPU设计商以及他们的产品。

　　最新商用型号：龙芯4000

　　架构：基于RISC精简指令集下的MIPS架构

　　龙芯的CPU目前主要面向服务器以及个人电脑，但是由于受到X86架构的封锁，其采用的架构是来自于RISC精简指令集下的MIPS架构（最早由斯坦福大学最早提出）是最早商用的RISC架构之一（ARM-V架构也是基于RISC精简指令集下的产物）。

　　龙芯之所以采用MIPS架构主要是因为在龙芯开始发展的2001年ARM-V架构还未出现，MIPS是当时唯一一个具备和X86一争高下的指令集架构。只不过由于后来Window+intel的组合实在太强势，Linux+MIPS组合则日趋衰败。虽然MIPS架构目前也被ARM公司的ARM-V架构击败，但是其发展前景依旧广阔，并且目前已经宣布开源不再收费，不怕被卡脖子。

　　当然了由于没有获得X86的授权，龙芯一直无法用在搭载Windows系统的设备上，所以这几年在民用市场上一直没有存在感，也在一定程度上制约了龙芯的商业发展。但是龙芯其实是国内目前最具备核心知识产权的CPU之一，在诸如一些军事，金融，教育，工业等等专业领域还是非常有活力的，这也是其他芯片做不到的，譬如核心的星载芯片。

　　架构：类Alpha架构（已过专利保护期）

　　最新商用型号：无

　　如果说龙芯还算具备一定的商用价值的话，申威所研发的处理器完完全全是为了国家战略所量身打造的产物，主要用于超级计算机领域，譬如知名的神威太湖之光超级计算机使用的就是申威的CPU打造而成。其采用的价格是Alpha架构，但是与其说是采用倒不如说是借鉴，同样也是基于RISC精简指令集下的产物。目前申威所研发的CPU没有商用的版本，具备高度自主产权，真正的国之重器，由于相对比较敏感相关信息较少所以其性能表现也无从考证。

　　最新商用型号：型号较多

　　采用架构：X86架构

　　兆芯是目前唯一一个具备X86架构授权的国内芯片设计企业（国企），主要是因为兆芯继承了威盛（VIA）跟Intel的专利交叉授权许可，从而获得了X86架构的授权（通过一系列运作得到）。此后兆芯开始研发自主的芯片，目前其所生产的X86架构的KX 6000的8核处理器在性能上已经可以达到英特尔酷睿6代I3的实力，综合表现还是非常不错的，目前也具备一定的商业化能力。但是由于威盛的x86授权于2022年4月已经到期，兆芯能不能够继续的发展下去也成疑。

　　最新商用型号：麒麟990

　　采用架构：ARM V8架构

　　华为麒麟海思应该是大家最熟悉的一个半导体企业了，旗下所生产的芯片被广泛的运用在了诸如手机，电视，路由器等等设备上，是目前非常具备活力的一家芯片研发公司，旗下芯片涉猎众多，有用在手机上的SOC譬如麒麟990 麒麟980等，也有用在电视设备上的的海思海思V811旗舰级处理器，以及用在服务器端的鲲鹏系列处理器等等。

　　目前华为海思半导体是中国在民用领域发展最好的公司没有之一，已经具备了和世界一线半导体设计企业一教高下的实力。其核心指令集架构采用的是ARM-V架构，需要定期的向ARM公司购买授权，这也是华为海思目前最大的隐患之一，因为一旦ARM不再提供授权，那么华为海思处理器的研发之路就要受到重创了，当然了这种情况发生的概率比较低。

　　最新商用型号：虎贲t310

　　采用架构：ARM V8架构

　　紫光展锐同样是一家通用芯片设计公司，主要生产的也是用于移动设备的SOC，所用架构也是ARM公司的ARM-V系列指令集架构。旗下目前最新的SOC是虎贲T310，集成一颗2.0GHz A75核心、三颗1.8GHz A55核心，并采用台积电12nm工艺制造，支持双摄和三摄拍照，综合性能略强于高通的骁龙625弱于骁龙660，综合表现还算不错。在商用领域，虎贲系列处理器被用在了诸如中兴以及LG的某些低端手机上，譬如最新发布的LG W20就搭载了紫光展锐的SC9863A这颗处理器。

　　以上就是我总结出的目前我国比较知名的半导体研发公司，其中大家可以看到华为海思是唯一的一家民营企业，同时也是商业化运营最出色的一家企业，足见华为的强悍之处。

　　另外我们也需要清醒的意识到，虽然我们国家已经具备研发芯片的实力，但是就指令集架构而言依旧严重依赖于国外的技术，要么是专利保护到期要么是开源架构，这也可以证明我们国家在基础科研领域是有所缺失的，所以也不能夜郎自大，仍需继续努力。

　　说起来国产CPU真的很多很多，并且分为很多类。

　　一、使用alpha架构的超算芯片

　　之前国内的超级计算机使用的是X86架构的intel的芯片，后来intel禁运，于是国内自研，买下了alpha架构，研发出了申威处理器。

　　申威处理器用在天河二号，太湖之光上，都成为了全球最顶尖的超级计算机，所以在超算芯片上，我们并不比其它国家的差。

　　二、使用X86架构的PC芯片

　　国内也有使用X86架构的PC芯片，一个是在兆芯，通过威盛获得了X86的授权，目前最强的是KX-6000系列，应该落后intel 3-5的样子吧。

　　另外还有海光通过AMD获得了X86的授权，生产服务器芯片，不过后来AMD取消了新的授权，目前服务器芯片的性能大约也落后3-5年吧。

　　三、使用MIPS架构的龙芯

　　龙芯大家都清楚了，使用的MIPS架构，也是PC芯片，落后intel、AMD多少呢？至少5年光景吧。

　　四、使用ARM架构的手机芯片

　　另外就是ARM架构了，这个目前有很多，华为麒麟很出名，还有紫光展锐也使用ARM架构，如果从手机芯片来看，国内的芯片性能是世界领先的，这个相信大家都清楚了，华为的芯片并不比高通的差。

　　五、使用ARM架构的PC芯片

　　这个目前主要用于服务器，像华为的鲲鹏920，还有飞腾也有ARM架构的服务器芯片，不过华为也打算用于台式机了，不过还是要服务器为主，因为ARM架构的芯片单核性能远不如X86架构的芯片，要靠多核性能追上来，而在台式或笔记本上PC上，多核性能的优势不太明显的。

　　另外，还有使用RISC-V架构的物联网芯片等，但这些就无所谓性能不性能了，因为这些对性能并不是像PC、手机、超算芯片这么重要了。

　　国产CPU其实品牌很多，远比我们普通人想象的多，可以不夸张的说，全球主流的架构我们都有对应的CPU品牌，我简单来撸一下。

　　以麒麟芯片为主的ARM架构：

　　ARM架构当前为全球各手机芯片厂商所使用的，高通、三星、苹果、联发科以及华为都是在此基础上研发而言。华为麒麟芯片的性能我觉得没必要多说吧！麒麟这些年来的发展有目共睹，麒麟990是全球首颗SoC 5G芯片，CPU的整体性能介于骁龙855和865之间。

　　除了海思麒麟之外，国内基于ARM架构研发CPU的还有飞腾、展讯，也包括台湾省的联发科。

　　通用CPU龙芯基于MIPS指令

　　目前我国研发的龙芯是通用CPU，也就是说可以使用于普通电脑之上，目前国内有采用龙芯的笔记本和台式电脑。

　　龙芯主要是基于MIPS指令集，买下了这套指令集的永久授权，同时在这个基础上又进行了自主扩充，现在对外称为LoongISA指令系统。

　　2022年底时龙芯推出了最新的CPU，也就是3A4000/3B4000，这款处理器为4核，主频为2.0GHz，28nm制造工艺，支持MIPS64指令集，并自此那个扩充了1000多条指令。根据当前的性能测试情况来看，这款新CPU已经等同于AMD挖掘机(Excavator)架构CPU。

　　X86架构国内主要是兆芯和海光

　　国内还有使用x86架构的CPU厂商，这一架构也就是大家熟悉的Intel、AMD芯片的架构。兆芯的架构基础来源于当年的VIA（也就是威盛），而海光的则主要是当年和AMD的合作，当时授权了Zen处理器。

　　兆芯在2022年时发布了KX-6000这款最新的处理器，8内核最高主频为3.0GHz，支持DDR4双通道内存（最高64GB），使用16nm工艺。根据公布的SPEC2006跑分数成绩为29.2，这一成绩相当于酷睿i3-2100T。

　　海光的授权来至于AMD，当年两家合作的原因是AMD当时连年亏损穷困潦倒，最后卖授权给中科曙光并成立对应的合资公司用于生产和设计基于AMD Zen架构的CPU。2022年时海光曾推出最新的处理器，性能相当于AMD 8核EPYC处理器。但是目前美国已经将中科曙光列入实体清单，现阶段无法再继续购买x86架构，也无法生产对应CPU了。

　　使用Alpha指令集的申威

　　申威也是我国的CPU研发厂商，他和其他厂商不同的是使用了Alpha这个指令集，该架构最早来源于美国DEC公司，后续不断被转手，最终停顿于惠普手中。目前Alpha指令集全球范围内仅有申威在使用，在这个基础上申威搞出了不小的动静。2022年时候申威发布了超算太湖之光，当年取代已获得六连冠的“天河二号”登上超算TOP500榜首。

　　Lscssh科技官观点：

　　上述没提到了还有一个指令集也就是Power架构，这个指令集2022年时IBM正式对外开源了，未来可能会利好国内企业，这块主要是中晟宏芯在进行对应的研发，只是从当前来看并不是很顺利。综合来说，全球范围内主流的CPU指令集在我国均有对应的CPU研发厂商，当然就性能而言除了麒麟之外，剩下的和国外厂商都还有差距，但个人认为追赶上只是时间问题。

　　刚好在头条号写了一篇关于自主芯片设计的图文，特来答一发。废话不多说，直奔主题。从技术来源看，国产CPU可分为5大阵营：

　　MIPS阵营，代表龙芯，2009年购买了MIPS指令集永久授权；

　　ARM阵营，代表有飞腾、海思麒麟、展讯（2022年被紫光购并后，从纳斯达克退市，现名为紫光展锐），购买ARM的IP核；

　　IBM Power阵营，代表有宏芯；

　　X86阵营，代表兆芯（VIA授权）、海光（AMD授权架构）；

　　DEC公司（2001年已被惠普康柏合并），代表申威处理器（购买Alpha架构）。

　　可以看出，目前国产CPU的微架构（Microarchitecture，有时简称架构，但和“指令集架构”的概念是两码事）和指令集都购买自美国公司。这个没什么好难为情的，电脑、互联网、操作系统都是美国企业发明，他们的产品已经成为全球市场标准，后来者要进入这个市场，只能通过购买。

　　但重要的不是购买，而是买到之后能否做二次开发迭代，国内CPU在这方面差距就比较大了。

　　宏芯、兆芯和海光的处理器由于分别购买IBM、VIA和AMD的微架构（Microarchitecture），相当于公版，缺少自主设计能力，而且IBM和AMD在中国有各自的市场，因此不会售卖最先进的微架构，说难听点，无非是丢几块骨头让它们和龙芯竞争。

　　由于X86架构不开放、指令集不开放，所以海光处理器未来发展空间不大，能走多远、走多久，看AMD心情。现在有媒体乱捧海光（如下图），指令集和架构都拽在英特尔、AMD手中的处理器，居然要担当自主芯片大任，开玩笑吧？

　　龙芯的处理器性能不是最强的，大概落后AMD两到三代，但由于在2009年购买了MIPS架构的永久授权，可以自行迭代开发，同时指令集可以自行扩展，前景不错，但问题在于要自建从处理器、操作系统、应用软件等生态圈，相当于一家要干英特尔、微软和几千家应用软件开发商的活，因此出头的日子还比较长。

　　现在龙芯的产品主要进入嵌入式领域，进入电脑市场只是一种尝试，最新的龙芯3A/3B4000处理器采用28nm FDSOI工艺，支持DDR4内存，微架构为GS464V核心，相比前一代的GS464E微架构，整体性能将会提升一倍以上，主频也将提升至1.8GHz-2.0Ghz。只是龙芯产品没有在民用电脑市场大展拳脚，主要是性能和英特尔、AMD还有较大差距，而且操作系统只支持Linux，进一步限制了用户群体。

　　龙芯团队

　　申威处理器买的是美国DEC公司的Alpha架构，现在DEC公司已经没有了，申威等于在无主之地搞迭代开发，产品主要用在超算上，详见下图，这里不多说。

　　华为海思的芯片集成自主设计能力无疑是最强的，麒麟芯片就是明证，这个不接受反驳，但海思的短板也很明显，由于属于ARM阵营，而ARM的商业策略就是指令集封闭，IP核开放（可自由买卖，可修改），结果就是：

　　华为虽然购买了ARMv8指令集永久授权，由于自己不能扩展指令集，ARMv9指令集推出后，还得接着花钱；

　　花钱是小事，如果华为像苹果那样自行开发IP核，还得符合ARM指令集规范，否则会带来软件兼容问题；

　　如果ARM不再授权华为新的指令集，华为的IP核等于被锁死了性能提升的路劲，这是最大的短板；

　　现在，我国有1780家芯片设计公司，但离完全自主设计还有相当远的距离，努力吧！

　　目前，主要的CPU架构有四种：ARM、X86、MIPS、Power。

　　目前，在移动芯片领域，ARM架构的芯片占据了90%以上的市场份额，在服务器CPU市场上，英特尔X86处理器占据超过90%市场份额。

　　华为，2022年9月6日，华为在德国柏林和北京同时发布最新一代旗舰芯片麒麟990系列，包括麒麟990和麒麟990 5G两款芯片。

　　一份来自中国移动内部的宣传材料显示，华为麒麟芯片最新Kirin950芯片将采用台积电16nmFinFET工艺，集成的基带芯片将支持LTECat.10规范，成为后4G时代支持网速最快的手机芯片，作为对比，骁龙810目前仅支持LTECat.9，要到下一代骁龙820才能支持LTECat.10，再次实现了对高通的领先。

　　小米，自主芯片澎湃S1，这款SoC的CPU部分为四核1.4G主频的CortexA53和四核2.2G主频的CortexA53，与海思麒麟650（4核2.0GHz A53+4核1.7GHzA53）、高通骁龙616（4核1.7GHzA53+4核1.2GHzA53）、高通骁龙625（8核2.0GhzA53）属于同一个档次。不过以后不会有澎湃S2。

　　服务器芯片领域：

　　华芯通半导体由贵州省政府与美国高通于2022年创立。2022年5月27日，华芯通半导体正式发布其ARM架构服务器芯片品牌-昇龙（StarDragon）。昇龙处理器是华芯通第一代服务器芯片产品，它是兼容ARMv8架构的48核处理器芯片，采用目前国际上先进的10纳米工艺，在性能上媲美国际市场中高端服务器主流芯片产品水平。

　　2022年10月，飞腾第一款兼容ARM指令集的CPU——FT-1500A面世，成为国产CPU的代表之作。随后，飞腾又在2022年推出了FT-2000（代号为“火星”），并在2022年流片了优化升级的FT-2000+芯片，后者是飞腾目前最顶尖也是性价比最高的芯片产品，其实测性能达到了2022年Intel志强E5主流服务器芯片的水平。”

　　鲲鹏处理器是华为在2022年1月向业界发布的高性能数据中心处理器。目的在于满足数据中心的多样性计算和绿色计算需求，具有高性能，高带宽，高集成度，高效能四大特点。低功耗级鲲鹏916处理器：采用16nm工艺，支持24个内核，主频2.4GHz，功耗低至75w。

　　龙芯是中国科学院计算所主导研发的通用CPU，主要产品有龙芯1号、龙芯2号和龙芯3号。龙芯1号的频率为266MHz，最早在2002年开始使用。龙芯2号的频率最高为1GHz。龙芯3A是首款国产商用4核处理器，其工作频率为900MHz～1GHz。龙芯3A的峰值计算能力达到16GFLOPS。龙芯3B是首款国产商用8核处理器，主频达到1GHz，支持向量运算加速，峰值计算能力达到128GFLOPS，具有很高的性能功耗比。

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　　虽然我国半导体产业相对落后，高端芯片确实无法与美国相抗衡，不过好在产品线相对丰富，该有的产品种类应用具有，只是性能上还略有差距。以大家经常提到的处理器为例，无论是桌面级处理器，还是移动端的处理器均有对应的产品。

　　一起来看看都有哪些国产的处理器吧！

　　说到国产处理器，不得不提的就是中国龙芯。中国龙芯是中国科学院计算机研究所自主研发的处理，从2001年开始研发至今，总共研发了出了三代产品，最新一代的龙芯3A4000/3B4000于2022年12月24日在北京发布（28nm工艺制程，MIPS64架构）。

　　中国龙芯已经广泛的使用在金融、政企、航天等领域，2022年3月发射的北斗卫星使用的就是中国龙芯。由于生态系统以及性能方面的因素，中国龙芯暂未进行民用。

　　平头哥是阿里旗下的半导体公司，至于为什么起这个怪异的名字，据说是马云比较欣赏蜜獾这种永不服输的精神。

　　言归正传，平头哥这家公司确实推出了令我们惊叹的芯片产品，含光800。含光800基于平头哥自研的框架，集成达摩院算法以及自动化开发工具。这款芯片的突出优势在于AI性能，发布时AI性能全球排名首位！含光800一颗芯片抵得上10颗常规的GPU芯片，不仅能够提高GPU的运算效率，还能够节省功效。

　　杭州市各大交通枢纽已经开始使用这款芯片，能够显著提升城市交通视频处理速度。

　　海思是华为旗下半导体公司，同样值得我们去敬佩。

　　大家较为熟悉的就是麒麟处理器，已经具备了同高端芯片公司同台竞技的实力。例如高通骁龙处理器、苹果A系处理器，三星Exynos处理器等。最新的麒麟990 5G版使用的是ARM架构，7nm工艺制程，也是全球唯一一款集成了高性能5G基带芯片的处理器（高通骁龙765G的5G基带芯片属于缩水版，骁龙865并未集成5G基带芯片）。

　　海思并不仅仅只有移动版处理器，服务器端也推出了鲲鹏920芯片。同样基于ARM架构，使用7nm工艺制程，性能对标业内旗舰内高出25%，功耗低于业内30%。配置了该处理器的服务器，已经商用于我国电信运营商。

　　即便我国芯片产业较为落后，时不时地还遭受美国的技术封锁，但是相信总有一天会打破这种局面，超越美国只是时间早晚的事情。对此，您怎么看？欢迎大家留言讨论，喜欢的点点关注。

　　目前pc端的一个能打的都么有。手机端的就华为海思麒麟，性能方面比每年的高通旗舰CPU稍微差一点，但是在发热控制和功耗方面要比高通好。

　　国产处理器比较具有使用价值的包括兆芯（x86）、飞腾、申威、龙芯等移动处理器设计商包括华为海思、大唐联芯、展讯、全志、瑞芯微，还有中国台湾MTK的MTK 6573 MTK 6575 MTK6577 的芯片，大陆展讯的SC8810等智能机芯片等。

　　国产CPU分这么几类吧：

　　先不谈制造，只说CPU设计：

　　1. 龙芯这种从下到上都是自主设计，指令集虽然是模仿的，但也勉强算是自主的，现代CPU架构下指令集的差异性已经不大了。

　　2. 用开源的硬件方案的，代表类型有SPARC架构下的一些CPU，比如神舟飞船上用的就是这类，拿别人开源的东西改改就可以用了。

　　3. 直接买别人的硬件方案，这了指的是买了全套东西的那种，代表类型有alpha架构，也就是申威系列，太湖之光用的。

　　4. 拿别人的授权，然后生产CPU的，代表类型是华为海思这种，拿到ARM的授权，然后重新设计的，虽然ARM会提供公版，但像拿来直接用还是有点难度的。

　　5. 破解、抄袭、打磨别人家的CPU的，有一些研究所在做。

　　以上只是分类，就现状来说：

　　龙芯这种其实意义是最大的，基本上把CPU设计中所有的水都试过，虽然也出过能跑Linux的桌面版本，但整体技术来说有点落后，并且市场前景也不乐观，MIPS自己都快死了。

　　龙芯肯定会活着，至少作为国家战略的技术储备，也会有人让它活着，但活的好不好就难说了。玩硬件太烧钱了，看Intel挣的多，烧的钱更多。

　　SPARC和alpha其实在实际中差不多，一种是开源的，另一种是整体买过来的。问题在于，不管是开源还是买的，基本上搞不到太好的东西，虽然申威拿到的超算的第一，但申威自身的问题很多，比如内存设计就很弱，适合做并行计算，但不适合民用。当年太湖之光拿下超算第一的时候，很多人觉得国产CPU成气候了，其实不是那么一回事，民用领域对单核性能要求很高的，申威的单核可能还不如龙芯（没研究过具体数据，可能有偏差），申威的优势在于浮点性能强悍，但普通用户要那么强的浮点性能干嘛？

　　SPARC多用在航天领域，欧洲人一直在用，我们在后面跟着学（之前写的有误，老美用的是PPC，欧洲人用SPARC），我们自己造的SPARC整体上还是有一定的差距，如果只是使用的话，已经足够了。

　　再次强调，这两类不太适合民用。

　　第四类就是拿授权，自己设计Soc之类的，这类包含很多，广义一点来说，兆芯（x86）、飞腾（ARM）、海思（ARM）、展讯（ARM）等等，好像PPC指令集在国内也有拿到授权的。龙芯拿到MIPS授权以后，其实也可以归到这类，但毕竟龙芯早期确实是全自主设计，只不过是“兼容”MIPS指令，而且龙芯发布的年代国内缺人缺钱，条件要困难的多。

　　狭义的看，像兆芯这种其实不算，因为没有什么自主性可言，其实就是VIA，但要是哪天VIA卖给国内也许不是什么坏事，起码可以合法生产x86的CPU了（评论里说最新的兆芯已经重新设计IP了，如果这样就跟海思之类的差不多）。

　　拿到的授权不同，自主的程度也不一样，有些可以做深度定制，有些就只能简单改改，因为这类厂商实在是太多了，我了解的不全，不好一一评价。但我个人认为，从商业化的角度上看，这条路是最好走的。兼容性上没有门槛，前期不需要烧特别多的钱（但也不少），对于商业化来说相对比较容易。

　　最后一类是拿别人的片子搞破解抄袭之类的，基本没有什么市场可言，要么是打着科研的旗号，要么打着国防的旗号，要么就是纯粹骗钱，当然可能两三种情况并存的也有。还有，特别注意区别一下龙芯是自己做出来的，汉芯是靠打磨骗钱的，两个不是一回事。

　　以上都是CPU设计方面的。

　　海思麒麟芯片

　　arm框架

　　990 5g是公司最新产品

　　居然有人敢说“龙芯指令集是模仿的，只能勉强算自主”。首先这样的人不懂得什么是指令集，指令集是规定处理器进行各种运算（算术运算，逻辑运算）和操作（如控制转移）等的命令的集合，是以文本形式提供给用户的（如购买了指令集授权的用户），指令集本身不含任何物理信息。如，不含电路原理及结构等。龙芯购买的是MIPS指令集架构的永久授权。购买MIPS指令集架构并不是说我们设计不出自己的指令集，而是自己的指令集设计出来后，在当时的市场环境下，是否有生态支持，是否能得到市场认可，是否有市场前景。所以龙芯购买MIPS的目的有两个：一是为了能加入MIPS兼容联盟，利用MIPS生态发展自己。

　　二是龙芯的定位是要“做中国人自己的CPU”，而 MIPS与ARM最显著的不同之处是，MIPS允许对指令集进行扩展。这给了想做自己CPU的龙芯最大的自由度和灵活性。龙芯的微结构是完全由自己设计，CPU内核源代码全部由自己编写，就凭这两点，龙芯就是具有完全自主知识产权的自主可控的CPU，怎么可以说成“是模仿，是勉强自主”？并且通过不断扩展指令集，龙芯在MIPS64R的500余条指令的基础上，又增加了近1400条新指令，已经发展出了自己的指令集系统，这个新的指令集系统叫LoongISA。可以说龙芯现在已经不再是MIPS指令集架构。只是龙芯指令集架构现在还兼容着MIPS指令集。现在的人真大胆，不懂技术的人居然敢大言不惭地谈论CPU技术