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编者按：10月18日，成都“2024光合组织大会”成功举行，期间海光信息与联想开天等国产整机龙头企业联合揭牌成立了“海光生态联合实验室”，标志着以C86开放架构为核心的国产软硬件开放生态建设又迈出重要一步，为国产计算产业的发展开启新征程。接下来，让我们走近海光信息，一起了解这个国产芯片“一哥”的硬核功夫。
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海光信息，作为国内唯一获得完整X86指令集永久授权的芯片厂商，有着较高的技术起点，其研发与创新能力的发展历程堪称国产芯片的典范。自2014年成立伊始，海光信息经过消化、吸收再创新，基于市场需求，成功研发出更符合本土需求的高安全、高性能、高通用的C86开放架构体系和产品，实现了从引进到自主创新的华丽转身，标志着海光信息实现了完全意义上的国产化设计迭代，这也是国产芯片技术化茧成蝶的重大飞跃。
海光CPU具有优异的系统架构、高可靠性和高安全性、丰富的软硬件生态等优势。截至2023年，海光信息在高端处理器领域已申请了774项发明专利和多项实用新型专利，专利数量令人瞩目。另外，海光信息的高能效算力解决方案覆盖操作系统、数据库、云计算等领域，并在三大运营商、金融行业、政府行业、企业行业和科研领域等实现软件全覆盖。
目前，海光信息基于C86指令系统的处理器，在中国服务器市场占据主导地位，拥有成熟而丰富的应用生态环境。在处理器微结构、缓存层次结构、高主频设计等方面均展现出卓越的自主创新能力。
采用主流GPGPU路线的海光DCU深算系列，是目前国内唯一能支持全精度浮点数据计算能力的加速芯片，性能可对标国际主流产品。在强大的通用计算性能基础上，海光DCU打造出自主开放的完整软件栈，包括“DTK（DCU Toolkit）”、开发工具链、模型仓库等，完全兼容“CUDA”等环境和生态，支持TensorFlow、Pytorch和PaddlePaddle等主流深度学习框架、应用软件，对于各类计算场景都有极高的适配度。作为国内唯一覆盖全精度计算的加速卡，海光DCU在支持云计算、大数据处理等方面也表现出色。在实测效果中，表现出很强的“训推一体化”场景支撑能力。此外，海光DCU还构建了拥有完善的层次化软件栈的统一底层硬件驱动平台，其能够适配不同API接口和编译器，并支持常见的函数库、算法与框架等。
对于高端处理器和协处理器的研发创新，海光信息重点发力在多元算力和异构计算领域，以适应大模型等的计算需求。目前，海光的高端处理器不仅提升了运算性能，还通过智能调频技术降低了能耗，实现了更环保的计算方式。这种致力于降低能耗，提升性能的举措，展示了海光构建技术护城河的决心与能力。
海光信息主要产品线聚焦于高端处理器系列，产品各项性能指标都处于领先地位。海光CPU主要包括面向边缘计算服务器的3000系列；面向政企、教育等信息化建设中的5000系列；以及面向数据中心、云计算等高端服务器、工作站的7000系列。
从性能上来看，海光CPU在国内处于第一梯队水平，并已达到国际主流水平。例如在气象领域，业内以WRF、CMA_GFS、WW3等常见的预测模型，分别对海光C86-4G和第四代Intel Xeon处理器进行了对比测试。在同等配置条件下，C86-4G在该气象应用场景中性能领先Intel同代产品。这也意味着，国产处理器可以为我国气象领域，提供比肩国际顶尖水平的算力支持。
CMA_GFS测试
WW3（Wavewatch III）测试
目前，海光DCU深算系列通过升级迭代，形成了多个型号产品，具有全精度浮点数据和各种常见整型数据计算能力，能够充分挖掘应用的并行性，发挥其大规模并行计算的能力，快速开发高能效的应用程序。
将海光DCU在大模型算力性能方面与国际主流产品进行对比，测评结果显示，DCU训练效率更高。其中，某公司相应产品人工智能和科学计算能力仅有海光深算一号的 85.70% 和 54.6%，但价格却比深算一号高出 49%。
依托高度开放的生态，海光DCU实现了LLaMa、GPT、Bloom、ChatGLM、悟道、紫东太初等大模型的全面应用。目前，在人工智能、大数据处理、商业计算等领域均已实现规模化应用，可以为大模型等用户需求提供训练+推理一体化算力服务。基于通用性与生态丰富性的双重优势，海光DCU深算系列现已成为国内各类大模型算力支撑的最优选择之一。
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海光在CPU内部集成了安全处理器（PSP）和密码协处理器 (CCP)，同时还采用了密码指令集加速、密钥管理和HCT等技术，每一台使用海光CPU的设备都相当于一个没有密码卡的密码机。这种新型技术方案不仅要比软加密安全性更高，性能也比高端商用密码机更好。
此外，由于无需额外购置加密卡、加密机等专用设备，该方案成本更低，且更便于灵活扩容。尤其对于云端和大数据加密等场景，有非常独到的应用价值。可以有效提升商用密码加解密、签名验签、以及TLCP、IPSec等密码协议的性能，并支持多种开源标准接口。
另外，海光信息始终秉持开放共享理念，积极参与开源社区建设，2023年为开源社区贡献约30万行代码，并参与“星绽”安全可信开源系统软件栈生态的构建，支撑海光的安全技术体系。
海光C86-4G安全性再度大幅度提升，并推出了C86处理器安全计算架构CSCA(C86 Security Computing Architecture)。其中包含的安全技术有安全密钥、安全处理器、安全启动、安全存储、密钥管理及使用、动态度量保护、内存加密、机密计算、密码计算、可信计算标准支持、芯片安全防护。综合选用这些技术，可以实现从底层固件到上层应用软件的整体安全。
目前，已发展出独立的C86安全计算架构的海光信息，不仅在性能迭代上不受限制，还依托自主安全计算架构优势在指令层进一步主动扩展了安全算法指令，内置了密码计算、机密计算等多种安全技术，可以支持国密算法SM2、SM3、SM4及可信计算，实现了信息安全防护能力的相对领先。其中，海光C86-4G处理器采用安全技术内置形式，在密码技术、可信计算、机密计算等领域率先取得突破。
海光C86-4G处理器现已通过国家密码管理局商用密码检测中心认证，符合《GM/T 0008 安全芯片密码检测准则》第一级要求；海光可信密码模块符合《GM/T 0028密码模块安全技术要求》第二级要求。两项测评均已获得商用密码产品认证证书。2024 年 5 月 ，中国信息安全测评中心发布《安全可靠测评结果公告（2024 年第 1 号）》，海光C86-4G达到安可测试最高等级“二级”标准。叠加在密码技术、可信计算、机密计算等领域的技术优势，海光CPU为已为我国的网络信息安全提供了更优解，也得到了信创用户广泛认可。
2024年10月16日，中国网络空间安全协会发布报告指出英特尔产品存在的网络安全风险，建议对英特尔在华销售产品启动网络安全审查。这一事件不仅暴露了英特尔在产品质量和安全管理方面的缺陷，也为海光信息等国产CPU厂商平替intel架构提供了加速替代的契机。
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作为X86国产化的主导力量，C86开辟了一条更符合本土市场需求的芯片路线。为推动C86生态的开放和普及，海光信息通过光合组织，围绕国产通用计算平台，联合产业链上下游企业、高校、科研院所、行业企业等相关创新力量，实现协同技术攻关，共同打造安全、好用、开放的产品与解决方案，并开展测试认证、技术培训、方案孵化、应用示范、推广交流等系列活动，促进合作组织成员的共同发展，共建包容、繁荣的信息技术生态系统。
近日，海光信息联合联想开天等国内头部OEM伙伴，成立海光生态联合实验室。实验室将专注于C86开放架构下的软硬件兼容性测试、性能优化及应用场景等方面，聚合头部企业的优势资源与技术专长，推动国产核心软硬件产品的兼容性和可预测性，为C86技术创新与成果转化提供强有力的支持，推进应用优化和技术创新，发展开源开放生态。
海光信息通过自研C86架构实现国产化迭代的同时，保障了产品的顺畅迭代与升级。C86架构对x86指令集的天然兼容性，使其在国产处理器中具有非常广泛的通用性和产业生态，不仅能适配Wintel主流生态下的数百万款软件应用，支持国内外主流操作系统、数据库、应用软件、虚拟化平台和云计算平台，实现真正的“0适配”；在大规模信创采购中，还可为用户实现大规模的平滑迁移，大幅降低适配调优成本，保障后续运行的稳定性，显著节约了用户的迁移成本和时间。
尤其是基于CPU和DCU两大核心产品线，开辟了更为符合本土市场需求的国产化生态。基于海光CPU的服务器和终端，与麒麟、统信UOS、中科方德等国产操作系统全部实现兼容适配，并在政府、金融、电信、能源、教育、医疗、交通等多个关键领域落地应用。目前，光合组织与近5000家合作伙伴建立了广泛合作，海光CPU已与超过3000家产业链上下游厂商实现产品适配，以C86为核心的软硬件生态取得显著进展。
海光DCU作为高端处理器系列，依托自主开放的完整软件栈和“训推一体”的算力支持，对国内外主流大模型都能很好地适配应用。目前已与文心一言、通义千问等国产大模型全面完成适配，实测效果显示其性能已达到国内领先水平。
海光处理器在其他新兴技术软件，包括高性能要求的国产游戏方面，同样表现出色。以《黑神话：悟空》为例，有测评显示，该游戏可在搭载国产海光C86-3G处理器的工作站终端上良好运行。
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近年来，借助信创产业的发展，海光信息在党政及关键行业的国产化替代中扮演着关键角色。根据最新的市场数据，海光信息在国内服务器市场的份额约为53.6%，同比增长显著，金融和通信领域分别以57.9%和60%的份额领先（数据来源：https://mp.weixin.qq.com/s/WB7fjpIUvVqmRDwBKuQxgA）。海光CPU系列产品在党政、电信、金融、互联网、教育、交通等多个关键行业的应用日益广泛，市场份额稳居国内第一梯队。
值得一提的是，海光信息现已成为国内金融信创市场首选，满足了金融行业对信息安全和数据安全流通的严格要求。华夏银行、农业银行、人民银行、上海农商行等金融机构已多次采购海光处理器，基于海光服务器完成的业务升级国产化改造，显著提升了服务效率。华夏银行还应用了基于海光芯片的金融级智能OCR平台，利用海光芯片的强大算力，深化了银行OCR字符识别在多个领域的应用。
在医疗领域，海光成为数字化医疗体系建设的主要选择。厦大医院在推动信息化建设中，选择了国产自研海光CPU构建软硬件体系，确保了系统的平稳过渡与高效运行。同时，厦大医院也全面采用海光DCU，能完全兼容“类CUDA”生态，高度适配各类AI计算场景，运行流畅，部分性能甚至优于英伟达GPU。
海光信息的高端通用芯片赛道布局，使其在芯片技术、产品以及市场应用能力上展现出一定的竞争优势。2024年半年报显示，海光信息高端处理器业务收入为 37.60亿，占营业总收入比例为 99.92%，同比变动为 43.97%。不仅在高端处理器领域，海光信息自上市以来，公司整体的营业收入及净利润水平持续提升，2024年以来更是实现了50%以上的高增长。
特别是三季度业绩超预期，展现了公司强劲发展势头。其中，2024年前三季度实现营收61.37亿元，同比增长55.64%；归母净利润15.26亿元，同比增长69.22%；扣非归母净利润14.75亿元，同比增长76.87%。第三季度单季度实现营收23.74亿元，同比增长78.33%；归母净利润6.72亿元，同比增长199.90%；扣非归母净利润6.57亿元，同比增长205.85%。
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海光信息凭借清晰的研发进度和未来规划，始终站在国产高端处理器发展的前沿。公司对研发的重视程度体现在其研发团队的规模和质量上，截至2024年上半年，海光信息的研发技术人员达1855人，占员工总人数的91.07%，其中78.76%以上拥有硕士及以上学历，这样的人才结构为技术创新和产品研发提供了坚实的基础。
另外，从2020至2023年间，公司在高端处理器的研发支出逐年攀升，从最初的10.89亿元增长至2023年的28.10亿元，同比增长35.93%，近几年研发投入占营业收入的比例始终超过40%。这种对研发的持续高投入，体现了公司对创新的重视。
海光信息采用“销售一代、验证一代、研发一代”的产品研发策略，不仅关注当前的技术发展，还积极布局下一代产品的预研，适时推出新产品，确保公司集中在高端处理器和协处理器的持续研发、技术迭代和产品升级，以及高强度的研发投入和技术创新上，保持未来市场竞争中的领先地位和竞争优势。
总体来看，海光信息的产品在性能、安全性、生态兼容性以及市场和创新方面的优势，使其在与竞争对手的比较中赢得了信创客户的高度认可。我们有理由相信，通过持续的研发投入和技术创新，海光信息一定可以保持在国内高端通用处理器和协处理器领域的领先地位，进而推动国产芯片持续发展和国产计算产业进步。
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