鯤鵬和PKS信創(chuàng)技術路線，到底孰優(yōu)孰劣？

為了解決我國信息產業(yè)大而不強，信息技術底層標準、架構、產品、生態(tài)大多數都由美國IT巨頭把控，安全風險越來越大的問題，從2014年起國家組織實施了信創(chuàng)工程。信創(chuàng)工程從黨政機關電子公文系統(tǒng)國產化替代入手，經過6年三期的應用實踐探索，牽引我國國產軟硬件產品走過了“有用”和“能用”兩個階段。2021年信創(chuàng)工程進入四期，范圍從黨政辦公擴大到政務信創(chuàng)、金融信創(chuàng)、企業(yè)信創(chuàng)等全領域范圍，國產軟硬件產品也正從“能用”走向“好用”。信創(chuàng)工程的全面推廣實施，將創(chuàng)造出一個2萬億元的新興市場，并建立起自主的信息技術底層架構和標準，形成一個開放繁榮的信創(chuàng)產業(yè)形態(tài)。

產業(yè)發(fā)展具有與科學技術研究不同的特點。在科學技術研究方面應該出現“百花齊放、百家爭鳴”，讓不同奇思妙想碰撞出思想火花。而在產業(yè)發(fā)展方面，則需要通過市場或政府調節(jié)的力量，將產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)力量匯聚起來，通過協(xié)同創(chuàng)新，形成不斷迭代創(chuàng)新的商業(yè)模式，構建起具有競爭力的技術路線體系。目前，以華為公司和中國電子（CEC）為代表的中國信息技術企業(yè)，憑借自身長期積累，匯聚了國內外多方力量，加速推動產業(yè)鏈的整合與升級，在信創(chuàng)市場中脫穎而出，分別形成了“鯤鵬計算產業(yè)路線”和“PKS計算技術路線”，已初步形成了具有全球競爭力的中國架構和中國路線。那么，“鯤鵬計算產業(yè)路線”和“PKS計算技術路線”分別有什么特點？兩條技術路線孰強孰劣呢？北京交通大學信息管理理論與技術國際研究中心（ICIR）對兩條技術路線進行了系統(tǒng)梳理研究，現將研究結果分享給讀者。

鯤鵬計算產業(yè)是基于Kunpeng處理器構建的全棧IT基礎設施、行業(yè)應用及服務，包括PC、服務器、存儲、操作系統(tǒng)、中間件、虛擬化、數據庫、云服務、行業(yè)應用以及咨詢管理服務等。鯤鵬計算產業(yè)路線是華為提出的六大數字技術生態(tài)之一，包括鯤鵬、昇騰、HMS、鴻蒙、華為云、MDC（智能駕駛計算平臺）。其中，鯤鵬是華為面向政企市場，與地方政府和合作伙伴共同打造鯤鵬產業(yè)生態(tài)，構建具有國際競爭力的通用計算技術路線。鯤鵬計算產業(yè)由芯片、主板、操作系統(tǒng)、數據庫、中間件、終端、應用軟件、人工智能、云平臺、開源社區(qū)等軟硬件產品和相關的產業(yè)生態(tài)構成。

芯片：包括鯤鵬系列、麒麟系列、巴龍系列和昇騰系列，形成“算、存、傳、管、智”五個子系統(tǒng)的芯片族。通用計“算”芯片已推出啟航嵌入式CPU、三代Kunpeng處理器、一代Kunpeng PC處理器，2022年前推出第四代Kunpeng處理器和第地玳Kunpeng PC處理器?！按妗眱π酒淹瞥鏊拇鶶SD控制器、二代Raid控制器，2022年前推出第五代SSD控制器?！皞鳌陛斝酒淹瞥鋈悄芫W卡、一代多CPU互聯卡，2022年前推出第二代多CPU互聯卡?！肮堋崩硇酒淹瞥龅谝淮悄芄芾硇酒?，2022年前推出第二代智能管理芯片。人工“智”能芯片已推出第一代推理芯片、第二代訓練芯片、第二代MDC芯片，2022年前推出第二代推理芯片、訓練芯片和MDC芯片。

除自研高端芯片外，華為旗下哈勃投資在半導體產業(yè)鏈的半導體材料、設備、封測、EDA、IC設計等環(huán)節(jié)，投資了科益虹源、思瑞浦、立芯軟件、瀚天天成、全芯微電子等40多家公司，并已決定在武漢投資建一座晶圓廠。

鯤鵬主板：開放鯤鵬服務器主板和PC主板。服務器主板是基于鯤鵬處理器的數據中心服務器主板，內置BMC芯片和BIOS軟件，具有多核、超大內存帶寬、支持PCIe4.0和100GE網絡等計算能力。開放主板接口規(guī)范和設備管理規(guī)范，面向開發(fā)者提供機箱、散熱、供電、背板等參考設計指南。

操作系統(tǒng)：包括服務器操作系統(tǒng)Euler OS和物聯網操作系統(tǒng)Harmony OS。服務器操作系統(tǒng)Euler OS是基于開源Linux開發(fā)，并通過建立Openeuler.org社區(qū)，開源EulerOS源代碼，貢獻經過調優(yōu)的Kunpeng處理器驅動代碼，開放編譯器、JDK、軟件庫等基礎工具。OpenEuler系統(tǒng)主要用于服務器以及PC領域。物聯網操作系統(tǒng)Harmony OS 2.0，是致力于萬物互聯的操作系統(tǒng)，是基于Linux開發(fā)，向全球開源的第四代操作系統(tǒng)。

數據庫：高斯數據庫（GaussDB)是華為歷經13年研發(fā)的一款具有分析和混合負載能力的分布式數據庫，支持X86和ARM鯤鵬硬件架構，用于數據倉庫、數據集市、實時分析、實時決策和混合負載等場景，具有高可靠、高擴展、易運維、高性能等特性。GaussDB系列產品全球累計發(fā)貨3萬套，廣泛應用于金融、運營商、政府、能源、醫(yī)療、制造、交通等多個領域。2020年入選Gartner2020年全球云數據庫魔力象限。

中間件：華為OpenLooKeng中間件是一款開源的高性能數據虛擬化引擎，提供統(tǒng)一SQL接口，具備跨數據源/數據中心分析能力，以及面向交互式、批、流等融合查詢場景，同時增強了前置調度、跨源索引、動態(tài)過濾、跨源協(xié)同、水平拓展等能力。

硬件終端：包括TaiShan服務器、PC、手機、平板、穿戴、智慧屏、AI音箱、耳機、VR、車機、以及攝像頭、掃地機、智能秤等等。其中，PC、手機、平板、穿戴、智慧屏、AI音箱、耳機、VR、車機等以自研為主，攝像頭、掃地機、智能秤等以合作伙伴生產制造為主。服務器則是華為先行自研TaiShan服務器，為產業(yè)鏈樹立標桿示范，同時加大開放服務器主板和PC主板，大力支持其他整機廠商發(fā)展自有品牌服務器和PC，目前已經有十多家廠商基于鯤鵬主板開發(fā)出自己的服務器和PC。TaiShan服務器包括基于鯤鵬916處理器的TaiShan100服務器和基于鯤鵬920處理器的TaiShan200服務器，提供均衡型、存儲型、高密型、高性能型和邊緣型等不同規(guī)格形態(tài)的產品。

人工智能：華為Atlas人工智能計算解決方案，基于昇騰系列AI處理器，通過模塊、板塊、小站、服務器、集群等豐富的產品形態(tài)，打造面向“邊、端、云”的全場景AI基礎設施方案，涵蓋數據中心解決方案、智能邊緣解決方案，覆蓋深度學習領域推理和訓練全流程。

華為云：華為云Stack基于鯤鵬與X86混合部署，能提供10大類70余種云服務能力，廣泛應用于業(yè)務云化和云原生、大數據分析、AI應用、行業(yè)云、城市云等多種場景，是5G、物聯網、人工智能等新技術對外輸出的重要渠道。華為云Stack的競爭力主要在于其龐大的生態(tài)以及豐富的云應用，服務涵蓋了laaS、PaaS、數據庫和物聯網等領域。目前，華為云上線220多個云服務、210多個解決方案，匯聚了160萬開發(fā)者，全球700多個城市、253家世界500強企業(yè)選擇華為作為數字化轉型的合作伙伴。2020年華為云Stack以220億元的收入，躍居云市場全國第二，全球第五。

開源社區(qū)：鯤鵬計算產業(yè)通過構建開源生態(tài)鞏固其產業(yè)和技術優(yōu)勢地位。華為在Linux、CNCF、Apache、OpenStack、OPNFV等超過15個主流開源社區(qū)具有領導者地位，在OpenStack社區(qū)連續(xù)多年全球貢獻排名第二，在CNCF社區(qū)全球貢獻排名第四，在Linux kernal社區(qū)全球貢獻排名第五。同時華為還貢獻了OpenStack社區(qū)的Cyborg，大數據社區(qū)的CarbonDtata、云原生社區(qū)的KubeEdge、存儲領域的OpenSDS和微服務領域的ServiceComb等多個開源項目。

PKS體系是中國電子主導構建的通用技術架構和生態(tài)體系。“P”代表（PHYTIUM）飛騰處理器，“K”代表（KYLIN）麒麟操作系統(tǒng)，“S”代表注入安全的能力。PKS體系由芯片、操作系統(tǒng)、數據庫、終端、中國電子云等軟硬件產品和相關的產業(yè)生態(tài)構成。

芯片：包括CPU、EDA工具、MCU、FPGA、IGBT、緩存控制芯片、高端通訊芯片、集成電路制造、集成電路封測、半導體材料等。飛騰信息的CPU，包括騰云S系列高性能服務器CPU、騰銳D系列高性能桌面CPU、以及騰瓏E系列高端嵌入式CPU，已發(fā)布FT1500A、FT2000、FT2000/4和騰云S2500。華大九天的EDA工具是我國唯一能夠提供模擬電路設計全流程EDA工具系統(tǒng)。華大半導體的MCU，包括超低功耗應用的HC32L系列、針對電機應用市場的HC32M系列、針對通用市場的高性價比HC32F系列以及針對工業(yè)客戶的定制化小型PLC系列、40nm工藝高端MCU系列等。安路科技的FPGA包括高性價比的可編程邏輯器件（FPGA）、可編程系統(tǒng)級芯片、定制化嵌入式eFPGA IP、以及相關軟件設計工具和創(chuàng)新系統(tǒng)解決方案等。瀾起科技的DDR4內存接口芯片市場占有率排名全球第一，市場份額達到47%。蘇州盛科的網絡交換芯片已成功研發(fā)出第五代產品。另外，積塔半導體的集成電路生產線、沛頓科技的集成電路封測、以及第三代集成電路材料也在積極部署中。

操作系統(tǒng)：包括麒麟軟件的銀河麒麟桌面終端操作系統(tǒng)、銀河麒麟服務器操作系統(tǒng)、銀河麒麟工控機及嵌入式操作系統(tǒng)等。銀河麒麟桌面終端操作系統(tǒng)與國際當前內核版本5.4同步，除提供傳統(tǒng)PC模式外，還提供平板模式，實現多終端融合。銀河麒麟服務器操作系統(tǒng)V4演進至V10版本，同源支持飛騰、龍芯、申威、兆芯、海光、鯤鵬等自主CPU及x86平臺，構建基于自主軟硬件、密碼技術的內核與應用一體化的內生本質安全體系。銀河麒麟工控機及嵌入式操作系統(tǒng)定制性強，提供可視化維護界面，支持網絡、藍牙、多屏等豐富配置功能，對國產工控、嵌入式領域CPU全兼容，在金融、高速、軌道交通、電力等行業(yè)常用外設，如ATM機、自助機、ETC等場景有廣泛應用。

數據庫：達夢數據庫是完全自主研發(fā)的大型通用關系型數據庫管理系統(tǒng)。具有40年的技術積累，擁有完全自主知識產權，是唯一獲得國家自主原創(chuàng)產品認證的國產數據庫。達夢數據庫提供集中式共享存儲集群架構DMDSC和達夢透明分布式數據庫（DMTDD）架構。

硬件終端：包括長城臺式機、長城服務器、長城云終端、長城筆記本、長城一體機和邁普網絡交換機。長城系列硬件產品擁有70+款自主安全整機產品，100+款自主安全主板，終端（臺式機、一體機、筆記本、云終端），服務器（2U/1U/4U機架式、刀片），定制化產品（CPCI）、存儲器、圖站等，全部采用飛騰處理器，搭載銀河麒麟終端操作系統(tǒng)。

中國電子云：中國電子云是采用PKS架構，構筑自主核心安全技術基礎和底座，面向政府機構、公共服務、央企國企提供的專屬云服務，包括CECCloud公有云和CECStack專屬云。

表：鯤鵬計算產業(yè)與PKS技術路線構成對照表

鯤鵬計算產業(yè)

PKS技術路線

對比結果

芯片

“算、存、傳、管、智”五個子系統(tǒng)的芯片族。已投資40多個半導體企業(yè)。

CPU、EDA工具、MCU、FPGA、IGBT、緩存控制芯片、網絡交換芯片、制造、封測、半導體材料等

平分秋色

主板

鯤鵬服務器主板和PC主板對外開放

長城自主開發(fā)100多種主板，自用

鯤鵬占優(yōu)

操作系統(tǒng)

服務器操作系統(tǒng)Euler OS和物聯網操作系統(tǒng)Harmony OS全部開源

銀河麒麟桌面、服務器、嵌入式操作系統(tǒng)基于開源開發(fā)，閉源商業(yè)應用

短期PKS優(yōu)，長期鯤鵬優(yōu)

數據庫

高斯數據庫（GaussDB)，開源、分布式

達夢通用關系型數據庫，閉源，集中式

短期PKS優(yōu)，長期鯤鵬優(yōu)

中間件

OpenLooKeng中間件，開源

無

鯤鵬具有絕對優(yōu)勢

硬件終端

服務器、PC、手機、平板、穿戴、智慧屏、AI音箱、耳機、VR、車機、以及攝像頭、掃地機、智能秤等

長城臺式機、長城服務器、長城云終端、長城筆記本、長城一體機和邁普網絡交換機等

鯤鵬具有絕對優(yōu)勢

人工智能

基于昇騰系列AI處理器，提供模塊、板塊、小站、服務器、集群等產品形態(tài)

無

鯤鵬具有絕對優(yōu)勢

云平臺

能提供10大類70余種云服務能力，市場份額全國第二，全球第五。

剛剛起步，技術不成熟，應用實踐少

鯤鵬具有絕對優(yōu)勢

開源社區(qū)

主導開放Openeuler社區(qū)和Harmony 社區(qū)。15個主流社區(qū)具有領導者地位。在OpenStack、CNCF、Linux kernal社區(qū)全球貢獻第2、4 、5位。

主導社區(qū)僅有優(yōu)麒麟1個，在主流開源社區(qū)貢獻較少

鯤鵬具有絕對優(yōu)勢

安全

重視國際認證安全

奇安信、可信華泰提供內生、專業(yè)的安全保障產品和服務

PKS具有優(yōu)勢

（1）數量比較。從構成技術路線的10項要素來看，鯤鵬路線構成要素完整，10項要素齊備，而PKS則缺失中間件和人工智能兩項要素。

（2）結構比較。從各構成要素比較結果看，鯤鵬具有絕對優(yōu)勢的要素有5項，分別是中間件、人工智能、硬件終端、云平臺和開源社區(qū)；PKS短期占優(yōu)，而鯤鵬長期占優(yōu)的有3項，分別為鯤鵬主板、操作系統(tǒng)和數據庫；鯤鵬與PKS平分秋色的有1項，為芯片。PKS具有優(yōu)勢的要素有1項，為安全。

（1）芯片環(huán)節(jié)平分秋色。華為海思和飛騰信息的芯片都是基于ARM V8永久架構開發(fā)。華為海思在2019年曾位列全球第五，而飛騰CPU也連續(xù)兩年名列全國信創(chuàng)市場第一名。華為和中國電子都不約而同地部署集成電路全產業(yè)鏈。華為已在半導體材料、設備、封測、EDA、IC設計等環(huán)節(jié)，投資了科益虹源、思瑞浦、立芯軟件、瀚天天成、全芯微電子等40多家公司，而中國電子早已在EDA工具、MCU、FPGA、IGBT、緩存控制芯片、高端通訊芯片、集成電路制造、集成電路封測、半導體材料等全面布局。鯤鵬和PKS在芯片領域殊途同歸，平分秋色。

（2）主板、操作系統(tǒng)和數據庫環(huán)節(jié)各有千秋。鯤鵬和PKS兩條技術路線在主板、操作系統(tǒng)和數據庫方面，走上了不同的方向。鯤鵬并沒有將主板、操作系統(tǒng)和數據庫作為商業(yè)產品對外銷售，而是將Euler OS、Harmony OS和GaussDB打造成鯤鵬計算產業(yè)生態(tài)平臺，全部對外開源免費使用，快速打造鯤鵬開發(fā)者生態(tài)和用戶生態(tài)。PKS則正好相反，無論是長城終端、銀河麒麟操作系統(tǒng)，還是達夢數據庫，都采用了閉源使用，商品銷售的策略。從短期來看，由于PKS技術路線的銀河麒麟操作系統(tǒng)和達夢數據庫都進入了信創(chuàng)目錄，確實可以占據一定的信創(chuàng)市場，但是從長期看，鯤鵬計算產業(yè)由于其開源免費的性質，能更快迭代技術，更快建立起生態(tài)，從而最終也將會占領更多市場。

（3）中間件、人工智能、硬件終端、云平臺和開源社區(qū)環(huán)節(jié)，鯤鵬有絕對優(yōu)勢。華為擁有超7億規(guī)模的終端產品，通訊設備、網絡交換設備已冠絕全球，華為手機、華為PC、華為平板、華為手環(huán)、華為音箱等終端設備也是獨領風騷，優(yōu)勢非常明顯。2020年，華為手機出貨1.89億部、PC1800萬臺、平板1000萬部、智能手表1100萬只。華為云近兩年來也是異軍突起，在企業(yè)數字化轉型和智慧城市市場斬獲頗豐，2020年華為云位居全國第二、全球第五。華為在開源社區(qū)掌控和應用方面位居全國第一。華為主導開放Openeuler社區(qū)和Harmony 社區(qū)。15個主流社區(qū)具有領導者地位。在OpenStack、CNCF、Linux kernal社區(qū)全球貢獻第2、4、5位。華為的人工智能和中間件也都非常有特點。相比較而言，PKS體系在終端方面只有長城電腦和邁普交換機，技術和市場都與鯤鵬不在一個數量級上。PKS體系的中國電子云也是在初創(chuàng)期，與華為云不可同日而語。PKS體系在開源社區(qū)的貢獻方面也很低，甚至在服務器操作系統(tǒng)方面還大量采用了華為Openeuler社區(qū)的開放代碼。PKS體系在中間件和人工智能環(huán)節(jié)上缺項，還沒有布局。

（4）安全環(huán)節(jié)上PKS具有優(yōu)勢。PKS體系將保障國家安全作為重中之重，從內生安全保障和過程安全防護兩方面，對其提供的信創(chuàng)產品和服務進行安全防護。在芯片、操作系統(tǒng)、終端產品和云產品等系列信創(chuàng)產品，由可信華泰提供內置可信計算保護方案和保護策略，做到內生安全。在提供信息系統(tǒng)、中國電子云等信創(chuàng)服務時，由奇安信提供全流程的安全產品和服務保障。比較而言，鯤鵬路線只是采用通用的信息安全保障措施，并沒有在信創(chuàng)實施時對信息安全作出特殊安排。

1.鯤鵬計算產業(yè)路線和PKS計算技術路線已成為我國信創(chuàng)領域的兩條主流技術路線。今后的信創(chuàng)市場將從無序向有序快速轉變，產品適配的無序狀態(tài)、市場選擇的混亂狀態(tài)將得到有效遏制。鯤鵬和PKS兩條技術路線在技術、產業(yè)和市場集聚效應將更加顯著。

2.鯤鵬技術路線比PKS路線有較明顯的技術和產品優(yōu)勢。從技術路線的10項構成要素比較結果看，鯤鵬在硬件終端、云平臺和開源社區(qū)、人工智能、中間件等5方面具有絕對優(yōu)勢。在主板、操作系統(tǒng)和數據庫等3方面鯤鵬長期占優(yōu)，PKS短期占優(yōu)。而在芯片方面鯤鵬與PKS平分秋色，只在安全方面略遜一籌。

3.PKS技術路線比鯤鵬技術路線有較明顯的政治優(yōu)勢和安全優(yōu)勢。PKS技術路線的倡導者中國電子是國資委直屬中央企業(yè)，具有維護國家利益，保障國家安全的天然基因，而信創(chuàng)工程本身的國家利益和國家安全屬性非常明顯，因此，在信創(chuàng)技術路線選擇方面，PKS具有先天政治優(yōu)勢。另外，PKS路線的一個非常顯著的特點是“注入安全”，即“PKS”體系中的“S”，PKS路線將安全貫穿于從CPU、OS底層，到產品服務應用，一直到供應鏈安全保障的全過程，為信創(chuàng)工程提供內生安全、過程安全和供應鏈安全的全流程服務。

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