國產信息基礎軟硬件行業深度報告:開源、遷移、上雲、生態

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一. 圍繞信創生態建設的核心,開源、遷移、上雲

我們認為,關係到國產基礎軟硬件發展的四個關鍵詞:生態、遷移、上雲、開源。

1)生態:國產基礎軟硬件體系基本可用,形成整體推進的局面。國產軟件/硬件體系在 2015 年開 始進入“可用”階段,2020 年在信創戰略推動下有望向整體“好用”升級,最終有望達到市場良 性循環的狀態。

2)開源:是獲取技術、開發者群體、用戶群體以及擴大技術影響力的最佳選擇。信創並不等於徹 底的技術封閉。開源已經成為龍芯、鯤鵬、統信、麒麟等國產行業“支柱”的重要發展方向,也是 時代發展的趨勢。

3)遷移成本:信創推進過程中,遷移成本是需要重點關注的問題。過去,國內 IT 產業對 IOE 體 系較為依賴。如何低成本地實現已有設備中的應用、數據、文檔向國產設備順利的遷移,是影響信 創順利推進的重要問題。有足夠的技術實力解決遷移問題的廠商,將有望獲得更突出的市場地位。

4)上雲:實現上層應用和底層硬件的解耦,減緩了倉促兼容適配對用戶體驗的影響,也是數字經 濟時代的重要趨勢。過去數十年間,國產軟硬件各種技術路線和設計架構並存,底層硬件也未能在 性能上全方位趕超海外廠商。上雲可以有效地提升異構環境下的用戶體驗。另外,政務和企業上雲 是數字經濟時代的必然結果,信創推進也將符合這一趨勢。

總結來看,較完善的生態基礎、面向應用遷移和上雲的技術佈局、適當利用開源資源,將成為影響 信創相關廠商擴大市場影響力的重要維度。

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1. 生態建設:信創推進的根本保障,廠商技術佈局的核心

芯片、基礎軟件、整機、應用軟件、打印機等,彼此之間互相兼容,是信創推進的根本保障。從技 術角度,完備的計算機,需要芯片、主板、操作系統、數據庫、應用軟件、打印機外設、網卡等協 調一致工作,才能實現正常的功能。任何一個組成部分,都無法孤立於其他元件的技術標準之外。 因此,信創產業的推進不是零散的、各條線獨立的,而是作為生態整體去推進。

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兼容並不是零成本的,往往是廠商之間的雙向選擇。以操作系統和 CPU 的兼容適配為例,引用龍 芯技術專家的觀點“操作系統需要針對不同的主板和升級後的 CPU 進行磨合適配,而在 Wintel 體 系中可以實現不同主板及 CPU 的操作系統二進制兼容,其背後是 Wintel 體系統一的系統架構,包 括指令系統、地址空間佈局、中斷系統、多核互聯架構、IO 接口規範等,需要 CPU、BIOS、橋片、 操作系統配合完成。”在應用軟件方面,需要軟件開發商針對操作系統的版本進行相應的調試和調 優,同款應用軟件經常有多個版本以適應不同的操作系統。針對不同技術路線的軟/硬件的兼容調 試,需要技術、資金、時間的投入,IT 廠商選擇技術兼容夥伴的根本考量因素就是市場影響力,從 而避免無效的投入。兼容的雙向選擇,客觀上阻礙了影響力較弱的基礎軟硬件企業步入 IT 產業圈。

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過去,以 Wintel 和 IOE 為代表的海外廠商群體憑藉先發優勢和長期的積累,形成技術兼容壁壘, 幾乎實現了壟斷地位。微軟在 PC 機誕生的初期,就推出了圖形界面操作系統 Windows,憑藉先 發優勢不斷擴大市場份額,在和 Intel 長期的技術磨合中,形成了壟斷性的 Wintel 體系;IBM、 Oracle 和 EMC (即 IOE),也在相應的領域佔據了長期的壟斷地位。大數據時代,開源社區、雲計 算、分佈式數據庫、虛擬化集群等新興潮流在一定程度上衝擊了這些廠商的優勢地位,甚至重新定 義了技術路徑和競爭邊界。整體來看,憑藉生態建設積積累起來的全球 IT 產業地位,仍然在短時 間內難以得到根本性的撼動。

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國產基礎軟硬件生態以 2006 年的“核高基”為基礎和前提,自 2015 年開始進入“可用”階段。 2006 年發佈的《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006 年-2020 年)》,將“核心電子器件、 高端通用芯片及基礎軟件產品”列為 16 個科技重大專項之首,簡稱“核高基重大專項”。2008 年, “核高基”經審議通過,並正式實施。“十二五”(2011-2015)期間,核高基重大專項以滿足國家 信息產業發展重大需求的戰略性基礎產品為重點,突破高端通用芯片和基礎軟件關鍵技術,研發自 主可控的國產中央處理器(CPU)、操作系統和軟件平臺、新型移動智能終端、高效能嵌入式中央 處理器、系統芯片(SOC)和網絡化軟件,實現產業化和批量應用,初步形成自主核心電子器件產 品保障體系。整體來看,2015 年是國產基礎軟硬件發展的分水嶺。2020 年的信創推廣,則有望進 一步形成全局推進的協同效應,實現向“好用”的升級。

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在 2020 年信創戰略進一步推廣之年,國產基礎軟硬件的生態環境已經趨於完善。在相關政策的引 導下,經過前期的探索和積累,國產軟硬件產業形成了整體推進的局面:國產芯片的性能已經足夠 強大,而中間件、數據庫、辦公軟件、行業應用軟件,也湧現了一批優秀的國產企業。

2. 開源:信創不等於技術封閉,開源是生態推進的重要手段

信創不等於徹底的技術封閉,開源的重要性也在不斷提升。開源對信創的意義,體現在 3 個方面:

1)向開源項目貢獻源代碼,可以擴大技術影響力,增強和主流技術趨勢的綁定。比如 Intel、紅帽、 統信軟件、麒麟軟件、龍芯、華為等;

2)藉助開源軟件資源,可以節約不必要的成本。同時,自主創新來確保差異化優勢也是必要的, 畢竟開源資源本質上並不存在差異化;

3)開源社區有助於匯聚開發者的力量,形成強大的創新來源。比如華為鯤鵬社區和歐拉社區。

開源的“槓桿”作用:通過參與開源資源項目,甚至逐漸達到開源社區的引領地位,相當於以自有 的研發資源撬動了整個社區的研發力量。而且,一部分開源社區的核心團隊、管理團隊和運維資金, 都是由主導企業提供,則這種情況下,開源社區版本就成為企業的商業版軟件的“試驗田”,比如 著名的 Linux 操作系統廠商 Red Hat 以 Fedora 和 CentOS 作為創意試驗版和先行體驗版。通過免 費提供開源版本,企業獲取了用戶體驗的驗證,也形成了對外部開發者持續的吸引力。外部開發者 參與開源項目的貢獻,可以作為重要的履歷也可作為發揮個人創意的方式。適度的使用開源資源, 是企業和開發者的雙贏局面。

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3. 遷移:適應生態現狀的必要舉措,影響實際推進順利程度

遷移成本將成為國產軟硬件信創推廣的重要考量,本質取決於生態建設的進度。雖然常用的應用 軟件已經基本實現了國產化的覆蓋,但是仍然有一部分行業應用軟件是基於原有的底層架構開發 的,比如基於 Oracle 數據庫或者針對 Windows 系統的。短期內,憑藉有限的資金和人力資源,並 不能做到針對所有的應用軟件都推出相應的或者相當水平的國產化版本。而且,過去一些機構部門 的軟件平臺由外包團隊開發,版本較多、技術路線較複雜,需要確保現有的應用、數據、文檔實現 順利遷移、低成本遷移、甚至無縫遷移。

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以國產操作系統為例,潛在用戶群體最關心的是兼容和遷移問題。2020 年 4 月初,計世研究院發 布了關於“國產操作系統使用意願調研”的問卷調研結果,調查對象主要為國內的 IT/電信/互聯網、 政府/公共事業、能源製造等企業。根據本次的統計結果,國產操作系統潛在用戶最關注的兩個問 題:1)常用軟件能否兼容;2)從原來的系統到國產系統,應用和數據能否順利遷移。

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能否提供低成本的遷移方案,或者直接從產品層面做到無縫遷移,成為影響廠商在信創市場影響 力的重要因素。圍繞“遷移”展開的研發投入和服務體系建設,也將成為相關企業擴大市場份額的 重要措施。

4. 上雲:是適應生態現狀的舉措,也順應數字時代的趨勢

上雲,一定程度上可以屏蔽底層硬件的複雜度。在過去的數十年間,國產基礎軟硬件的多種技術架 構和路線並存,上層應用需要面臨較為複雜的底層基礎。而且從底層硬件的性能角度,短期內也難 以全方位趕超國際巨頭廠商。另外,雖然國產軟硬件的兼容體系已經基本建立,但兼容並不等同於 “好用”。通過上雲,可以一定程度地屏蔽底層硬件的複雜度,可以有效地提升用戶體驗度。國產 軟硬件廠商在積極進行雲計算、雲平臺相關的研發投入,開始形成足夠的產品儲備和服務體系。

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政務和企業上雲,也是數字時代重要的發展趨勢。隨著數字經濟時代的到來,上雲成為政企數字化 轉型的重要措施。根據國務院發展研究中心國際技術經濟發佈的《中國雲計算產業發展白皮書》, 預計到 2023 年我國政府和大型企業上雲率將超過 60%。2020 年 4 月 10 日,發改委、中央網信 辦印發了《關於推進“上雲用數賦智”行動 培育新經濟發展實施方案》。我們認為,信創體系的 建立,是在整個數字經濟時代的大背景中的,上雲也是信創推進的重要維度。

小結:開源、遷移、上雲,這三個維度本質上都在圍繞生態建設。開源是初步形成和持續打造生態 的重要途徑;遷移、上雲是為了適應生態建設的現狀,提供更好的用戶體驗的措施。

二. 國產 CPU:4 種架構 6 大品牌,性能不斷提升

國產 CPU 廠商得到了相應指令集的架構授權,發展成為 6 大主流廠商:龍芯、飛騰、鯤鵬、海光、 申威、兆芯。CPU 的指令集分為複雜指令集(CISC)和精簡指令集(RISC)兩大類。複雜指令集以 x86 架構為代表,精簡指令集則包括 ARM、MIPS、Alpha、Power 等。

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6 大主流 CPU 廠商的技術路線和生態建設各有優勢。目前在通用計算領域,優勢較強的是龍芯、 飛騰、鯤鵬、海光這 4 大廠商,我們將在本章進行重點介紹。

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1.龍芯:技術源於中科院計算產業,單核性能提升,生態不斷 完善

龍芯技術源於中科院計算產業,沿著市場化的道路不斷髮展,已有超過 20 多年的 CPU 行業積累。 2001 年,在中科院計算所知識創新工程的支持下,龍芯課題組正式成立。2010 年,龍芯公司正式 成立。龍芯堅持“市場帶技術”的道路,而不是“市場換技術”的道路,堅持自主研發,堅持市場 化的機制,整體的發展可概況為三個十年。

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龍芯 CPU 系列包括龍芯 3 號大 CPU、 龍芯 2 號中 CPU 、龍芯 1 號小 CPU 三個系列,分 別針對電腦(桌面和服務器)、工控和嵌入式、單片機領域。本章重點介紹用於桌面和服務器的龍芯 3 號系列 CPU。

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龍芯電腦端(PC/服務器)CPU 經歷了三個發展階段:不可用——可用——好用

1)早期階段(2015 年之前):性能較低,達不到“可用”程度:龍芯第一代 3A1000/3B1500 的單 核性能較低,SPEC CPU 2006 分值只有 2-3 分,打開 20M 的測試文檔需要 33 秒。

2)開始進入“可用”階段(2016-2017 年):單核性能顯著提升:龍芯第二代 3A3000/3B3000/7100 單核性能提升到 10-11 分,超過 Intel 凌動系列,打開 20M 的測試文檔時間縮短為 6 秒。

3) “可用”向“好用”升級階段(2019-2020):單核性能再次突破:龍芯第三代 3A/B4000、3A/C5000、 7A2000 的單核性能提高到 20-30 分,打開 20M 的測試文檔時間少於 1 秒。

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龍芯 4000 系列雖然採用 28nm 工藝,但憑藉優化設計,單核性能較強。

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龍芯 3 號的更新升級有兩種模式:1)工藝更新微結構不變 2)工藝不變更新微結構。龍芯 3A4000 相比 3000,採用相同工藝(28nm)但性能成倍提高;龍芯 5000 系列工藝更新 12nm。

龍芯 3 號 CPU 下一代 5000 系列的目標:提高主頻和核數。龍芯新一代桌面芯片 3A5000 將在 2020 年 Q2 流片,採用 12nm 工藝,單核性能提高至 25-30 分,與 3A4000 可原位替換,操作系 統二進制兼容;龍芯服務器芯片 3C5000 預計於 2020 三季度流片,採用 12nm 工藝,16 核結構, 支持 4-16 路服務器。

雖然從全球整體來看,MIPS 架構的生態基礎相對 x86 和 ARM 較為薄弱,但龍芯的信創生態建設 已經較為完善,而且處於不斷擴張的發展中。

龍芯非常重視 Linux 生態建設,為開源社區積極貢獻代碼,增強技術影響力。龍芯致力於 Linux 生 態體系的兼容優化,有上百人規模的開源軟件工程師團隊,提供操作系統和底層軟件兜底服務的能力。2020 年 3 月 17 日,Java14f 發佈,根據官方發佈的統計,Oracle、紅帽、SAP、龍芯和谷歌, 位於 OpenJDK 代碼提交次數的全球前五位。

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在應用開發環境建設方面,龍芯支持主流的 Linux 開發環境,包括多種編程語言、函數庫、平臺引 擎和集成開發工具等。

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PC 端的生態建設:龍芯 CPU 已經支持主流的整機、操作系統、辦公軟件、瀏覽器、輸入法和部 分設計工具等常見軟硬件,覆蓋了基本的辦公需求。

服務器生態領域:龍芯目前的 3B4000 服務器芯片是 4 核的,可以支持雙路、 四路全相連結構, 實現了虛擬機效率提升至 95%以上、跨片訪存帶寬提升至 400% 以上、內存數量線性擴展以及高 吞吐率。目前也已經有百款廠商適配了龍芯的服務器 CPU。我們認為,龍芯新一代 16 核的服務器 CPU 在 2020 年內流片之後,龍芯在服務器領域的市場影響力將進一步得到增強。

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雲計算生態領域:龍芯的 KVM 虛擬機於 2019 年 4 月發佈,完善支持 OpenStack 集群管理工 具,實現了從 CPU 到系統, 全鏈條虛擬機的自主研製。在雲容器方面,龍芯的 Doker 容器於 2017 年發佈,完善支持集群管理工具 Swarm、 Kubernets、 Openshift、 Mesos 等。龍芯的雲 計算生態夥伴包括:浪潮雲、 騰訊雲、 金山雲、 曙光雲、 雲棧希雲、 中標易雲、 道客雲、航 天科工天熠雲、 UCLOUD、 CETC 電科雲、 普華雲、 升騰雲、 金蝶雲、江蘇華雲、 廣西梯度 雲、 上海田畝雲、 北京優炫雲、 成都精靈雲、 廣東品高雲,等等。

龍芯在信創雲計算的典型案例是和浪潮雲合作的電子政務外網雲平臺。基於龍芯 CPU 和 Docker 技術,依託浪潮雲計算中心構建的電子政務外網雲平臺,可以支撐省市縣三級應用,用戶數達到了 5 萬+規模,實現了辦公系統、信息門戶、統一認證和授權管理系統、電子簽章系統等上雲部署。

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2020Q1,龍芯中科克服了疫情的影響,逐漸恢復研發、生產和市場工作,實現第一季度收入同比 增長 30%。整體來看,龍芯 CPU 單核性能較強,而核數和工藝也有望在年內實現進一步突破,從 而有望充分爭取信創領域的市場份額。

2. 飛騰:基於 ARM 架構,性能高而能耗低,

飛騰有 20 多年的 CPU 研製積累,背後依託中國電子信息產業集團(CEC)。2014 年,中國電子信 息產業集團、天津濱海新區政府、天津先進技術研究院三方聯合成立天津飛騰信息技術有限公司, 致力於飛騰系列 CPU 的設計研發和產業推廣。飛騰公司核心技術和研發團隊來自國內頂尖高校, 擁有 20 多年自主 CPU 研製經驗。飛騰的芯片面向三大領域:服務器、PC 和嵌入式,本章重點介 紹服務器和 PC 端的 CPU。

從技術路線角度,飛騰的發展經歷了 2 個階段:

1)早期:基於 SPARC 架構(1999-2012),生態建設受限。

2000 年,飛騰第一款嵌入式 CPU 推 出;2005 年,飛騰團隊推出了 32 位、64 位的通用 CPU;2009 年推出第一款 8 核高性能 CPU, 2012 年飛騰 16 核高性能通用 CPU 推出。但整個 SPARC 架構生態日漸式微,也一定程度上影響 了飛騰 CPU 的進一步推廣。

2)新篇章:基於 ARM 架構(2014-至今),性能顯著提升、生態建設順利推進。2014 年飛騰基於 ARM 架構的 FT-1500A 推出,性能相當於 Intel Xeon E3,從此開啟了技術發展的新篇章。2017 年,飛騰推出 64 核的 FT-2000+系列。2019 年,飛騰桌面版 FT-2000/4 問世,採用 16nm 工藝, 性能相當於 Intel Core i3 系列。

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飛騰新一代的 CPU 實現了性能的顯著提升:在桌面領域:飛騰新一代的 FT-2000/4 較上一代 FT1500A/4 計算性能提升了 1 倍,功耗方面降低 33%。FT-2000/4 還可以通過“降頻”、“減核”的 方式,在能源、交通、化工、金融等關鍵領域實現嵌入式低功耗終端應用。在服務器領域:飛騰新 一代的服務器芯片 FT-2000+/64 較上一代 FT-1500A/16 計算性能提升 5.5 倍,單位功耗算力提升 近 2 倍,是更加高效更加綠色的芯片。

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飛騰基於 ARM V8 架構的服務器 CPU,相比 x86 架構的海外廠商產品,優勢在於多核處理能力和 功耗上面。在 2019 年的某項目中,4 臺基于飛騰 FT-2000+/64(64 核,16nm)的單路服務器和 4 臺 搭載英特爾至強 E5-2650V4(12 核,14nm)的雙路服務器在大數據方面進行了對比測試。在 Storm 測試中,飛騰的各項測試均相當或佔優。在離線計算 Spark 測試中,飛騰得益於其多核處理能力, 也實現了性能佔優;在消息隊列 Kafka 測試中,飛騰的性能和 x86 服務器基本相當。飛騰的功耗僅僅為對方的 50%。體現出了飛騰對大數據組件,尤其對離線計算的良好支持,也體現了飛騰 CPU 的節能。

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針對雲計算平臺的虛擬化方面,飛騰服務器芯片提供了較好的硬件輔助虛擬化支持。在 FT2000+/64 服務器上對比了虛擬機雙核(採用 KVM 虛擬化)和宿主機雙核在基準測試中的效率 比值,平均約為 97.5%左右,這為基於 KVM 虛擬化的雲平臺性能提供了強有力的支撐。

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生態建設:

飛騰通過性能強大、低功耗的桌面 CPU,構建了終端全棧生態。終端全棧架構包括硬 件層,固件、操作系統及驅動層和應用層。

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飛騰軟硬件生態圈:飛騰聯合了近 1000 家國內的軟件/硬件廠商,支持超過 300 款服務器、30 多 款整機、40 多款便攜筆記本、20 多款存儲設備。

未來發展:

2019 年 12 月,在首屆生態夥伴大會上,飛騰公佈了 2020-2024 的五年發展規劃:計 劃在未來 5 年內持續投入 150 億以上,用於研發、生態建設和客戶保障,將團隊擴大到 3000 人以 上,建立市場化的激勵機制,鞏固政務、行業辦公市場,開拓金融、通信、能源、交通等業務市場, 到 2024 年實現營收超過 100 億元。我們認為,飛騰 CPU 在性能和能耗方面具有顯著優勢,隨著 市場化進程的深化和研發資源投入力度的加大,未來有望進一步擴大在信創領域的影響力。

3. 鯤鵬:ARM 多核架構,通用計算和 AI 計算並進,生態建設 加速

鯤鵬處理器基於 Armv8 架構永久授權,處理器核、微架構和芯片均由華為自主研發設計,鯤鵬計 算產業兼容全球 Arm 生態。除了傳統的服務器 CPU 和桌面 CPU,華為圍繞鯤鵬處理器打造了 “算、存、傳、管、智”五個子系統的芯片族。歷經 10 多年,目前已累計投入超過 2 萬名工程師。

在通用計算領域,鯤鵬 CPU 目前主要集中在服務器領域。鯤鵬 920 服務器 CPU 基於 ARM V8 多 核架構,最高集成 64 個物理核,主頻最高 2.6GHz,通過多核來提升算力。另外,華為鯤鵬 PC 級 的 CPU 也在規劃中。

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根據華為開發者大會 2020(cloud)公佈的數據,相比英特爾 Skylake 服務器 CPU,華為鯤鵬 920 系 列芯片的性能更高,功耗更低,主要得益於鯤鵬 920 的工藝升級到了 7nm,內核數量更多,而且 進行了多核優化處理。

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華為推出了基於鯤鵬 CPU 的泰山服務器系列,包含多個種類。根據華為 2019 年的生態大會公佈 的信息,華為未來將重點聚焦於算力的上游,進行生態夥伴賦能,未來有可能逐漸退出服務器整機 領域。我們認為,隨著華為生態建設的逐步完善和廠商對鯤鵬 CPU 接受度進一步提高,華為鯤鵬 CPU 未來有望不依賴於華為自己的服務器整機進行推廣,從而實現戰略升維。

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在 AI 算力方面,華為提供昇騰 AI 處理器和 Atlas 平臺。昇騰系列包括 310 和 910 兩款,均採用 華為自研的達芬奇架構。昇騰 310 定位是高效、靈活、可編程的 AI 處理器,功耗僅 8W,八位整 數精度(INT8)性能達到 16TOPS,16 位浮點數(FP16)性能達到 8 TFLOPS;昇騰 910 定位為 超高算力的 AI 處理器,其最大功耗為 310W,八位整數精度(INT8)下的性能達到 512TOPS,16 位浮點數(FP16)下的性能達到 256 TFLOPS。作為一款高集成度的片上系統(SoC),除了基 於達芬奇架構的 AI 核外,昇騰 910 還集成了多個 CPU、DVPP 和任務調度器,具有自我管理能 力,可以充分發揮其高算力的優勢。昇騰 910 集成了 HCCS、PCIe 4.0 和 RoCE v2 接口,為構建 橫向擴展(Scale Out)和縱向擴展(Scale Up)系統提供了靈活高效的方法。HCCS 是華為自研 的高速互聯接口,片內 RoCE 可用於節點間直接互聯,最新的 PCIe 4.0 的吞吐量比上一代提升一 倍。華為 Atlas 平臺是搭載昇騰處理器相關的服務器、邊緣計算小站、AI 集群等。

鯤鵬生態加速推進:華為聚焦於架構和併發,提供算力;硬件開放、軟件開源、支持遷移和生態夥 伴共建生態。在華為開發者大會 2020(Cloud)上,華為宣佈“沃土計劃 2.0” ,將在 2020 年投 入 2 億美元推動鯤鵬計算產業發展,並公佈面向高校、初創企業、開發人員及合作伙伴的扶持細 則。華為攜手騰訊遊戲啟動在鯤鵬領域的全面合作,並與麒麟軟件、普華基礎軟件、統信軟件、中 科院軟件所共同宣佈基於openEuler 的商用版本操作系統正式發佈,加速鯤鵬生態在各行業落地。

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以“ Kunpeng+昇騰”算力為中心,華為鯤鵬產業已經聚集了眾多產業合作伙伴,涉及應用軟硬件、 開發、人才培養等全方位的鯤鵬生態體系已經建立。

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4. 海光:一度受貿易摩擦影響,產業鏈恢復程度有望超預期

海光(Hygon)獲得 AMD x86 授權:2016 年,為應對危機,AMD 成立了天津海光來授權 x86 芯片 的設計,由此獲得 2.93 億美元現金。天津海光成立了成都海光微電子和成都海光集成電路公司。 AMD 分別擁有海光微電子股份 51%和海光集成電路 30%的股份。海光微電子由 AMD 持有大多數 控股,因此被授權使用 x86 的設計。截至 2019 年中報,曙光持有海光信息 36.44%的股份。

海光信息營收顯著增長,淨利潤實現轉正。海光信息近 3 年收入明顯增長,海光信息近 3 年收入 明顯增長,由 2017 年的 0.14 億增長到 2019 的 3.9 億元,淨利潤也實現了超過 6000 萬元。

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2019 年,海光進入實體清單,產業鏈一度受到影響,但恢復程度有望超預期。依託中科曙光、中 科院的雄厚的研發實力,從長期來看,海光具備吸收先進的技術並做出自主改進和升級的能力,供 應鏈的影響逐步減弱。在半導體生產線全球化佈局的大背景下,公司通過全面梳理供應鏈,積極尋 找可替代部件,也和部分上游企業進行了積極溝通,以促進交易恢復。公司供應鏈運營方面取得了 實質性進展,已經形成了相對完整的應對方案,能夠保持公司供應鏈平穩運行。可以看到,掌握先 進製程工藝的廠商已經有三星、中芯國際、臺積電等廠商。

我們認為,海光在吸收了 AMD 的技術的基礎上,憑藉 x86 的生態和性能優勢,依託中科院、中 科曙光的研發實力支撐,通過整合供應鏈資源,有望在 2020 年實現市場份額的進一步突破。

三. 國產數據庫:機遇和挑戰同在

1.數據庫基本概念和發展趨勢

全球數據庫行業的 4 個趨勢:1)關係型數據庫仍然佔據主導地位,非關係型數據庫逐漸崛起;2) 雲廠商自研數據庫逐漸崛起;3)開源數據庫的重要性逐漸提升; 4)為適應複雜的應用場景,多 模數據庫成為重要方向。

國內數據庫廠商受益於三個機遇:1)信創戰略對國產生態體系的推動;2)大數據時代,非結構化 數據處理需求以及高並行運算帶來數據庫行業技術革新,國產廠商存在彎道加速的機會(不一定短 期內可以超車);3)國內雲計算巨頭入局,一定程度改變了競爭邊界,打破了過去以 Oracle 為代 表的巨頭壟斷格局。

數據庫是非常重要的基礎軟件,和操作系統、中間件並列為三大基礎軟件。幾乎所有的應用軟件都 要基於數據庫去存儲、管理和處理數據,數據庫直接影響到應用軟件的運行效率、可拓展性、靈活 度和可靠性。對於應用軟件的開發,選擇合適的數據庫是非常重要的環節。

數據庫隨著數據處理的需求不斷變化:早期是一致性的數據,隨著互聯網、雲計算、AI 的發展,非 結構數據重要性開始提升,數據庫也經歷了由集中式向分佈式的演化。另外,互聯網對於低成本數 據庫的需求,催生了開源數據庫的興起。主流的雲服務廠商,很多都有自己研發的數據庫產品,也 成為行業內的一股新興勢力。

國產信息基礎軟硬件行業深度報告:開源、遷移、上雲、生態

數據庫根據數據結構和功能這兩個維度進行劃分。根據數據結構,可分為:關係型數據庫、非關係 型數據庫;根據功能不同,可以分為:操作型數據庫、分析型數據庫。

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不同類型的數據庫側重點不同,相應的優勢和適用領域不同,也存在各自的短板。所以,並不存在 可以適合所有領域的數據庫產品。

操作型數據庫:主要面向兩類事務數據:需要記錄下來的數據,以及臨時數據。需要記錄的數據一 般和應用軟件相關(比如 ERP,CRM 等),需要穩定存儲下來,以便在未來某個時間進行查詢或分析 使用。臨時數據一般也和應用軟件相關,但是誕生於軟件運行過程中,而且在應用軟件任務結束後, 沒有必要存儲下來的數據。因此,臨時數據對於一致性的要求更低,經常使用非關係型數據庫進行 處理。

分析型數據庫:並不直接鏈接到某個應用。常用於數據倉庫、商用智能軟件和數據科學場景。分析 型數據庫經常包含了從操作性型數據庫提取出來的,用於大數據分析的數據。

關係型數據庫是建立在關係模型基礎上的數據庫,關係模型就是“一對一、一對多、多對多”等關 系模型,一個關係型數據庫就是由二維表及其之間的聯繫組成的一個數據組織。關係數據庫基於結 構化的查詢語句(structured query language, 簡寫為 SQL)。關係型數據庫包括主流的 Oracle, Microsoft SQL Server,MySQL,PostgreSQL,DB2,Microsoft Access, SQLite,Teradata, MariaDB,SAP 等。

關係型數據庫目前仍佔據主導地位。據 DB-Engines Ranking 統計,全球受歡迎度前十的數據庫名 單中,有 8 家是關係型數據庫,Oracle、MySQL 和 Microsoft SQL Server 佔據前三。

關係型數據庫最大的特點是數據的一致性(事務一致性),由於以標準化為前提,數據更新的開銷很 小。而傳統的關係數據庫的橫向拓展性不強,靈活性不足(由於預先定義了關係結構)。傳統的關係 型數據庫,在涉及到大量的非結構化數據以及高併發操作的領域表現不佳。

非關係型數據庫:為了處理非結構化數據,同時適應高併發、靈活拓展的需求,非關係型數據庫應 運而生。非關係型數據庫也支持除了 SQL 之外的語句,因此也被標記為 NoSQL。根據數據存儲形 式不同,非關係型數據庫包括:文檔型、圖像型、健-值存儲型、時間序列型和寬列式數據庫。

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非關係型數據庫的優勢在於易用性、靈活可橫向拓展,對於非結構化數據處理能力更強。而且,非 關係型數據庫經常內置於 API 之內,開發者無需深入理解數據庫的結構就可以簡便地實現查詢。 非關係型型數據庫主要的短板在於數據不一致性,而且技術發展也不如關係型數據庫成熟。

全球數據庫的市場份額(商業版)仍然存在少數寡頭壟斷局面。從市場份額來看,根據 IDC 數據, Oracle、微軟、 IBM 佔據了關係型數據庫收入份額的 79%,壟斷地位較高。非關係型數據庫中,微 軟、IBM 和 InterSystems 的收入份額佔全球前三,總計為 76%。整體來看,商業版本市場中,少 數寡頭的市場地位仍然較高。

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雲計算廠商崛起,逐漸加入市場領導者陣營。根據 Gartner 在 2017/2018/2019 公佈的操作型數據 庫魔力象限,Oracle、微軟、SAP 和亞馬遜一直處於“市場領導者”象限,而阿里雲在 2018 年位 列“市場前瞻者”象限,2019 年位列“挑戰者”象限,在得分位置上接近領導者象限。其中,Oracle 代表傳統的主流數據庫廠商,亞馬遜和阿里雲代表崛起的雲計算廠商。

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開源數據庫的話語權逐漸增強,形成對商業版本的衝擊。開源的數據庫版本,憑藉其全球開發者社 區帶來的創新和技術活力,以及幾乎為零的使用成本,迅速得到互聯網廠商的青睞。整體來看,在 口碑和歡迎度方面,開源廠商逐漸和商業版本形成勢均力敵的局面。

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開源版本主要在非關係型數據庫市場獲得青睞,而關係型數據庫市場仍然由商業版本主導。

根據 DB-Engines 網站上對各個類型的數據庫的得分對比來看,開源版本的數據庫在幾大類非關係型數 據庫(列存儲、時間序列、文件型、健-值型、圖像型)的歡迎程度較高。而在關係型數據庫領域,商 業版本仍然佔據主導地位。非關係型數據庫興起時間較短,主要伴隨互聯網興起而發展。非關係型 數據庫更強調靈活度,而不是數據一致性。對於強調穩定的數據一致性的領域,也就是關係型數據 庫領域,商業版本的技術積累時間更久也更成熟。

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多模(multimodel)數據庫是重要的發展趨勢。過去,從全球整個行業範圍來看,數據庫的版本和廠 商較多,而且技術路線明顯不同,優勢領域也不同。隨著數字化進程的推進,具體的應用軟件項目 可能要涉及到更復雜的數據場景,需要多方位的數據處理能力,因此不得不集成了多款數據庫產品 來完成一個複雜項目。而集成不同技術路線的數據庫,勢必會影響整個項目的效率。為了降低技術 摩擦導致的效率低下,也為了更貼合用戶複雜場景的使用,很多數據庫廠商逐漸向多模數據庫的方 向去發展。另外,關係型和非關係型數據庫之間的界限也在逐漸模糊化,以更好適應用戶需求。

2. 國產數據庫廠商:“老四家”和新起點(略,詳見報告原文)

國內的數據庫理論最早在 1970 年代引入,在部分領域進行了自研,但在發展早期,市場仍然由 Oracle、IBM、DB2、Informix 主導。隨著互聯網興起,MySQL 等開源數據庫被互聯網廠商青睞, 互聯網行業的飛速發展也帶動了國內對於數據庫技術和知識的重視程度,人才資源逐漸積累。在 90 年代末和 21 世紀初,重要的國產數據庫公司成立,並開始進入市場。隨著雲計算的發展,雲廠商 針對雲的業務場景自研的數據庫也登上了歷史舞臺。整體來看,Oracle、IBM 等海外廠商在國內 的市場地位不斷削弱,屬於國產數據庫的行業空間逐步展開。

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國產數據庫行業“老四家”+新巨頭格局:老四家是達夢、人大金倉、南大通用、神舟通用;新巨 頭是阿里 Oceanbase、華為高斯 GaussDB、。國產數據庫發展面臨的主要壓力是,以 Oracle 為 代表的國際巨頭廠商的技術壁壘、生態基礎和先發優勢較強。數字時代新的需求導致的數據庫技術 革新,為國產數據庫發展提供了機遇。在大數據時代,高併發運算、非結構數據處理、靈活拓展等 需求的重要性提升,使得傳統的關係型數據庫巨頭廠商過去針對集中式數據場景的技術優勢被削 弱。國內互聯網行業蓬勃發展,互聯網巨頭入局,也帶來了行業競爭邊界的變化。整體來看,隨著 信創戰略的推廣,國產數據庫產業有望獲得新的發展機遇。

……

四. 國產操作系統:開源建設生態,統一形成合力,崛 起就在眼前

根據核心代碼是否向開放,操作系統可劃分為兩類:開源系統、閉源系統。

1.)閉源操作系統:代碼不開放,以微軟 Windows 系統為代表

微軟公司內部的研發團隊開發 Windows 操作系統,並開發配套的應用軟件,比如 Office。在生態 建設方面,Intel 和 Windows 長期合作形成 Wintel 體系,在 PC 端市佔率全球領先。

Windows 系統最大的優勢在於圖形界面,使得普通用戶操作起來非常便利。相比大部分 Linux 系 統,windows 的常用軟件安裝和系統設置不需要以命令行的方式去輸入系統指令,只需要點擊“按 鈕”即可完成。如今,絕大多數常見軟件、專用軟件和底層硬件都支持 Windows 操作系統,形成 了 Window 強大的生態整體。

2)開源操作系統:代碼免費開放,以 Linux 操作系統為代表

Linux kernel(內核)由 Linus Torvalds 在 1991 年發佈,代碼免費公開,由全球開發者共同貢獻, 已成為影響最廣泛的開源軟件項目。以 Linux 內核為基礎,不同的開發團體(開源社區、企業、個 人等)對內核代碼進行一定的修改和補充,加入 GUI(圖形界面)、應用等部分,形成了相應的 Linux 操作系統發行版。Linux 系統版本之間存在衍生關係,由此形成 RedHat、Slackware、Debian 等 幾大家族,各家族內部又衍生出一些著名版本,如 Ubuntu、SUSE、CentOS、Red Hat Enterprise Linux、Fedora 等。

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國產操作系統基本上都是基於 Linux 內核的。上世紀 90 年代末,國內就已經出現了早期版本的 Linux 操作系統,相比國外起步並不晚。我國最早的操作系統研發可以追溯到上個世紀的70年代,許多科研院所和院校參與了以 UNIX 為基礎的操作系統研發工作。90 年代,Linux 開始興起,國內 也出現了早期的 Linux 操作系統。Linux 內核在 1991 年發佈,主流的 Linux 幾大家族在 1993-1994 年間陸續發佈了第一版,在 2000-2005 年間,仍有著名的 Linux 發行版誕生。國產 Linux 系統在 90 年代末出現,如紅旗 Linux,Xteam Linux,藍點 Linux 等。因此,起步時間並不是導致國內操 作系統相比國外的差距來源。

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過去,國產操作系統行業有 4 點不足:

1)軟/硬件生態基礎不完善。國產 CPU 很長一段時間在性能上無法和 Intel 系列競爭;應用軟件更 是缺乏對國產操作系統的兼容;

2)市場化程度不夠,未形成完善的服務體系。部分版本的開發主體是院所,當時並未形成成熟的 市場化機制,難以進行有效的人才和資源管理,也無法對客戶進行系統化的技術支撐;

3)缺乏足夠的創新,產品性能不強,同質化程度較高。大部分國產 Linux 系統存在各種問題,在 形成之初迅速推向市場,缺乏持續的創新,也未能真正形成差異化的產品定位,無法獲得穩定的用 戶群體;

4)行業格局較為分散。國產操作系統歷史版本較多,大部分不具備規模優勢,無法得到足夠重視。

我們認為,國產操作系統理想的發展路徑:自主版本形成—建立初步、穩定的用戶群體—“可用” 向“好用”升級—最終實現市場良性循環。

1)選擇適當的技術路線,形成自主版本。在 Linux 內核的基礎上,進一步開發形成自主的操作系 統版本,縮短開發時間週期同時節約開發成本。“站在巨人的肩膀上”,採用開源內核,省去了重 復造輪子的過程,操作系統廠商可以把精力集中於提升用戶體驗和生態推廣方面。事實上,國產操 作系統基本上都以 Linux 內核為基礎進行開發。

2)通過政策支持形成初步、穩定的用戶群體,達到“可用”狀態。在政策支持下,有望初步形成 穩定的、成規模的用戶群體。用戶群體的建立,提高了軟/硬件廠商的適配意願。在完成常用軟/硬 件生態建設的基礎上,產品達到“可用”層面,基本滿足用戶日常的辦公需求。

3)“可用”到“好用”升級,進入市場良性循環階段,擴大用戶群體。在對初步的客戶群體進行 服務和技術支持的過程中,廠商不斷完善系統版本,通過版本迭代提升產品性能,逐漸達到“好用”, 進入良性的市場循環。

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在 2020 年信創戰略進一步推廣之年,國產操作系統的技術生態環境已經成熟。在相關政策的引導 下,經過前期的探索和積累,國產軟硬件產業形成了整體推進的局面:國產芯片的性能已經足夠強 大,而中間件、數據庫、辦公軟件、行業應用軟件,也湧現了一批優秀的國產企業。

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操作系統行業整合已是大趨勢,產業資源開始向少數優秀企業匯聚。許多操作系統版本在漫長的市 場考驗下迅速淘汰,而少數廠商憑藉紮實的技術積累和不斷改進的產品設計,具備了品牌辨識度, 而且形成了一定規模的客戶群體,比如深之度操作系統、中標軟件和銀河麒麟等,行業資源逐漸匯 集到優秀企業。深之度獲得上市公司(誠邁科技)增資,並整合了誠邁原有的部分團隊,由此獲得充足的資金來源和團隊資源;中國軟件旗下的中標軟件和銀河麒麟合併成為麒麟軟件,優勢資源整合 之後有望進一步提升競爭力。整體來看,國產操作系統行業格局由分散趨於整合,而優勢龍頭企業 的主導地位不斷提升。

1.誠邁科技:統信 UOS 新秀崛起,版本、生態、技術一統

統信軟件是上市公司誠邁科技旗下的操作系統軟件公司,於 2019 年 11 月 14 日成立,是專注於 Linux 操作系統研發和服務的商業公司。統信軟件由國內多家長期從事操作系統研發的公司組成, 包括:深度科技、誠邁科技、中興新支點等。

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我們認為,統信軟件的核心競爭力在於三點:1)繼承了深度科技長期積累的技術和產品優勢;2) 統一的技術和版本,確保了生態價值;3)依託上市公司平臺,獲得充足的資源支持。

1)統信軟件繼承了深度科技的優勢

深度科技以用戶友好的圖形界面在業界聞名,產品歷經多次升級迭代,已經得到主流認可。

統信軟件的前身——深度科技,是一傢俱有國際知名度的、以用戶友好圖形界面聞名、得到業界普 遍認可的國產操作系統公司。深度科技(全稱:武漢深之度科技有限公司)成立於 2011 年,是專注 於國產 Linux 操作系統研發與服務的商業公司,自主研發的 Linux 操作系統是 deepin 系統。

深度系統最大的特點是自主研發桌面環境(DDE),和 KDE/Gnome 相似,是現代化、全功能的桌 面環境,提供美觀易用、簡潔高效的交互界面。深度的桌面環境和系列應用軟件已被移植到了包括 Fedora、Ubuntu、ArchLinux、OpenSUSE 等十餘個國際主流 Linux 發行版。在積極參與開源社區 方面,deepin 已經向 Gnome、Qt、Wine 等開源軟件提交了數百個補丁,主持開展的開源項目數 十個,開源代碼超過 500 萬行。截至 2018 年底,深度科技的操作系統 deepin 被下載超過 8000 萬 次,提供了 32 種不同的語言版本,以及遍佈六大洲 33 個國家 105 個鏡像站點的升級服務。在開 源操作系統統計網站 DistroWatch 上,deepin(深度操作系統)長期位於世界前十,是率先進入國 際前十名的中國操作系統產品。

深度科技的 deepin 操系統在易用和兼容方面已經足夠突出。

易用性:從操作界面的角度,deepin 研發構建了自己的桌面系統,獨創控制中心繫統管理界面, 把 Linux 的桌面系統功能提升到新的高度,貼合了用戶多年使用 Windows 桌面養成的操作習慣。 針對國人使用習慣,deepin 全力配置 wine,用於在 linux 環境中兼容 Windows 系統調用。

兼容:deepin 兼容大部分常用軟件,充分滿足用戶辦公和休閒需求。Deepin 系統可以兼容大部分 國產軟件,比如微信、QQ、搜狗輸入法、網易音樂、WPS、迅雷、百度網盤等,同時也保持了對 火狐、谷歌等海外軟件的兼容。常用國產軟件能在deepin的軟件商店裡一鍵安裝,避免了其他Linux 版本命令行式的安裝和繁瑣的系統配置。相比之下,大部分 Linux 發佈版本對於國產軟件並不兼 容,使得 deepin 操作系統脫穎而出。

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深度科技是華為重要開源生態合作伙伴:雙方的合作從 2018 年就開始了,在華為 2019 全聯接大 會上,華為宣佈將開源服務器操作系統 EulerOS,深度科技將貢獻 DDE 2.0 環境,與華為攜手共 建 openEuler 社區。在 PC 端,2019 年 9 月,華為發佈了搭載 Deepin 操作系統(桌面版)的 Magicbook Pro 銳龍版,是華為首款搭載國產操作系統的 PC 產品。

整體來看,深度科技在技術創新、設計理念、用戶需求導向、市場知名度方面已經足夠優秀。我們 認為,統信軟件吸納了深度科技的研發團隊和技術理念,已具備了優良的先天基礎。

2)統信操作系統 UOS:統一的開發環境和底層生態,是建設生態基礎的關鍵。

縱觀整個技術發展史,任何技術得以實現大範圍落地和推廣,都是以統一標準和規範體系的建立 為前提的。從國際通用的技術標準、到各個國家層面的技術規範,再到各個行業的技術準則,統一 的技術路線和標準,是打通市場隔閡的關鍵,也是各個巨頭(西門子、Intel、IBM、微軟)獲取競爭 壁壘的手段。

統信軟件自主研發的操作系統 UOS,於 2020 年 1 月 14 日正式版面向合作伙伴發佈。UOS 基於 Linux 內核,同源異構支持 4 種架構(AMD64、AMR64、MIPS64、SW64),支持龍芯、鯤鵬、飛 騰、兆芯、申威、海光這 6 大主流國產芯片,以及相應的筆記本、臺式機、服務器等,是可用而且 好用的自主操作系統。

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UOS 操作系統以“六個統一”作為方針,作為國產操作系統生態的長遠發展的思路,為操作系統 的發展規範了技術路線、接口規範、標準、文檔等關鍵指標。具體如下:

1)統一的版本:同源異構,同一份源代碼構建支持不同 CPU 架構的 OS 產品,實現全平臺系統同 步更新維護;2)統一的支持平臺:提供統一的編譯工具鏈,並提供統一的社區支持;3)統一的應 用商店和倉庫:UOS 應用商店支持簽名認證,提供統一安全的應用軟件發佈渠道;4)統一的開發 接口(ABI 和 API):統一版本的運行和開發環境,在某 CPU 平臺完成一次開發,即可在多種架 構 CPU 平臺完成構建;5)統一的標準規範:規範的測試認證,為適配廠商提供高效支撐,提供軟 硬件產品互認證;6)統一的文檔:一致的開發文檔、維護文檔、使用文檔,降低運維門檻。

我們認為,1 和 5 是促進適配高效和低成本的關鍵,2、4 和 6 是吸引更多開發者的關鍵,3 則為 用戶選擇應用軟件提供了極大的便利,也吸引更多的應用廠商入駐。這 6 個特性,在發揮開源軟 件強大的創新活力的同時,也確保了產品發展脈絡的統一和管理的統一,本質上促成了生態合作 商-應用開發者-用戶三個利益群體的有效整合。

統信 UOS 的“六個統一”,從整體上實現了技術路線、技術規範、生態開發的統一,

其本質是對 版本、技術路線的打通和融合,屏蔽了基礎軟硬件的複雜程度,極大地簡化了軟硬件的適配過程, 掃清了適配複製和版本混亂的障礙。同時,UOS 率先引領了操作系統規範化、標準化的趨勢,在 同類產品中,先發優勢顯著。我們認為,技術路徑和規範的統一,是國產 IT 領域未來的發展趨勢。

UOS 統一框架的提出和實踐,正是國產操作系統行業朝著規範化邁出的重要一步。這“六個統一” 特性,是 UOS 迅速建立軟/硬件生態圈,未來實現大範圍推廣應用的關鍵。

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從軟硬件適配角度:UOS 把碎片化的應用市場通過統一的架構聯接和整合,使得生態適配可以有 序、快速推進,適配工作趨於標準化,極大提升了適配效率,促進生態圈不斷完善。從潛在的生態 夥伴角度,和統信操作系統進行一次適配,其效果相當於和過去多個版本分別進行適配,因此適配 的性價比顯著提升,而且統信的標準規範的測試流程,也節省了適配的時間和投入。從效果來看, 統信 UOS 在正式推出幾個月的時間內,已經完成適配多款芯片、基礎軟件、應用軟件、打印機等 外設,目前軟/硬件合作伙伴已經超過 2000 多家,日常辦公領域已經可以替換 windows 系統,完 成了常用功能的覆蓋。UOS 的生態圈因此不斷完善,從“可用”到“好用”不斷推進。

以新的姿態,融入華為鯤鵬生態。2020 年,在華為 HDC 開發者大會上,華為正式發佈深度歐拉 V1.0。deepinEuler V1.0 是統信軟件基於 openEuler 內核發行的支持鯤鵬處理器的服務器操作系 統,全面支持鯤鵬處理器的新特性。同時,統信軟件將與 openEuler 聯合打造豐富的操作系統應用 生態,為用戶提供完整的應用開發及運行環境,幫助客戶將現有業務快速、平滑的遷移到鯤鵬平臺 上。隨著 deepinEuler 的不斷升級,以及鯤鵬生態的完善,deepinEuler 有望被更多的用戶喜愛和 使用。

從開發者角度:開源軟件成功的核心之一,就是面向全球範圍的開發者的開放和共贏,從而形成強 大的網絡效應和市場口碑。為開發者創造良好的開發環境和條件,早已成為眾多巨頭關注的焦點。 比如,谷歌、蘋果、Facebook 召開的全球開發者大會,華為的 HMS 開發者大會強調為開發者提 供的各種便利,BAT 大廠也有各自的開發者社區,以及過去多年主張軟件閉源的微軟也收購了 Github,都在充分顯示出巨頭對於開發者群體的友善和爭取。統信軟件統一的支持平臺、統一的開 發接口、統一的技術文檔,解決了開發者特別是開源社區開發者普遍面臨的文檔混亂、接口過雜、 缺少有組織的技術支撐的問題,有效提高了開發效率和開發體驗感,未來有望吸引更多的開發者參 與到應用生態的建設中,形成雙贏局面。

從直接用戶和應用廠商角度:統一的應用商店和倉庫,極大提升了用戶使用便利和體驗感。這種統 一管理的應用商店,縮短了應用廠商和用戶之間的“網絡距離”,也將因此吸引更多應用廠商入駐, 有望形成良性循環。可以看到,蘋果、華為、小米、微軟等巨頭,都建立了自己的應用商店,進行 應用的統一認證、上架和管理,用戶因此可以直接在應用商店中尋找所需要的應用,節省了在網絡 上自己搜索應用,也省去了需要考慮不同的版本是否匹配的問題。各應用廠商也可以把巨頭廠商的 應用商店作為“商場貨架”去獲得流量和關注度,也可以拉進和用戶的距離。我們認為,統信對於 應用商店的支持,不僅有望在信創市場獲得較好的用戶體驗,甚至也提供了邁入消費市場的可能。

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在安全、服務維度,統信軟件的發展勢頭也足夠強勁。統信軟件建立了完善的全方位服務體系,包 括遠程、現場、培訓、定製、顧問諮詢服務。特別是系統遷移相關的服務,正是信創戰略推進下, 用戶的需求痛點。統信軟件有北京、武漢、南京、成都、西安 5 地研發中心,和北京、武漢、廣州 3 個適配中心。

在安全維度:一方面是系統設計上防範了統信 UOS 在 root 權限、執行 sudo 操作、安裝和運行未 來應用商店上架的非簽名應用等方面,限定了開發者模式默認為不啟動,系統所有賬戶都沒有 root 權限,安裝應用只能在商店使用,也不能做其他通過 sudo 改變系統的操作,極大地增強了系統的 安全屬性;另一方面,公司的生態夥伴涉及殺毒軟件、終端管控、漏洞防護、加密安全、容災備份 等多個領域,共同維護用戶的信息和操作安全。

3)依託上市公司平臺:誠邁科技有望成為統信軟件堅實的支撐,為其提供更多的資金、人才、資 源整合以及市場推廣條件。統信軟件成立之初,員工人數為 1000 多人,研發人員超過 700 人,已 經初具實力。但相比廣闊的全國範圍的信創市場需求,公司仍然需要更多的研發和市場推廣的資源。 2020 年 3 月 10 日,統信軟件發佈了擴招 5000 人的招聘計劃,主要以研發人員為主,顯示了未來 強勁增長的勢頭和信心。3 月 24 日,統信軟件全國組織架構敲定:將打造 1 個總部、11 個省市公 司、5 大研發中心、3 大通用軟硬件適配中心。我們認為,公司員工成倍數擴張的招聘計劃和全國 範圍版圖的敲定,和統信軟件自身過硬的技術實力有關,另一方面也是獲得充足的資源支持的體現。

我們認為,統信軟件有望藉助誠邁科技的平臺,更加充分地發揮技術和產品優勢,以應對整個信創 市場可能到來的發展機遇。

2.中國軟件:中標和銀河雙強聯合,麒麟軟件再度起航

麒麟軟件是中國軟件旗下的國產操作系統公司,由中標軟件和天津麒麟於2019年12月整合而成。 中國軟件成立於 1980 年,是中國電子信息產業集團有限公司控股的上市公司,是國內軟件行業的 先行者之一。中國軟件打造了完整的從操作系統、數據庫、中間件、安全產品到應用系統的產品鏈 條;在全國稅務、黨政、交通、知識產權、金融、能源、醫衛、安監、信訪、應急、工商、公用事 業等國民經濟重要領域都有廣泛的客戶群體積累。中國軟件是首批通過全國“軟件企業”認證的企 業,連續多年被評為“國家規劃佈局內重點軟件企業”,併入選國家軟件百強企業。

2020 年 3 月 20 日,麒麟軟件召開雲端發佈會,工信部、天津市、國防科大、中國電子四地共同在 中國電子“藍信”移動平臺上,見證麒麟軟件“遨天”計劃的發佈。以此為標誌,麒麟軟件完成整 合,正式揚帆起航。未來,麒麟軟件將實現百億級資金投入,計劃用 5 年時間培育、塑造一支規模 逾萬人的自主操作系統精英團隊,推動操作系統技術收斂和戰略佈局,加快形成具有戰略支撐力和 全球競爭力的自主操作系統發展體系。

我們認為,麒麟軟件的核心競爭力在於三點:1)整合了中標軟件和天津麒麟的技術和產品優勢;2)承擔重大科研項目,是典型的“國家隊”;3)依託中國電子信息產業集團產業群體資源。

中標軟件和天津麒麟在操作系統技術、產品、企業資質、產業鏈配套、市場應用等方面處於優勢地 位,在政務、國防、金融、能源、交通、醫療等行業已經獲得廣泛應用和認可。2019 年 12 月,天 津麒麟全資收購中標軟件,收購完成後,新公司為麒麟軟件。我們認為,兩大優勢操作系統企業的 深度整合,有望形成優勢資源互補,成為麒麟軟件堅實的技術和市場基礎。

國產信息基礎軟硬件行業深度報告:開源、遷移、上雲、生態

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中標軟件

中標軟件有限公司(簡稱中標軟件)成立於 2003 年,在國產操作系統領域積累深厚。公司註冊資 金 2.5 億元,是操作系統產品專業化研發與推廣企業,以操作系統技術為核心,重點打造安全創新 等差異化特性產品。作為國家規劃佈局內重點軟件企業,中標軟件獲得了國防、民用兩方面的相關 企業與產品資質,是安全操作系統旗艦企業。公司登記軟件著作權 270 項,申請專利 272 項,其 中專利授權 134 項,各類獎項 240 多個,被授予“國家規劃佈局內重點軟件企業”、“國家高技 術產業化示範工程”等,通過了國家軟件企業認證資格、高新技術企業認證、CMMI5 級認證等。

中標軟件旗下擁有“中標麒麟”、“中標普華”、“中標凌巧”三大產品品牌。中標麒麟操作系統 系列產品主要以操作系統技術為核心,安全可信為特色;中標普華以辦公軟件為核心;中標凌巧移 動終端操作系統為行業客戶提供安全的移動業務新體驗。中標麒麟系列已經形成了完善的產品系 列,支持服務器、桌面、雲、集群和虛擬化環境應用。

完善的軟硬件體系:在生態兼容方面,中標軟件在長期的發展歷程中,積累了成體系的 IHV(獨立 硬件廠商)和 ISV(獨立軟件廠商)合作伙伴,涉及芯片、整機和服務器、中間件、數據庫、應用軟 件等等。

國產信息基礎軟硬件行業深度報告:開源、遷移、上雲、生態

重點領域長期的客戶積累:公司的軟件產品已經在政府、國防、金融、教育、財稅、公安、審計、 交通、醫療、製造等行業得到深入應用,應用領域涉及我國信息化和民生各個方面,多個領域已經 進入核心應用部分。

麒麟軟件

麒麟軟件融合了兩家公司在桌面和服務器操作系統的產品和技術優勢,打造競爭力更強、適配範圍 更廣的操作系統產品。目前,麒麟軟件形成了銀河麒麟操作系統、銀河麒麟雲、銀河麒麟集群軟件 等產品系列,佈局全面,適合物理機、雲、集群等多種環境。

1)銀河麒麟操作系統:桌面版和服務器版

銀河麒麟桌面版操作系統 V10 是在天津麒麟原有的產品系列基礎上,打造的全新的產品。實現了 同源支持飛騰、鯤鵬、龍芯、兆芯、海光等國產平臺,提供類似 Win 7 風格的用戶體驗。這一系 統操作簡便,在國產平臺的功耗管理、內核鎖及頁拷貝、網絡、VFS、NVME 等方面開展優化,系 統加載迅速,大幅提升了穩定性和性能;在生態方面:精選數百款常用軟件,集成麒麟系列自研應 用和搜狗輸入法、金山 WPS 等合作辦公軟件,使您辦公高效便捷,同時兼容支持 2000 餘款安卓 應用,補全了 Linux 生態應用短缺的短板;在產品升級方面:構建了多個 CPU 平臺統一的在線軟 件倉庫,支持版本在線更新。

銀河麒麟高級服務器操作系統 V10 是針對企業級關鍵業務,適應虛擬化、雲計算、大數據、工業 互聯網時代對主機系統可靠性、安全性、性能、擴展性和實時性的需求,依據 CMMI 5 級標準研製 的提供內生安全、雲原生支持、國產平臺深入優化、高性能、易管理的新一代自主服務器操作系統; 同源支持飛騰、龍芯、申威、兆芯、海光、鯤鵬等自主平臺;可支撐構建大型數據中心服務器高可 用集群、負載均衡集群、分佈式集群文件系統、虛擬化應用和容器雲平臺等,可部署在物理服務器 和虛擬化環境、私有云、公有云和混合雲環境;應用於政府、國防、金融、教育、財稅、公安、審 計、交通、醫療、製造等領域。

2)銀河麒麟雲產品系列:雲平臺和雲桌面

銀河麒麟雲是以模塊化、可插拔為設計理念,可按需使用、易於管理、靈活擴展、安全可靠的新一 代雲平臺管理系統。 銀河麒麟雲採用高效的資源池化機制,支持多種主流虛擬化方式,通過網絡 將 IT 基礎設施資源按需提供給用戶使用(IaaS 服務),同時支持 PaaS 服務和 SaaS 服務。採用 雲到端一體化設計,支持用戶對資源進行遠程桌面訪問,通過易用高效的遠程訪問協議,獲得接近 本地使用的體驗。銀河麒麟雲致力於為用戶提供安全、彈性、高可用、高性能的公有云/私有云/專 業雲解決方案。

銀河麒麟雲桌面管理系統是基於銀河麒麟雲的成熟完善的企業級桌面虛擬化平臺。銀河麒麟雲桌 面將操作系統、應用、 數據和配置文件從底層硬件中分離出來,集中在雲中心,實現對桌面/應用 /數據的統一管理、統一存儲和統一計算,向用戶終端交付虛擬桌面/應用等服務,確保本地不留密、 網絡不傳密,簡化桌面系統的維護和管理。兼容主流 KVM/XEN 等虛擬化技術,支持 Windows 操 作系統,支持 KylinOS、Redhat、CentOS 等多種 linux 通過 USB 透傳支持各種主流外設,支持服 務器上的 USB 設備,如 UKEY、加密狗等,支持 ARM、intel 架構的瘦客戶機及基於傳統終端的雲 桌面。

3)銀河麒麟集群軟件

銀河麒麟高可用集群管理系統將多臺服務器進行集群化結構整合,進行統一管理和集中監控,消除 傳統單機運行模式中的單點故障點,為關鍵應用、核心數據提供保護,提高業務延續性。支持雙機 主備架構、雙機熱備架構、N+1 備份架構和 N+M 備份架構,滿足用戶在不同應用場景下的高可用 需求。支持多種部署模式,提供共享存儲高可用部署及鏡像存儲高可用部署。

銀河麒麟負載均衡系統是首款基於國產飛騰 CPU 設計開發的國內完全自主安全的負載均衡設備。 系統通過負載均衡設備內固化的銀河麒麟安全操作系統平臺,安全性達到了結構化保護級(四級)安 全認證要求,成為國內高安全等級的負載均衡系統。銀河麒麟負載均衡系統主要解決單節點服務器 性能瓶頸和單條網絡鏈路性能瓶頸,以及服務器、網絡鏈路的高可用問題。

銀河麒麟高性能計算系統是在“銀河”/“天河”系列超級計算機研究成果的基礎上開發的適合中 小規模應用需求的高性能計算系統。系統採用了自主研發的銀河麒麟操作系統和銀河麒麟高性能 計算(HPC)套件,支持 InfiniBand、萬兆高速計算網絡,支持國內外主流的高性能服務器、刀片 服務器、海量存儲、高速網絡交換等硬件設備,提供資源管理、HPC 集群管理、並行編譯、並行 計算等功能,主要面向密碼算法、衛星遙感、氣象預報、生物醫藥、資源勘測、圖像處理等領域, 滿足科學計算和海量數據處理。此外,還有銀河麒麟雲存儲、銀河麒麟容器雲等產品。

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麒麟和華為的合作:自 2016 年開始,麒麟軟件就開始了與華為公司的合作。從鯤鵬 916 開始到鯤 鵬 920,雙方合作進行了多款產品的技術研發、優化調優和軟硬件適配認證等一系列工作。 2019 年 12 月 31 日,openEuler 開源社區上線之時,麒麟軟件作為操作系統領軍企業便已參與籌建。3 月 27-28 日,華為開發者大會 2020(Cloud)召開,華為宣佈 openEuler 20.03 LTS(Long term support)版本正式發佈,並與麒麟軟件共同發佈了基於 openEuler 的麒麟服務器操作系統。

市場地位:麒麟軟件在天津、北京、上海、長沙、廣州、太原、鄭州、成都、西安、瀋陽等地設有 分支機構,服務網點遍佈全國 31 個省會城市。旗下的操作系統系列產品,在黨政、國防、金融、 電信、能源、交通、教育、醫療等行業獲得廣泛應用。根據賽迪顧問統計,麒麟軟件旗下操作系統 產品,連續 8 年位列中國 Linux 市場佔有率第一名。

在開源社區賦能方面,麒麟軟件維護和主導的開源社區是優麒麟社區。優麒麟(Ubuntu Kylin)是 由麒麟軟件有限公司主導開發的全球開源項目,其宗旨是通過研發用戶友好的桌面環境以及特定 需求的應用軟件。

優麒麟操作系統是 Ubuntu 官方衍生版,得到來自 Debian、Ubuntu、Mate、LUPA 等國際社 區及眾多國內外社區愛好者的廣泛參與和熱情支持。

UKUI 已經默認使用在優麒麟開源操作系統和銀河麒麟商業發行版中。2020 年 3 月 26 日,經過 openEuler 社區技術委員會審議通過,UKUI 桌面環境特別興趣小組(UKUI SIG)正式成立,這是openEuler 社區首次接受的由中國團隊主導開發的桌面環境。繼 Gnome 和 Mate 之後,UKUI 成為 openEuler 的第 3 個可選桌面環境。openEuler 也是繼 Debian、Ubuntu、Arch Linux 等國際 Linux 發行版之後,又一款將 UKUI 作為可選桌面環境的開源操作系統,UKUI 正在被越來越多的 Linux 主流發行版接納和認可。UKUI 是一款輕量級的 Linux 桌面環境,基於 GTK 和 QT 開發,是一 款現象級的 Linux 桌面環境。,用戶可以直接在優麒麟官網,或 360、華為、阿里雲、重慶大學等 開源鏡像站下載體驗 UKUI,在今年 4 月發佈的優麒麟 20.04LTS 中也將首次集成 UKUI 3.0 預覽 版。

麒麟軟件在國產操作系統領域經歷和長期的技術、國家項目和客戶群體積累,實力雄厚,依託中電 集團的背景和資源優勢,並且積極參與開源社區建設。我們認為麒麟軟件未來仍將作為國產操作 系統行業的重要引領者,充分受益於信創行業紅利。

五. 國產中間件:國產廠商逐漸崛起,替代空間較大

中間件位於底層平臺(操作系統)和應用軟件之間,是一種跨平臺的基礎軟件。目前,中間件主要用 於解決分佈式環境下數據傳輸、數據訪問、應用調度、系統構建和系統集成、流程管理等問題,是 分佈式環境下支撐應用開發、運行和集成的平臺。隨著 IT 行業的發展,許多軟件需要在不同的硬 件平臺、網絡協議異構環境下運行,應用也從從局域網發展到廣域網,傳統的“客戶端/服務器”兩 層結構已無法適應需求,以中間件軟件為基礎框架的三層應用模式應運而生。通過在中間層部署中 間件,主要目的在於:1)高併發訪問的處理和快速響應;2)屏蔽異構性,實現互操作;3)可對 數據傳輸加密,提高安全性。

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中間件涵蓋的範圍較廣,並不存在嚴格的精準範圍的定義,而且隨著技術架構的演進而變化。中間 件涵蓋的範圍十分廣泛,包括:終端仿真/屏幕轉換中間件、數據訪問中間件、遠程過程調用中間 件、消息中間件、交易中間件、對象中間件、集成中間件,等等。中間件並不存在一個嚴格精確的 定義,在不同的角度或不同的層次上,對中間件的分類和定義也會有所不同。中間件技術的發展方 向,將聚焦於消除信息孤島,推動無邊界信息流,支撐開放、動態、多變的互聯網環境中的複雜應 用系統,實現對分佈於互聯網之上的各種自治信息資源(計算資源、數據資源、服務資源、軟件資源)的簡單、標準、快速、靈活、可信、高效能及低成本的集成、協同和綜合利用,提高組織的 IT 基礎設施的業務敏捷性,降低總體運維成本,促進 IT 與業務之間的匹配。整體來看,中間件技術 呈現出業務化、服務化、一體化、虛擬化等諸多新的重要發展趨勢。

根據計世資訊(CCW Research)發佈的《2018~2019 年軟件基礎設施(中間件)市場發展趨勢研 究》報告,2018 年國內中間件市場規模 65.0 億元,估算 2019 年中間件市場規模為 72.4 億,同 比增長 11.4%。根據計世資訊的數據,國內中間件的下游客戶主要包括政務、金融、電信三大領域, 分別佔據 26%、23%和 17%的市場份額。

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國內中間件市場份額第一梯隊是 IBM 和 Oracle,第二梯隊為五大國產廠商。國內中間件市場中, IBM 和 Oracle 在國內市場排名前二,共佔據了 51%的市場份額,屬於第一梯隊;國內主流廠商, 包括東方通、普元信息、寶蘭德、中創中間件、金蝶天燕這 5 家,屬於市場份額第二梯隊,共佔 15% 的份額。

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IBM 和 Oracle 進入國內市場的時間較早,憑藉先發優勢和技術實力曾經一度壟斷國內廠商。而隨 著東方通、寶蘭德、普元、中創、金蝶天燕等國產廠商的技術積累逐漸成熟,對於海外廠商的替代 也在逐步進行。

整體來看,5 大國產中間件廠商的市場份額替代空間較大,有望隨著信創戰略的推廣取得更強的市 場地位。

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六. 基礎軟硬件資源整合:解決方案和系統集成

國產基礎軟硬件以解決方案、集成項目的形式進行整合推廣,而不是分散零售。一方面,集成項目 的整體能效,高度依賴於重要組件的獨立性能(例如 CPU 的運算能力)和兼容屬性(例如操作系統支 持常用軟件的數量);另一方面,單個國產組件的市場影響力,也將依賴於相關集成廠商和解決方 案廠商的項目落地、渠道建設、服務能力。基礎軟硬件廠商和資源整合廠商之間,存在一定程度的 共生關係。

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國產基礎軟硬件廠商在產業合作和集團層面存在一定的淵源。中國電子信息產業集團(CEC)旗下的 中國長城、中國軟件、天津飛騰、麒麟軟件、武漢達夢,分別涉及整機、系統集成、國產 CPU、 國產操作系統、國產數據庫幾個領域,尤其是天津飛騰、麒麟軟件長期合作形成的 PK 體系(新加 入奇安信,成為 PKS 體系)。圍繞華為鯤鵬芯片和華為雲,相關的生態合作廠商眾多,涉及整機、 軟件應用、系統集成等各個層面。例如,神州數碼是華為企業業務的全球性總經銷商,啟動“大華 為”戰略,深度綁定鯤鵬產業鏈,而且建設神州鯤泰廈門生產基地,主要生產搭載鯤鵬芯片的神州 鯤泰服務器及 PC 產品;神州信息是華為鯤鵬最早一批的戰略合作伙伴,在銀行信創領域主推自研 的分佈式核心軟件、鯤鵬系列產品的硬件集成方案。

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國產基礎軟硬件的通用性也在不斷加強。以麒麟軟件操作系統為例,桌面版有飛騰、龍芯、鯤鵬、 兆芯、海光、申威等適配的各個版本,並不僅限於飛騰 CPU。統信 UOS 操作系統,也廣泛適配各 款國產 CPU。PC 和服務器整機廠商也往往選擇支持多款國產 CPU 和操作系統等。

……

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