中国建立自主可控技术体系的一个机遇

发布时间:2019年01月07日 15:01    发布者:小编
关键词: MIPS , CPU
作者:铁流

不久前,MIPS公司宣布开源,MIPS指令集向全球客户免费授权。

MIPS此举意味着,从此之后,全球任何一家IC设计公司可以免费使用MIPS指令集,大家基于MIPS指令集设计CPU不存在任何知识产权纠纷。MIPS开源对于建立中国版Wintel是一个机遇。

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RISC-V被媒体誉为开源处理器是一个误会


在RISC-V被热炒后,一些论坛和讲座中出现了开源CPU的概念。然而,开源CPU的提法是有问题的。因为目前RISC-V只是将指令集开源,并没有将CPU的IP核开源。

这里说明一下指令集授权和IP授权。

CPU的指令集是一套标准,不同的指令集就好比是不同的语言,X86、ARM、RISC-V就好比成英语、俄语、德语。中国企业基于某一套指令集开发CPU,就好比是用某种语言写论文,虽然用的语言并非中文,但论文确实是国人实打实自己写的。

而IP指的是芯片设计中可以重复使用的模块。随着产业分工进一步深化,开发处理器已经不再需要从零开始写代码了。

在芯片设计中,一些在IP核上储备有限的IC设计公司,只要从上游厂商那里买来模块做集成,然后找台积电流片就能做出芯片,因而这类芯片集成商也被调侃为“组装芯片”。

打个比方的话,就好比从多个论文枪手那里买论文的段落,然后把这些段落拼接成论文,然后署上自己的名字。

在RISC-V开源后,大家可以基于RISC-V的指令集设计CPU,但不存在开源的,大家可以直接拿去商用的CPU。打个比方的话,那就是大家可以免费基于英语写论文,但不存在可以直接拿来署上自己名字的英文版论文。

即便是从论文枪手那里获得已经写好的段落,也是要花钱买的。诚然,基于RISC-V开发CPU核,不需要支付指令集授权费用,但如果直接用RISC-V的内核设计SoC,也是要支付授权费的——SiFive等机构的授权比Arm大方一些,但也是要收费的,而且随着商业模式的变化,以及将来RISC-V变得强势,授权费用也许会水涨船高。

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就购买的授权来说,如果买到是硬核授权,那就完全是一个黑箱;即便买软核授权,由于缺乏设计文档等配套,也很难实现消化吸收。

因而现阶段并不存在开源处理器,且从别人那里买来的东西,就是别人的东西,消化吸收既需要5年左右的时间,也需要自身具备较强的设计能力。别人的东西不可能因为打上“开源处理器”的标签后,就转眼间变成自主可控的东西。

可基于MIPS建立中国版Wintel

在RISC-V被热炒后,一些媒体言必称RISC-V,并把RISC-V视为建立自主可控技术体系的最佳选择。

但只要对比一下就会发现,在MIPS开源之后,就建立中国版Wintel来说,MIPS的优势远比RISC-V来得大。

首先,RISC-V的开放是相对的,只是比X86和ARM开放一些。很多舆论热捧RISC-V,只是因为Intel和ARM卡的太死了。Intel先后以X86知识产权诉讼和取消X86授权的方式搞死搞残了全美达和VIA。ARM指令集授权的价格异常高昂,进想科技就表示,仅购买指令集授权,就要花掉1500万美元的授权费。

而且购买ARM指令集授权并非一劳永逸,授权期限满了要重新购买,ARM更新了指令又要买......此前,有网友为了证明华为依附于ARM安全可控,在留言中称“华为买断ARM”,真不知道孙正义看到作何感受。

在这种情况下,全球任何一家IC设计单位都可以基于RISC-V设计CPU,不存在任何知识产权问题,就显得比较开放了,这使得IC设计公司对于RISC-V很感兴趣。

不过,这种开放也是相对的,RISC-V只是允许大家免费使用其指令集,并没有允许免费使用基于RISC-V设计的CPU。

然而,在MIPS也宣布免费授权之后,就导致原本RISC-V才具备的“绝技”,MIPS也拥有了,大家都可基于MIPS设计CPU。

就生态上说,虽然MIPS已经无法和X86、ARM相抗衡了。但瘦死的骆驼比马大,MIPS毕竟是最早商用的精简指令集,几十年来的积累不是初出茅庐的RISC-V比的了的。即便是ARM,在推出ARM 64之后,也许是对前人的知识成果有一定借鉴,为了避免知识产权纠纷,还是购买了MIPS 498条指令的永久授权。

因此,有业内人士表示:RISC-V的生态比MIPS至少差了10年。

另外,一些媒体的说辞也是非常值得商榷的,比如媒体认为“MIPS内核的多样性和可选择性比起RISC-V内核偏弱”,但实际上,就MIPS的内核而言,国内龙芯和君正就有现成的货架产品,君正的内核在低功耗场景表现不错,龙芯则有从嵌入式到PC、服务器全套产品线。而且从龙芯和国内几家公司合作的情况看,龙芯的IP授权费用极度低廉,几乎等于白送。从性能、经济性和廉价的角度看,从国外买RISC-V的IP对于买龙芯的IP,从性能到成本上没有任何优势。

现在的情况是RISC-V内核相对于MIPS在性能、成本、产品线宽度全方位处于劣势。

可以说,MIPS指令集授权免费后,由于生态更完善,性能也更好,将会对RISC-V造成很大冲击。

对于中国来说,MIPS开源给予中国主导MIPS生态建设的机会。

过去,为了避免可能遭遇的卡脖子问题,龙芯基于老版本MIPS指令集+自主扩展指令集设计CPU,由于加入了1000多条龙芯自己添加的指令,并形成了自己的LoongISA,使得龙芯在移植软件的时候,必须开发一个MIPS版本,一个龙芯版本。

这一方面大幅增加了龙芯在软件生态上的负担,很多人力和财力花在了软件维护上。另一方面,使龙芯在MIPS的软件生态上拥有了一定话语权和生态基础,并开始引领MIPS的生态建设,像几个重要的API,以及MIPS的JAVA虚拟机、GS引擎等都是龙芯贡献的,而且龙芯还是实际的维护者,像MIPS的GCC编译器、Linux内核等,龙芯也贡献了大量的代码。


就目前的情况看,中国完全可以基于MIPS或LoongISA打造自主可控的技术体系,而且就已经取得的成绩,国内企业在生态上的主导能力,以及目标实现的可能性几个方面来看,MIPS/LoongISA都要比RISC-V更有希望。
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