中国建立自主可控技术体系的一个机遇
发布时间：2019-1-7 15:50
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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。 
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。 
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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