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龍芯自主指令集對國內(nèi)ARM廠商頗具借鑒意義

鐵流 · 2021-05-25 · 來源:鐵君公眾號
關(guān)注龍芯 收藏( 評論() 字體: / /

  近年來,國產(chǎn)CPU呈現(xiàn)出“百花齊放”的態(tài)勢,國內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了X86、ARM、MIPS、SPARC、RISC-V、SW64等多種指令集,其中,SW64是申威自主研發(fā)的指令集,RISC-V是開源產(chǎn)品,龍芯在3A4000以前也是基于MIPS進(jìn)行添加和修改。X86、ARM、Power都需要英特爾、AMD、ARM、IBM等美國、日本/英國公司授權(quán),這在當(dāng)下這種國際大環(huán)境下,是非常危險的。

  特別是對于國內(nèi)ARM陣營廠商而言,這并非危言聳聽,而是現(xiàn)實的風(fēng)險。由于某司在設(shè)計上依然ARM授權(quán),在制造上依賴臺積電工藝,在美國發(fā)起制裁之后,其ARM CPU已經(jīng)“絕版”。

  前不久,龍芯基于LoongArch設(shè)計的3A5000 CPU已經(jīng)完成流片,龍芯自定義LoongArch后,短期可以兼容MIPS的生態(tài)遺產(chǎn)來過渡,長期則建設(shè)龍芯自主生態(tài)。

  這其實值得國內(nèi)ARM CPU廠商借鑒。特別是最近睡王延續(xù)了懂王的對華策略,繼續(xù)對某司卡脖子。ARM授權(quán)已經(jīng)是高懸頭頂?shù)睦麆ΓL(fēng)險不可小覷。一旦英偉達(dá)完成了對ARM的收購,ARM將完完全全成為一家美國公司,那么,形勢將更加嚴(yán)峻。

  除了這方面風(fēng)險之外,ARM授權(quán)限制頗多,而且費(fèi)用不菲。在ARM32時代,ARM對指令集授權(quán)非常謹(jǐn)慎,只有蘋果、高通等不超過5家公司獲得了授權(quán)。在ARM64時代,ARM在授權(quán)上放開了一些,這主要是因為ARM64和ARM32是完全兩套指令集。

  為了避免重蹈當(dāng)年英特爾同時維護(hù)X86(32位)和安騰的覆轍,ARM希望吸納更多玩家擴(kuò)大ARM64生態(tài)圈,并希望借助客戶的力量推廣ARM服務(wù)器,所以在ARM64的授權(quán)方面大開綠燈,國內(nèi)不少企業(yè)也因此獲得了授權(quán)。

  不過,即便獲得了授權(quán),費(fèi)用著實不低,據(jù)小道消息,國內(nèi)某企業(yè)的授權(quán)費(fèi)用為每5年1億美元,到期后重新談判,而且還有不可修改添加指令,僅限于服務(wù)器領(lǐng)域,不可轉(zhuǎn)授權(quán)等條款。某明星企業(yè)更加有錢,買的授權(quán)等級更高一些,當(dāng)然,花的錢也更多。

  然而即便如此,重金買來的ARM授權(quán)也無法抵抗風(fēng)險,這已經(jīng)被實踐證明。而在生態(tài)上,ARM桌面和服務(wù)器的生態(tài)一直沒能起來,國內(nèi)ARM廠商搭便車的意圖化為泡影。由于在性能、成本、生態(tài)上都被X86壓著打,國內(nèi)ARM廠商的桌面和服務(wù)器CPU標(biāo)榜“自主可控”,拼命往XC市場、國企采購沖。

  鐵流認(rèn)為,中美兩大國之間雖然不會陷入美蘇冷戰(zhàn)那種格局,但回到蜜月期的可能性是微乎其微的,未來美國時不時利用技術(shù)優(yōu)勢卡脖子將成為新常態(tài)。在這種背景下,國內(nèi)ARM廠商死抱ARM的瘸腿是毫無道理的,也是目光短淺的。一個立足長遠(yuǎn)的選擇就是開發(fā)自主指令集設(shè)計CPU,同時短期兼容ARM生態(tài)過度,長期則建設(shè)自主生態(tài)。

  過去這幾年,國內(nèi)ARM廠商一直標(biāo)榜自己是自主,但一家公司在2014年亮相第一款A(yù)RM CPU之后,在6年多時間里,CPU核只是小修小改,IPC提升不足20%,主要性能提升依靠臺積電工藝提升。

  而另一家公司則橫空出世一款高性能CPU,由于技術(shù)都是迭代演進(jìn)的,英特爾、AMD、ARM、IBM的CPU都是如此,國內(nèi)這些年一方面橫空出世的CPU都有外來技術(shù)來源,比如華芯通從高通買源碼,宏芯從IBM買Power8,兆芯從VIA買CPU和GPU技術(shù),瀾起的京逮CPU則是用了英特爾的X86核......更讓人驚異的是,這些CPU都在打自主旗號。考慮到上述先例,以及技術(shù)發(fā)展的一般規(guī)律,很讓人懷疑某ARM CPU的自主含金量,及其技術(shù)來源。  

圖片

  如果國內(nèi)ARM CPU能夠基于自主指令集開發(fā)高性能CPU,那么,不僅能夠擺脫ARM這道枷鎖,還能鍛煉并證明自己的能力。一位行業(yè)人士這樣評價龍芯LoongArch:“這其實也是給國內(nèi)很多企業(yè)一個信心——架構(gòu)實現(xiàn)能力和軟件才是硬實力,有了這個能力,換個指令集并不是難事”。

  在XC的實踐中發(fā)現(xiàn),指令集的影響并沒有一些人想象的那么大,X86+統(tǒng)信/麒麟并沒有比龍芯/FT+統(tǒng)信/麒麟有過多優(yōu)勢。因為很多都已經(jīng)是跨平臺的,部分軟件也可以專門進(jìn)行移植。在有XC市場兜底的情況下,自主指令集并非不可能,而是敢不敢做的問題。

  放眼國內(nèi),龍芯和申威就都走了自主定義指令的道路,放眼國外,RISC-V的崛起就是活生生的例子,甚至連MIPS都投入RISC-V陣營。如果企業(yè)格局太小,在物質(zhì)上被現(xiàn)有的這一點(diǎn)既得利益綁架,在精神上奉行跟在洋人身后吃土的策略,那么,只會成為一個2.0版的“貿(mào)工技”型企業(yè)。

  在中美關(guān)系不睦和國產(chǎn)化替代的大背景下,必然會被時代的精神所淘汰。當(dāng)下,人民群眾需要是真正能夠把英特爾、ARM趕出中國市場的自主CPU,而不是依賴ARM等外商授權(quán)的CPU。

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