不久前,龍芯發(fā)布了自主指令集LoongArch和基于LoongArch設(shè)計(jì)的3A5000,與MIPS徹底分道揚(yáng)鑣。從龍芯最初基于MIPS添加指令,到發(fā)展出基于MIPS的LoongISA,再到最新的LoongArch,龍芯的目的是非常明確的,也是顯而易見的,那就是盡一切可能掌握主導(dǎo)權(quán),堅(jiān)定不移走自主之路。
MIPS的興起與衰弱
把時(shí)間軸往回?fù)馨雮€(gè)世紀(jì),全球CPU是CISC處理器的天下,直到RISC處理器異軍突起,在這一波RISC處理器大潮中,MIPS無疑是時(shí)代的弄潮兒。從創(chuàng)立MIPS至將公司出售給SGI,MIPS先后設(shè)計(jì)了R2000、R3000、R4000等產(chǎn)品,其中不乏商業(yè)上大賣的產(chǎn)品,SGI、索尼等公司都曾經(jīng)是MIPS的大客戶。
MIPS的衰弱主要還是沒能把握住兩次發(fā)展機(jī)遇和之后多次轉(zhuǎn)賣元?dú)獯髠5谝淮问荝ISC處理器在和CISC處理器競爭中失利。第二次失利則是沒有抓住智能移動(dòng)設(shè)備崛起的契機(jī)。
由于MIPS江河日下,資本必然選擇適時(shí)套現(xiàn),2013年,英國Imagination公司以6000萬美元價(jià)格收購了MIPS公司,在這次收購中,MIPS 498項(xiàng)專利已經(jīng)以3.5億美元的價(jià)格出售給Bridge Crossing LLC集團(tuán)。
2017年,因蘋果宣布棄用PowerVR GPU,Imagination股價(jià)下跌70%,面對危局,Imagination只能斷臂求生,MIPS被剝離由美國加州投資公司Tallwood 持有。之后,Wave Computing又從Tallwood買下了MIPS。之后,Wave Computing破產(chǎn)了,在Wave Computing破產(chǎn)重組之后,公司更名為MIPS Technologies,放棄了MIPS處理器的研發(fā),投入RISC-V陣營。
由于MIPS這些年一直處于反復(fù)被專賣的“陣痛”中,目前,MIPS在國內(nèi)的生態(tài)基本是龍芯及其合作伙伴在維護(hù),在近十年的時(shí)間里已經(jīng)形成了自己的特色,已經(jīng)取得了MIPS桌面和服務(wù)器生態(tài)的主導(dǎo)權(quán)。
LoongArch自主研發(fā)不存在侵權(quán)風(fēng)險(xiǎn)
早期,龍芯基于MIPS設(shè)計(jì)CPU,之后不斷添加指令,在十多年里,龍芯基于MIPS進(jìn)行添加了1000多條指令形成了LoongISA,3a4000以前的CPU都是基于LoongISA。
不過,MIPS畢竟是一家美國公司,存在發(fā)展上的未知風(fēng)險(xiǎn)。加上MIPS是第一款商用RISC處理器,由于一直保持向下兼容,積累了很多歷史包袱,很多被人詬病的問題由于保持兼容的原因一直未修改。在技術(shù)飛速發(fā)展的大背景下,僅僅基于MIPS進(jìn)行添加指令已經(jīng)無法滿足龍芯的需求。在外在風(fēng)險(xiǎn)和內(nèi)在需求的雙重刺激下,龍芯開發(fā)自主指令集LoongArch。
由于不少人懷疑LoongArch又是龍芯基于MIPS魔改,鐵流特意向一位中科院計(jì)算所研究員求證,獲得的回復(fù)是“LoongArch自定義指令集,通過二進(jìn)制翻譯技術(shù)兼容MIPS”。該研究員是RISC-V的支持者,為RISC-V在中國的推廣做出了巨大貢獻(xiàn)。有鑒于這位研究員與龍芯沒有任何利益關(guān)系,其表態(tài)可靠性極高。
不久前,龍芯公開了《龍芯架構(gòu)參考手冊(卷一:基礎(chǔ)架構(gòu))》。
從公開資料來看,單單指令編碼格方面,LoongArch和MIPS完全不同。當(dāng)然,不同的地方還有很多,大家可以自行下載比較。
要是從指令的設(shè)計(jì)風(fēng)格來看,與其說LoongArch與MIPS相似,還不如說它與RISC-V更加相似。LoongArch架構(gòu)有多個(gè)版本,包括LoongArch64、LoongArcn32,以及LoongArch32精簡版。其中LoongArch32精簡版主要用于教學(xué)實(shí)驗(yàn)和嵌入式,對標(biāo)的就是RISC-V,一位名叫“歌迷你妹”的網(wǎng)友做了一張LoongArch32精簡版和RISC-V的對比表格,具體如下:
從已經(jīng)公開資料看,LoongArch與MIPS、RISC-V是完全不同的指令集。
MIPS將在大陸衰亡
芯聯(lián)芯之所以連續(xù)發(fā)聲明,主要是龍芯和芯聯(lián)芯之間的矛盾不可調(diào)和。
龍芯和芯聯(lián)芯之間的矛盾歸根結(jié)底是龍芯放棄MIPS,采用LoongArch自主指令集。對于芯聯(lián)芯而言,才買下MIPS在中國的經(jīng)營權(quán),而原本MIPS在中國的大客戶就自立門戶,另起爐灶采用LoongArch自主指令集。這對于芯聯(lián)芯來說是不可調(diào)和的矛盾。
由于目前芯聯(lián)芯公司規(guī)模較小,公司剛剛成立不久,人才培育、隊(duì)伍建設(shè)都無法與成熟的CPU公司相提并論,這樣一來,芯聯(lián)芯在短時(shí)間內(nèi)很難完成高性能CPU的設(shè)計(jì),這就使其在最近1-2年內(nèi)只能以幫MIPS賣授權(quán)來盈利。與此同時(shí),MIPS在中國最大的客戶龍芯自立門戶,這對于芯聯(lián)芯而言無疑是當(dāng)頭一棒。
必須說明的是,芯聯(lián)芯的指責(zé)是站不住腳的,從芯聯(lián)芯公司的聲明中看,根本不知道龍芯是否侵犯了“專利”,甚至連是否侵犯了“知識產(chǎn)權(quán)”,到底侵犯了什么“知識產(chǎn)權(quán)”也不清楚,在龍芯發(fā)布《卷一》后,反而要龍芯公布《卷二》和《卷三》,要求龍芯“自證清白”。按照法律上“誰主張,誰舉證”的慣例,芯聯(lián)芯的做法和碰瓷無異。何況芯聯(lián)芯至今沒有公布自己公司的財(cái)務(wù)情況和人員情況,反而要求龍芯去公布這公布那,這是非常奇怪的。
(芯聯(lián)芯公司法定代表人為何薇玲,中國臺灣人,早年在美國硅谷工作)
在龍芯和芯聯(lián)芯互發(fā)聲明之后,原本認(rèn)為相對可靠的MIPS,在風(fēng)險(xiǎn)上已經(jīng)上升到X86和ARM一個(gè)等級,在RISC-V珠玉在前的情況下,新晉玩家為何不選擇RISC-V呢?
就龍芯而已,必然加速與MIPS做切割,特別是基于LoongArch的龍芯5000系列問世之后,龍芯與MIPS切割并不存在多少包袱,反而可以輕裝上陣,逐步基于LoongArch建立自主生態(tài)。在失去龍芯這個(gè)MIPS陣營的大玩家之后,必然會加速M(fèi)IPS在中國大陸的衰亡。同時(shí),君正估計(jì)也會掂量掂量MIPS背后的風(fēng)險(xiǎn),三思而后行,不排除君正將來押寶RISC-V處理器,事實(shí)上,君正已經(jīng)有這方面的嘗試了。
LoongArch必然崛起
目前,龍芯已經(jīng)委托了國內(nèi)知名知識產(chǎn)權(quán)評估機(jī)構(gòu),將LoongArch與國際上主要指令系統(tǒng)有關(guān)資料和上萬件專利進(jìn)行了深入對比分析。而據(jù)有關(guān)第三方知識產(chǎn)權(quán)評估機(jī)構(gòu)的最新評測報(bào)告顯示,目前龍芯完成知識產(chǎn)權(quán)評估的是《龍芯架構(gòu)參考手冊》的所有三卷手冊相關(guān)內(nèi)容。而隨著相關(guān)工作的推進(jìn),龍芯將會有計(jì)劃的公布《卷二》和《卷三》。
為了推廣LoongArch指令集,加速LoongArch生態(tài)的建設(shè),龍芯計(jì)劃建立自主指令集聯(lián)盟,聯(lián)盟成員都可以免費(fèi)獲得自主指令集的使用權(quán)。今年將與10所高校合作,圍繞自主指令集進(jìn)行教學(xué)和研究,以及基于精簡版本的指令集開展CPU設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。龍芯還計(jì)劃向聯(lián)盟成員開源部分CPU核心設(shè)計(jì),這些核心的最高性能達(dá)到ARM A53的水平,這比只開放指令集的RISC-V更有魄力。這些舉動(dòng)將有助于增強(qiáng)國內(nèi)整體的CPU設(shè)計(jì)水平,降低芯片行業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)成本,提高生存和參與國際競爭的能力。
就軟件方面,龍芯自己維護(hù)了Linux內(nèi)核的龍芯分支,以及大量基礎(chǔ)庫和開源軟件,并歡迎任何開發(fā)者參與開發(fā)和優(yōu)化。龍芯給各種Linux發(fā)行版提供一致的內(nèi)核,以保證各種發(fā)行版與龍芯的CPU有最佳的兼容性,并在使用龍芯CPU的電腦上有幾乎同等的性能表現(xiàn),但龍芯本身并不參與國產(chǎn)操作系統(tǒng)的競爭。龍芯為軟件開發(fā)人員編寫了大量教材,以及開展各種專題講座,降低了在龍芯電腦上開發(fā)和移植軟件的成本,保持和提高軟件行業(yè)自主創(chuàng)新的主動(dòng)性。
龍芯向各個(gè)硬件合作企業(yè)提供CPU和芯片組產(chǎn)品,以及主板設(shè)計(jì)方案,但本身并不生產(chǎn)和銷售主板,更加不會像Apple那樣成為整機(jī)商,以保證產(chǎn)業(yè)鏈中各級企業(yè)的利益不會被侵犯。對于各種嵌入式應(yīng)用,龍芯還提供了大量成套的設(shè)計(jì)方案,和豐富的技術(shù)支持,既有利于推廣龍芯產(chǎn)品,也能縮減合作企業(yè)的研發(fā)成本。龍芯在重點(diǎn)地區(qū)興建了不少產(chǎn)業(yè)園,有利于產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)區(qū)域化集中,降低物流及各企業(yè)協(xié)作成本,縮短新品研發(fā)的周期。龍芯為了信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的自主已經(jīng)做了許多工作和準(zhǔn)備,相信在眾多企業(yè)的共同努力下一定能有所作為。相信借助信創(chuàng)的東風(fēng),龍芯3A5000將有機(jī)會大放異彩,LoongArch也將隨著大時(shí)代乘勢而起。