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龍芯自主指令集對國內ARM廠商頗具借鑒意義

鐵流 · 2021-05-25 · 來源:鐵君公眾號
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  近年來,國產CPU呈現出“百花齊放”的態勢,國內已經出現了X86、ARM、MIPS、SPARC、RISC-V、SW64等多種指令集,其中,SW64是申威自主研發的指令集,RISC-V是開源產品,龍芯在3A4000以前也是基于MIPS進行添加和修改。X86、ARM、Power都需要英特爾、AMD、ARM、IBM等美國、日本/英國公司授權,這在當下這種國際大環境下,是非常危險的。

  特別是對于國內ARM陣營廠商而言,這并非危言聳聽,而是現實的風險。由于某司在設計上依然ARM授權,在制造上依賴臺積電工藝,在美國發起制裁之后,其ARM CPU已經“絕版”。

  前不久,龍芯基于LoongArch設計的3A5000 CPU已經完成流片,龍芯自定義LoongArch后,短期可以兼容MIPS的生態遺產來過渡,長期則建設龍芯自主生態。

  這其實值得國內ARM CPU廠商借鑒。特別是最近睡王延續了懂王的對華策略,繼續對某司卡脖子。ARM授權已經是高懸頭頂的利劍,風險不可小覷。一旦英偉達完成了對ARM的收購,ARM將完完全全成為一家美國公司,那么,形勢將更加嚴峻。

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

  為了避免重蹈當年英特爾同時維護X86(32位)和安騰的覆轍,ARM希望吸納更多玩家擴大ARM64生態圈,并希望借助客戶的力量推廣ARM服務器,所以在ARM64的授權方面大開綠燈,國內不少企業也因此獲得了授權。

  不過,即便獲得了授權,費用著實不低,據小道消息,國內某企業的授權費用為每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,僅限于服務器領域,不可轉授權等條款。某明星企業更加有錢,買的授權等級更高一些,當然,花的錢也更多。

  然而即便如此,重金買來的ARM授權也無法抵抗風險,這已經被實踐證明。而在生態上,ARM桌面和服務器的生態一直沒能起來,國內ARM廠商搭便車的意圖化為泡影。由于在性能、成本、生態上都被X86壓著打,國內ARM廠商的桌面和服務器CPU標榜“自主可控”,拼命往XC市場、國企采購沖。

  鐵流認為,中美兩大國之間雖然不會陷入美蘇冷戰那種格局,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優勢卡脖子將成為新常態。在這種背景下,國內ARM廠商死抱ARM的瘸腿是毫無道理的,也是目光短淺的。一個立足長遠的選擇就是開發自主指令集設計CPU,同時短期兼容ARM生態過度,長期則建設自主生態。

  過去這幾年,國內ARM廠商一直標榜自己是自主,但一家公司在2014年亮相第一款ARM 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,由于技術都是迭代演進的,英特爾、AMD、ARM、IBM的CPU都是如此,國內這些年一方面橫空出世的CPU都有外來技術來源,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,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,以及技術發展的一般規律,很讓人懷疑某ARM CPU的自主含金量,及其技術來源。  

圖片

  如果國內ARM CPU能夠基于自主指令集開發高性能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。一位行業人士這樣評價龍芯LoongArch:“這其實也是給國內很多企業一個信心——架構實現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的實踐中發現,指令集的影響并沒有一些人想象的那么大,X86+統信/麒麟并沒有比龍芯/FT+統信/麒麟有過多優勢。因為很多都已經是跨平臺的,部分軟件也可以專門進行移植。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,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。如果企業格局太小,在物質上被現有的這一點既得利益綁架,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“貿工技”型企業。

  在中美關系不睦和國產化替代的大背景下,必然會被時代的精神所淘汰。當下,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等外商授權的CPU。

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