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國產CPU三種發展模式和亂象

鐵流 · 2022-10-26 · 來源:鐵君公眾號
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  不久前,包云崗老師對于國產CPU幾種模式寫了一段總結:

  一、

  過去20多年,中國的CPU發展主要有兩種模式:

  一是高鐵模式。以海思、海光、飛騰等為代表的企業,兼容X86/ARM主流生態,通過“引進-消化-吸收-再創新”,研發出有市場競爭力的產品,努力在國內市場占有一席之地。

  二是北斗模式。以龍芯、申威為代表的企業,獨立構建技術體系,獨立建設產業生態,目標是通過完全自主來實現可控。

  近年來,出現了第三種模式——5G模式,國內越來越多的企業自發地選擇開放指令集RISC-V,參與RISC-V全球生態建設,通過融入國際生態、兼容國際標準、打造國際優勢。

  這三種模式并不是誰取代誰的關系。相反,都需重視與發展,因為當前中國的處理器發展需要多種模式并進的“飽和式救援”。

  二、

  5G模式為何會興起,受到如此廣泛的關注?

  5G模式和高鐵模式、北斗模式最大的區別在于:指令集作為一種標準規范,是歸屬于某個公司、由該公司來主導指令集演進和生態構建?還是不隸屬于任何一家國家或企業、用開放合作模式由全世界共同演進和共建生態?

  當一個指令集隸屬于一個企業,那么指令集的發展就會和企業的興衰緊密綁定。歷史上,有很多指令集隨著企業的衰敗而失去活力甚至消失,例如Alpha指令集隨著DEC被收購而消失,SPARC指令集隨著SUN公司沒落而無人問津,MIPS指令集隨著MIPS公司的顛沛流離而失去主流地位。

  與CPU產業不同,通信產業采用是在ITU/3GPP等國際開放聯盟和標準組織治理下的全球共建模式,支持各國企業既合作又競爭,具有很好的可持續發展能力。

  三、

  標準越開放,生命力越強。

  最近David Patterson教授用以太網(Ethernet)發展歷程來論述開放標準具有更強生命力:1970-1980年代,很多企業都開發了各自的局域網協議,比如Apple AppleTalk (1985),Datapoint ARCNET (1977),Digital Equipment Corporation DECnet (1975),IBM Token Ring (1984),Xerox Ethernet (1974),等等。這和今天國內指令集七國八制現象如出一轍。

  這種局面得以改變,在于多家企業選擇聯合共建開放標準。1979年,DEC、Intel、Xerox成立聯盟,推出基于Ethernet的DIX以太網規范。1980年,IEEE成立了802.3工作組,很多企業參與802.3工作組共同制定以太網標準。1983年,第一個IEEE802.3標準通過并正式發布,10Mb/s以太網基本發展成熟。

  以太網是一種開放標準,IEEE 802.3工作組負責標準制定,全世界企業都可以根據該標準規范開發各自的網卡的交換機。

  在我讀大學時,以太網一直被認為是一種低端互連技術,帶寬不高、延遲也大,只能用來連連宿舍網。但今天的以太網已經成為全世界最主流的互連標準,這正是得益于它的開放性。

  今天的RISC-V,能否復制以太網的成功?

  包老師寫的非常好,鐵流談談幾點看法:

  一、扶持上厚此薄彼

  關于CPU發展三種模式。這三種模式并不是誰取代誰的關系。相反,都需重視與發展,因為當前中國的處理器發展需要多種模式并進的“飽和式救援”。

  這里包老師說的很對。只不過,“飽和式救援”中出現了一些亂象。

  最大問題是三種模式扶持力度上沒有一碗水端平。

  既然是飽和時救援,那對三種模式的扶持力度上必須也要“飽和”,即便不“飽和”,至少不應當厚此薄彼吧。

  然而自十二五以來,HGJ專項及大量國資、地方配套資金政策都給了X86/ARM,在信創項目中,一些公司依靠全國設立分公司、產業基地,以投資換市場搶單,使ARM吃下了大部分份額,某公司營收年增長300%。相比之下,龍芯在研發3A3000/3A4000的時候恰恰處于低估,在最困難的時候,甚至引入鼎暉靠風投續命搞研發。這種海量國有資金支持技術引進,自主CPU靠風投續命的現象令人唏噓。

  鐵流認為,之所以芯片被卡脖子,一方面和80年代造不如買,自廢武功,導致基礎薄弱有關,另一方面也與這些年大量資源都用來技術引進,輕視自主研發有關。

  二、技術引進CPU缺乏市場競爭力

  最初搞技術引進的時候,當初的說法是引進的CPU去商業市場競爭,自主CPU走體制內市場,兩者井水不犯河水。不過,由于引進的CPU無法與國外寡頭競爭,結果都往體制內沖,這也是近年來信創CPU混亂的根源。原本的規劃是“飽和”救援,引進CPU沖商業市場打擊外商,自主CPU走體制內保障信息安全,內外兩條線反擊外商。結果變成了引進CPU和自主CPU互相傾軋,體制內市場幾家分,自主CPU的份額被引進CPU擠壓成小眾。可以說,引進CPU成功沖擊了自主CPU的基本盤和根據地,做到了英特爾、AMD都做不到的事情。

  如果是最初規劃的,引進的CPU去商業市場競爭,自主CPU走體制內市場,從兩個方面反擊外商,鐵流相信任何人都是雙手贊成,如今的現狀反而是同室操戈,親者痛,仇者快。

  三、3GPP制定標準分分合合

  從歷史上看,3GPP制定標準的時候充滿了勾心斗角,各家公司都為了自己的利益絞盡腦汁。在3G時代,由于中美歐廠商博弈,演變成了TDS、CDMA、WCDMA三個標準,而且西門子還因為自己搞一套標準被愛立信、諾基亞等北歐廠商邊緣化,最后在3G標準制定中出局,退出通信設備市場。

  在4G時代,英特爾、北電、摩托羅拉、ATT等美國公司曾要搞Wimax,結果被中歐聯手搞的LTE擊敗,北電、摩托羅拉損失巨大,之后破產。高通曾經想基于CDMA發展4G,結果發現自己在3G時代太霸道,沒人和自己玩,最后也投了LTE。即便是LTE,也是分為TDD和FDD兩套標準。

  在5G時代,標準制定過程中也充滿利益博弈,一些大公司甚至為了賺錢高額專利費,把一些零增益的技術寫進標準。何況5G本身就是商業概念,幾年前鼓吹的所謂5G改變社會、改變生活完全是無法兌現的空頭支票,其結果是運營商背負巨額債務,用戶話費攀升,設備商賺錢。樓繼偉也指出,現有5G技術很不成熟,數千億級的投資已經布下,而且運營成本極高,找不到應用場景,今后消化成本是難題。

  實踐上看,3GPP模式未必全是好處,RISC-V指令集破碎化是很難避免的問題,只要利益足夠大,各家廠商和聯盟在發展RISC-V時,沒準會出現類似TDS、CDMA、WCDMA三足鼎立的情況,即便名義上屬于一個陣營,沒準也會有類似TDD和FDD的分別,形成兩個分支。

  利益博弈中充滿腥風血雨,西門子、北電、摩托羅拉等一批公司都因壓錯寶而折戟沉沙,可見,現在的RISC-V廠商必然會經歷一波類似的搏殺,若成為勝者自然笑傲江湖,若是失敗者,甚至連像諾基亞、阿爾卡特、朗訊、北電那樣組成失敗者聯盟的機會都沒有。

  四、RISC-V政策很好

  目前,RISC-V的政策很好,上海、深圳等地都大力扶持RISC-V。比如,上海早在2018年就發布了《2018年度第二批上海市軟件和集成電路產業發展專項資金項目申報工作的通知》,將從事RISC-V相關設計和開發的公司作為扶持對象。深圳則發布《深圳市關于促進半導體與集成電路產業高質量發展的若干措施(征求意見稿)》,RISC-V等架構芯片研發,最高獎勵1000萬元。當下,物聯網、車聯網方興未艾,這都是RISC-V的機會。

  不過,RISC-V也有不少問題,比如想搭順風車的很多,真正敢于虧本去開荒的非常少,包老師團隊是少有的主攻高性能CPU,而且還將代碼開源的團隊。

  就目前來看,RISC-V嵌入式領域會侵蝕ARM的市場份額,但在桌面和服務器方面任重道遠。

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