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汉芯与龙芯(龙芯处理器达到什么水平了)

时间:2023-05-06 08:43:10 阅读:85694 作者:2155

2020年3月10日,世界三大芯片架构之一的MIPS (梅普斯)轰然倒塌。

据外国媒体报道,MIPS架构的母公司正式放弃了该架构,改用RISC-V (思科v )开源架构。

MIPS倒下了,这位古老框架的国王在这几年持续被转卖,被这些转卖弄得七零八落,终于迎来了死亡的命运。 与MIPS一起风大的还有中国的龙芯。 因为龙芯的指令集体系结构是MIPS体系结构。

这次我们来谈谈MIPS的倒下,和中国的龙芯,乃至整个中国芯片的关系。

MIPS到底什么来头?

龙芯和MIPS是什么关系,它倒下之后龙芯会不会受到波及?

这件事对中国芯片有什么启示?

这三个问题将成为我们今天的主线。

首先第一个问题是,这家公司到底哪里神圣?

MIPS是世界三大芯片架构之一,1981年由斯坦福大学教授jzdjz(JohnHennessy )设计创立,1984年成立了MIPS技术公司。 设计了多个芯片架构,曾经是SGI、索尼的顶级供应商,十几年间一直雄霸芯片产业的一方,可以说名震天下。

但是,这样的老大哥,这几年在江河日下,不断进行着转卖和收购。

虎落平阳被狗欺负了,随着母公司的放弃,MIPS也完全去世了。

第一个问题可以用一句话说清楚。 最复杂的是第二个问题。 MIPS和龙芯是什么关系? 倒下后,龙芯会不会受到波及?

要弄清楚这个问题,首先必须明白指令集是干什么的。

这里所说的芯片体系结构的全名叫做指令集体系结构。 简单地说,就是芯片的执行过程。

制作芯片是不为人知的。 用光刻机刻在晶片上就行了,但指令集是抽象的,很多人不完全理解。

例如,假设芯片是车的话,要移动车,需要什么样的步骤? 开门、坐车、系安全带、点火、踩离合器、开1档等。

这些过程的步骤是指令集。

所以,每一个芯片的运行,都是由每一个小步骤聚集在一个大步骤上构成的,只有沿着这个流程前进,才能开车。

但是,即使开车,每个人也有不同的习惯,我知道有人先点火系着安全带。 有人先开一档火,目的是一样的,只是过程不同。

的不同过程是各个芯片指令集的不同。 既有简单明快的指令集,也有复杂认真的指令集。 在不同的实现方式和技术的区别之间,产生了框架领域的差异化竞争,迅速形成了“三国霸权之争”的局面。

在过去的十几年里,芯片行业的主流体系结构分为Arm、x86、MIPS三大类。

其中,Arm架构功耗低、成本低,广泛应用于嵌入式系统,但性能较差;

x86体系结构速度快且功能强大,但由于寄存器效率的原因,整个系统的速度会变慢

MIPS架构灵活多样,完全开放,支持多种命令,但结构陈旧,突破空间少。

这三个框架各有千秋,目标市场也不同。

在MIPS年代最辉煌的时候,主要业务都在嵌入式市场,如机顶盒、汽车导航、智能家电。 日子不长,90年代末,ARM进入嵌入式市场,MIPS经营状况开始逐年下降,市场份额也开始减少,但始终在GPU线程和64位技术领域保持领先地位。

到了2011年,MIPS迎来了重要的顾客——中国的龙芯。

2001年,MIPS和ARM还在嵌入式系统市场大战期间,龙芯诞生了。

01年5月,在中国科学院计算机研究所的支持下,龙芯项目组正式成立。

从诞生之初开始,龙芯的目标就很简单。 是芯片的自主开发。

是的,芯片自主性的重要性是20年前我们提出的。

当时的龙芯还没有成立公司,是一个位于中科院计算机所的小项目小组。 龙芯总设计klddr在采访中表示:“当时都是国家出钱,花了4亿多美元,国家投资天使。”

仅仅两年后的2003年,最初的龙芯XIA50 (厦50 )成功流片。 流片是试制的意思,意味着这个龙芯已经具备批量生产的能力。

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从01年到10年,在MIPS和ARM缠斗的这十年里,龙芯一直在蓬勃发展,奋力前行。

到了2009年,龙芯团队正式脱离了课题组的形式,开始筹备成立龙芯中科技术有限公司,准备进入商业市场。

当时的情况充满了辛酸与无奈,龙芯要想继续成长,就必须要进入商业市场之中,在竞争中磨炼,但是当时的芯片竞争之残酷,龙芯虽然是“中国芯”的代表,但与芯片行业那些来自大洋彼岸的对手比起来,龙芯显得太过单薄了。

龙芯一成立就遇到了麻烦——缺钱,最后还是由北京市政府出面,牵头投资了一亿,另外几家企业也跟投了一亿,为了表示决心,龙芯团队的人员还自己筹钱出资了500万。这笔钱算是龙芯独立生存的起始资金,至于往后会怎么样,谁也不知道。

当时的投资人还对klddr说过一句话,“我知道投龙芯肯定得赔,但赔了也得投,这是必须要做的事。”

在进入市场之前,龙芯的指令集一直都是用的MIPS指令集,但没有购买过授权,此时如果龙芯要市场化,就必须要出钱购买指令集架构的授权。

说到这,有些观众可能会问,龙芯不是自主吗,为什么还要找别人买。

事实上指令集并不是什么尖端技术,只是一种标准规范,就像二十六个英文字母一样,本身没有任何技术含量和意义,但用这二十六个英文字母为基础,你却能创造出整个英语体系。芯片想要市场化成功,都必须沿着兼容的路线走,任何芯片的研发都是采用主流兼容的指令集,无一例外,如果龙芯自己创建指令集,才是真的祸害人。

而购买授权则是因为市场要求,全世界都知道MIPS和ARM指令集的内容,如果自己用来搞研发没问题,但要进入市场商业化,就必须得到指令集专利公司的授权。

这样做也并不是纯粹地为了法律安全,还有另一个原因就是龙芯这笔用来起步的珍贵融资的一部分,就是用来购买MIPS的授权了,而且不是续期那种,是一次性买断授权,这代表着无论以后MIPS公司如何发展,这项技术的持有人如何变更,在法律上龙芯都永远具有使用权。

事实证明,龙芯团队足够高瞻远瞩。在授权买断仅仅一年后,MIPS公司就被英国的lmagination(想象力)公司和ARM集团肢解了。lmagination(想象力)公司以6000万美元收购了82项MIPS的关键技术,ARM用3.5亿买下了剩余的498项技术专利。

在ARM彻底统治指令集领域之前,龙芯成功坐上了最后一班船离开了。

所以无论是MIPS公司这几年的被不断转卖,还是2021年的放弃MIPS架构,都不会对龙芯产生任何影响,因为授权已被一次性买断,龙芯可以在这个指令集上继续开发新的芯片。

龙芯的问题说完了,我们来到最后一个问题:MIPS的倒下,对中国芯片有什么启示。

MIPS之所以在和ARM的竞争中失利,有一个很重要的原因就是,生态破碎化。

MIPS的起始是斯坦福的一名教授,成立公司时也是一帮斯坦福的技术人员凑成的,所以整个行事风格就是学院派的代表,在技术授权上比较开放,允许客户添加指令集、设计CPU核,但这种太过开放式的风格也直接造成了生态破碎化。

简单来说就是,因为自由度太高了,大家就都各玩各的谁也不理谁。同是MIPS指令集,但我的软件你跑不了,你的程序我运行不了,最终就变成了一个个小圈子,没有形成一个大的生态体系。

近几年来,国内也出现了很多国产的指令集,申威自主研发的SW64、龙芯的自研指令集的,还有多种在x86或者ARM的基础上自主研发的指令集,这些国产的指令集固然不会有再被“卡脖子”的危险,但如果一直这样百家争鸣,很可能国产的指令集就只能停留在国内了,无法走出中国进入全球市场中竞争。

MIPS的尸骨未寒,我们必须吸取这个经验,选择一个最优秀的指令集大力培养,建立生态体系,只有生态体系完善,我们才能反守为攻,让国际市场的标准来迎合我们的指令集,而不是让我们的标准去迎合别人的指令集。

从长远的角度来看,中国芯片产业的目标绝对不是“自主”,而是走出中国,有实力参与到全球化的竞争中。自主不过是这个目标的前提而已。

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