只是发了简单的新闻。
LoongArch指令集面世,龙芯只是发了简单的新闻。此前国内诸多芯片企业,都未下探到此深度。他们选择了捷径,虽然捷径并非贬义,但作为中国芯片行业的老大哥,龙芯还是想尝试100%的自主创新。这就像十余年前,龙芯挥手告别“学院派”,也像龙芯很早已否定了“造不如买”。
龙芯的三个“岔路口”
过去20年间,龙芯一直是条汉子,他像男人一样进行过三次“岔路口”选择。市场化道路,还是学院派道路?这是龙芯成立之初,面临的第一个岔路选择。芯片是最小的复杂巨系统,企业投入十年研发,或许一分钱都赚不到。科研院则没有经营方面的压力,但温室里的研发,好像总跟市场隔着一层皮。
龙芯并不想隔靴搔痒,坚决选择了市场化道路,而且是从组织上和思想上,都作别了“学院派”。数十名技术骨干从此不在乎职称、不在乎科学家的身份,他们从科学院辞职,专心致志地将中国芯片推向市场。
自主研发,还是引进技术?这是龙芯面临的第二次岔路选择。引进技术虽然是捷径,但“造不如买”依然会被卡脖子。想明白这个道理,龙芯也就有了选择,坚持自己写每一行代码,坚持掌握核心技术,掌握市场主动权和话语权。
这就是过去20年的龙芯,既有些倔强,又很清醒。现在,已经习惯以刚克刚的龙芯,面临第三次岔路选择——做产品还是建生态?其实,这已不用选择,选择每一行代码都自主研发,也就自然选择了“建立自主的第三套生态体系”。
这就有了龙芯LoongArch指令集。
三分天下有其一
1991年,英特尔和微软结成的Wintel联盟羽翼渐丰,并在此后逐渐打败了相对封闭的IBM。也是在1991年,英国的一间谷仓中,ARM公司也决定改变产品策略,他们不再生产芯片,转而以授权的方式,将设计方案转让给芯片制造企业。
这就是PC时代造就的Wintel(Windows+Intel)生态,移动互联 时代造就的AA(ARM+Android)生态。但看看高昂的芯片价格,再对比一片红海的整机市场,就知道这样的生态,没有留给中国科技企业,足够的创新空间。而且不管是老而近妖的Wintel生态,还是厚而似伪的AA体系,也都存在卡脖子的风险。
显然,龙芯选择了既做产品,又建生态。
中国发展x86架构芯片,肯定不是最好的选择,而且注定此路已不通。英特尔从未开放过技术授权。现在的AMD,曾经的威盛,都是与英特尔签署交叉授权协议,才逐渐在市场中有一席之地。
ARM架构的情况,似乎还要复杂一些。ARM可以授权架构和指令集,也可以授权处理器设计IP 的软核代码和硬核电路。前一种方式自由度较大,适合苹果、高通等技术强劲的公司;后一种模式上手更快,ARM会提供一系列处理器设计方案,芯片制造商只需选择设计方案进行生产即可。
这就可以更好地理解,中国芯片产业的现状。在被卡脖子后,本土科技企业好像在一夜之间技术觉醒,创新能力大爆发,雨后春笋地推出各类芯片。其实,这并不难。选择花大价钱购买,授权架构和指令集进行魔改,或许还属于半路出家的自主创新,而选择IP授权模式制造芯片,甚至不比20年前,在中关村攒电脑难。
在堵点上创新
“芯片IP、芯片制造、软件生态是中国芯片产业的三大痛点,也是中国科技产业打通内循环的三大堵点。”张戈是龙芯中科技术股份有限公司副总裁,他所说的堵点不可能绕路而行。而龙芯发布LoongArch指令集,无疑将率先打通“芯片IP”的堵点,也为下一步打通“软件生态”堵点奠定了基础。
不仅如此,指令集还是软件生态的重要承载。生态伙伴不可能看见CPU内部设计先进与否,但他们可以通过指令集进行感知。或者说,指令集是芯片向软件提供的API,其向下决定了芯片硬件能力的发挥,向上支撑着软件生态能力的发挥。
当然,一把钥匙开一把锁,x86和ARM架构处理器,都有自己独特的一套指令集。龙芯推出LoongArch指令集,既意味着掌握了芯片的核心设计能力和上层软件构造能力,也意味着在科技生态中,三分天下,龙芯将有其一。
开源但独立
“龙芯也认真考虑过,是否借鉴RISC-V的发展路径。”张戈所说的RISC-V架构,是独立于x86和ARM架构的开源体系,这与龙芯此前支撑的MIPS架构,有几分相似,只不过这次龙芯要自立门户。
与x86和ARM架构不同,RISC-V在芯片领域的地位,类似于操作系统中开源的Linux。但RISC-V只有不到百条基础指令集,核心话语权也掌握在开源基金会,并没有根本解决卡脖子问题。而且过于开放的RISC-V,也没有控制好自己生态,过多的离散技术分支,使RISC-V迷失了主干。
龙芯的思路则不同。此前龙芯源于MIPS架构,但MIPS开源 区的发展史,简直就是龙芯自主创新的历史。经过多年的积累,龙芯在MIPS的世界中拥有绝对的话语权,贡献了大量开源代码。
既然如此,另立门户也不是不可能。
这就有了现在的LoongArch指令集。“龙芯积累了维护技术软件生态的能力,LoongArch指令集也将走向开放开源。”张戈所说的开放和开源,是比x86和ARM更开放,比RISC-V更具可持续性和兼容性。
而且龙芯指令系统中摒弃了传统指令系统中,不符合时代特征的陈旧内容,例如单条指令支持的立即数从MIPS的最大16位扩展到最大24位,分支跳转偏移也从64K扩展到1M字节。这使LoongArch的指令效率甚至比x86更好,对生态的支撑也比RISC-V更好。
最难走的路是上坡
当然,龙芯发布LoongArch指令集,即意味着选择了一条最难的路,最难的路不一定是捷径,但很可能是上坡。LoongArch指令集面世,龙芯只是发了简单的新闻,这也是因为“打造自主的第三套生态体系”,才是龙芯下一阶段的战略核心。
其实,科技产业链的生态系统构建,永远是“向上看”。操作系统与应用相关的组件,必须由操作系统厂商主导完成。与此类似,芯片与操作系统相关的组件,也必须由芯片企业主导完成。
龙芯发布LoongArch指令集的同时,完成了针对GCC、LLVM、GoLang三大编译器的开发,完成了针对Java、JavaScript、.NET三大虚拟机的开发。这都是在“向上看”,使操作系统厂商和应用伙伴,可基于龙芯的软件环境,更方便地开发应用。
二进制翻译系统,也是龙芯生态战略的一部分。其可以在龙芯CPU中,模拟x86和ARM指令系统,从而实现兼容x86和ARM应用。即使打印机等外设只有Windows驱动,即使Photoshop等应用只支持Windows平台,通过龙芯的二进制翻译系统,也可利旧和兼容原有软硬件系统。
不站队、不绑定
更重要的是,龙芯不站队,也不强行绑定。中国芯片产业发展迅速,现在虽谈不上内卷,但站队苗头也已经出现。当然,半开放的站队生态并非不好,而且在初期阶段还可能加速启动步频,只是对于本就弱小的信创力量,这更是一次生态割据。
龙芯不绑定操作系统,也不以利益绑定生态伙伴,因为这并不符合开源精神。龙芯更并不想在各地扶植没有技术含量的下游组装企业,这样的企业或许可以乱拳打死老师傅,但偏之一隅,也可能难以长大。
分工协作的“硅谷模式”,才是龙芯眼中开放的生态。通过LoongArch指令集,龙芯奠定了生态的基础,而且是100%自主创新的生态。此后的龙芯则愿意开放主板设计、开放软件开发环境,这将使生态中的每家企业都具有差异化,甚至可以形成自己的技术护城河。”此模式也正如张戈所说:
“计算产业是万亿级市场,足够成长出多个细分领域的小巨人。龙芯希望基于LoongArch指令集,构建从芯片到应用,协同合作生态系统,分工明确的产业集群。”
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