中国龙芯和MIPS是什么关系?它倒下后龙芯会不会受到波及?

2020年3月10日,全球三大芯片架构之一的MIPS(美普思)轰然倒下了

外媒报道,MIPS架构的母公司正式宣布放弃了这个架构,转向了RISC-V(瑞思科V)开源架构。

MIPS倒下了,这个昔日的架构之王在过去几年中被不断转卖,在这些转卖中又不断遭到肢解,最终迎来了死亡的命运。与MIPS一起被推上风口浪尖的,还有中国的龙芯,因为龙芯的指令集架构,就是MIPS架构。

中国龙芯和MIPS是什么关系?它倒下后龙芯会不会受到波及?

本期我们要说的是MIPS的倒下,和中国龙芯,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,将是我们今天的主线。

先来第一个问题,这个公司到底何方神圣。

MIPS,全球三大芯片架构之一,1981年由斯坦福教授约翰·轩尼诗(John Hennessy)设计创立,1984年成立MIPS科技公司。先后设计了多个芯片架构,曾是SGI、索尼的头号供应商,十几年的时间里一直雄霸芯片产业一方,称得上是名震天下。

但就是这么一个老大哥,在过去的几年里江河日下,被不断转卖与并购。

虎落平阳被犬欺,随着母公司的放弃,MIPS也算彻底去世了。

第一个问题几句话就能说清楚,最复杂的是第二个问题:MIPS和龙芯是什么关系?它倒下之后龙芯会不会受到波及?

中国龙芯和MIPS是什么关系?它倒下后龙芯会不会受到波及?

要搞清楚这个问题,我们就要先明白指令集究竟是干嘛的。

我们在这里说的芯片架构全名叫做指令集架构,简单来说就是,芯片的执行流程。

造芯片大家不陌生,用光刻机在晶圆上刻就行了,但指令集是一个比较抽象的东西,很多人都没完全搞懂。

如果举个例子就是,假如芯片是一辆车,那么你要把一辆车开起来,需要哪些步骤?开门、上车、系安全带、点火、踩离合、挂一档等等等等。

这些流程的步骤,就是指令集

所以,一块芯片的运行,就是由一个个小步骤汇聚成一个大步骤组成的,你只需要按照这个流程前进,就能把车开起来。

但我们知道,就算是开车,也每个人都有不同的习惯,有人先点火再系安全带;有人先挂一档才点火,目的是同样的,只是过程不同。

这个不同的过程,就是各个芯片指令集的差别。有的指令集简单又清爽、有的指令集复杂又严肃。不同的实现方式和技术区别之间,催生了架构领域的差异化竞争,并且迅速形成了一个“三国争霸”的局面。

在过去十几年中,芯片行业的主流架构一直都分为三种:Arm、x86、MIPS

其中Arm架构功耗低成本低,被广泛应用在嵌入式系统中,但是性能差一些;

x86架构速度快、功能强大,但会因为寄存器效率拖慢整个系统的速度;

MIPS架构灵活多变、完全开放,支持多种类型的指令,但是结构较老,突破空间不大。

这三种架构各有千秋,瞄准的市场也不同。

中国龙芯和MIPS是什么关系?它倒下后龙芯会不会受到波及?

MIPS在九十年代最辉煌时,主要业务都在嵌入式市场里,譬如机顶盒、导航仪、智能家电。好日子不长久,九十年代后期,ARM杀入了嵌入式市场,MIPS的经营状况开始逐年下降,市场份额也开始缩水,但始终在GPU线程和64位技术领域保住了领导者的地位。

到了2011年,MIPS迎来了一个重要的客户,中国龙芯

2001年,当MIPS和ARM还在嵌入式系统市场中大战时,龙芯诞生了。

01年5月,在中科院计算机研究所的支持下,龙芯课题组正式成立了。

从诞生之初,龙芯的目标就很简单:芯片自主研发

是的,芯片自主的重要性早在二十年前我们就提出了。

那时候的龙芯还未成立公司,只是中科院计算机所里一个小小的课题组,龙芯的总设计胡伟武曾在采访里说,“那时候全部都是国家掏钱,花了四亿多,国家给了我们天使投资。”

仅仅两年过后的2003年,第一片龙芯XIA50(厦50)就流片成功,流片就是试生产的意思,这意味着这颗龙芯已经具备了量产的能力。

中国龙芯和MIPS是什么关系?它倒下后龙芯会不会受到波及?

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。

当时的投资人还对胡伟武说过一句话,“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。

中国龙芯和MIPS是什么关系?它倒下后龙芯会不会受到波及?

事实证明,龙芯团队足够*瞻高**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。