胡偉武撰文詳解龍芯買(mǎi)MIPS授權(quán)五大疑問(wèn)

編者按：針對(duì)外界關(guān)于龍芯購(gòu)買(mǎi)美國(guó)MIPS結(jié)構(gòu)授權(quán)產(chǎn)生的疑問(wèn)，龍芯總設(shè)計(jì)師、中科院計(jì)算所龍芯研究組組長(zhǎng)胡偉武近日撰文，對(duì)于外界關(guān)心的五大問(wèn)題進(jìn)行了通俗易懂的詳細(xì)解釋。以下為文章全文。

　　關(guān)于MIPS結(jié)構(gòu)授權(quán)與龍芯自主性等問(wèn)題

　　文/胡偉武

　　1. 得到MIPS結(jié)構(gòu)授權(quán)是不是意味著非自主創(chuàng)新？

　　答：這個(gè)問(wèn)題要看大家對(duì)“結(jié)構(gòu)”或“架構(gòu)”兩個(gè)字的理解。計(jì)算機(jī)架構(gòu)的發(fā)展經(jīng)歷的不同的階段，在六、七十年代，指令系統(tǒng)就是架構(gòu)，因?yàn)槟菚r(shí)候晶體管資源比較有限，所有的實(shí)現(xiàn)都是按照最簡(jiǎn)單的來(lái)。指令系統(tǒng)對(duì)結(jié)構(gòu)是有影響的，例如，如果指令系統(tǒng)中有乘法指令，結(jié)構(gòu)上就要實(shí)現(xiàn)乘法指令。而現(xiàn)在，計(jì)算機(jī)架構(gòu)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了指令系統(tǒng)的范圍。

　　在計(jì)算機(jī)中，指令系統(tǒng)就是一種語(yǔ)言，就像我們用的漢語(yǔ)和英語(yǔ)一樣。比如說(shuō)我們要寫(xiě)一本小說(shuō)，用中文寫(xiě)還是用英文寫(xiě)對(duì)小說(shuō)肯定是有很大影響的，但關(guān)鍵是小說(shuō)的內(nèi)容本身。指令系統(tǒng)也一樣，就是計(jì)算機(jī)中軟件和硬件之間的一種語(yǔ)言。為什么要采用MIPS指令系統(tǒng)而不是自己定義一個(gè)新的指令系統(tǒng)呢？例如“六十六”和“66”表示的是相同的意思，但前者只有懂中文的人才明白，后者全世界都明白。

　　另外，指令系統(tǒng)對(duì)CPU架構(gòu)雖然有一定的影響，但影響不大。MIPS指令系統(tǒng)只有300多條，大龍芯已經(jīng)在此基礎(chǔ)上新增加了500多條，因?yàn)镸IPS指令系統(tǒng)是可以擴(kuò)充的。

　　在CPU領(lǐng)域，架構(gòu)不是指令系統(tǒng)，而是指“微體系結(jié)構(gòu)”(microarchitecture)，就像蓋房子一樣，房子的結(jié)構(gòu)得自己設(shè)計(jì)。以MIPS為例，同樣的指令系統(tǒng)，也可以讓一個(gè)研究生就設(shè)計(jì)出一個(gè)簡(jiǎn)單的CPU；也可以讓一個(gè)國(guó)際一流的團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的CPU，都是運(yùn)行MIPS指令系統(tǒng)的。

　　因此，指令系統(tǒng)對(duì)架構(gòu)有影響，但不是架構(gòu)的關(guān)鍵。龍芯在過(guò)去8年中，在架構(gòu)上是有很深的積累的，并已經(jīng)申請(qǐng)了近百項(xiàng)專(zhuān)利。

　　2. MIPS指令系統(tǒng)是不是在市場(chǎng)上邊緣化了，不適用于電腦？龍芯采用MIPS指令系統(tǒng)是不是只能應(yīng)用于低端應(yīng)用？

　　答：技術(shù)跟市場(chǎng)不能混為一談。X86的成功，主要是市場(chǎng)的成功，學(xué)術(shù)界都知道其結(jié)構(gòu)上不如當(dāng)年已經(jīng)死掉的DEC的Alpha；同樣，微軟的成功也主要是市場(chǎng)成功。

　　目前山寨手機(jī)的成功主要也是商業(yè)模式的成功。

　　指令系統(tǒng)跟低端或者高端沒(méi)有關(guān)系。90年代的時(shí)候世界上最快的500臺(tái)計(jì)算機(jī)中有300多臺(tái)是MIPS指令系統(tǒng)兼容的。

　　LINUX是肯定能發(fā)展起來(lái)的。在服務(wù)器市場(chǎng)，Linux占有80%的份額。在國(guó)外桌面使用 LINUX的也很多。我們國(guó)家是使用LINUX最不普及的，巴西、委內(nèi)瑞拉、越南、俄羅斯等政府辦公和教育都是LINUX為主。

　　目前，龍芯的服務(wù)器、個(gè)人終端、嵌入式三個(gè)系列的定位已經(jīng)完備。技術(shù)已經(jīng)有競(jìng)爭(zhēng)力。以服務(wù)器市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，今年曙光5000A使用8000顆AMD的CPU達(dá)到了200萬(wàn)億次，而明年曙光6000將使用8000顆龍芯3號(hào)達(dá)到1000萬(wàn)億次。龍芯決不是低端的東西。

　　3.采用MIPS架構(gòu)是不是有安全性的問(wèn)題？

　　答：指令系統(tǒng)就是一個(gè)編碼。是公開(kāi)的，不涉及任何安全問(wèn)題。指令系統(tǒng)說(shuō)穿了就是如何用數(shù)字表示加、減、乘、除這些操作。我們可以用1、2、3、4四個(gè)數(shù)字分別表示加、減、乘、除四個(gè)操作，也可以用5、6、7、8來(lái)分別表示加、減、乘、除(當(dāng)然實(shí)際情況會(huì)稍微復(fù)雜一點(diǎn))，這些都是公開(kāi)的。關(guān)鍵是人家用1、2、3、4表示加、減、乘、除大家已經(jīng)習(xí)慣了而我們?nèi)绻且?、6、7、8來(lái)表示，大多數(shù)人就看不明白。

　　龍芯購(gòu)買(mǎi)MIPS授權(quán)，不是購(gòu)買(mǎi)MIPS公司已經(jīng)完成的設(shè)計(jì)，而是取得MIPS兼容這個(gè)標(biāo)志，主要是市場(chǎng)行為。

　　MIPS公司的授權(quán)客戶(hù)有很多，包括AMD、SONY、NEC等等。

　　4. 既然是自主的，為什么要購(gòu)買(mǎi)MIPS的架構(gòu)？

　　答：指令系統(tǒng)不能申請(qǐng)專(zhuān)利，MIPS曾經(jīng)有四條指令的實(shí)現(xiàn)方法上于1986年申請(qǐng)了專(zhuān)利，但這些專(zhuān)利已經(jīng)于2006年到期。因此龍芯購(gòu)買(mǎi) MIPS授權(quán)不是因?yàn)檫@幾條指令。

　　我們?cè)贛IPS的指令系統(tǒng)的創(chuàng)新方面已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了MIPS公司。購(gòu)買(mǎi)MIPS授權(quán)主要是減少市場(chǎng)過(guò)程中的麻煩，包括有利于拓展海外市場(chǎng)。

　　龍芯在關(guān)鍵技術(shù)上不依賴(lài)MIPS。但做到跟MIPS兼容可以充分利用該陣營(yíng)的力量。

　　知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題，本質(zhì)上是市場(chǎng)問(wèn)題，不是法律問(wèn)題。例如，Transmeta公司本來(lái)市場(chǎng)很好，但I(xiàn)ntel起訴它，打了兩年官司，最后Intel輸了，但兩年過(guò)程中沒(méi)有人敢跟Transmeta做生意，最后Transmeta被拖垮了。

　　MIPS指令系統(tǒng)是大學(xué)和研究生教育的教科書(shū)上用的指令系統(tǒng)，被譽(yù)為“CPU中的LINUX”。就像我在背景材料中說(shuō)的一樣，龍芯沒(méi)有侵MIPS的專(zhuān)利權(quán)，但我們?cè)诋a(chǎn)品銷(xiāo)售過(guò)程中不能打“MIPS兼容”的商標(biāo)，否則會(huì)侵MIPS的商標(biāo)權(quán)。另外，我們提供給客戶(hù)的指令手冊(cè)中不能直接翻譯MIPS的指令手冊(cè)，否則就會(huì)侵犯copyright。龍芯現(xiàn)在是“有罪假設(shè)”，小企業(yè)跟龍芯合作沒(méi)有太多的考慮，但大企業(yè)跟龍芯合作，一定會(huì)考慮龍芯的可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題。

　　關(guān)鍵是龍芯購(gòu)買(mǎi)MIPS授權(quán)有很大的好處。最近很多國(guó)外的大企業(yè)紛紛找我們合作，就是因?yàn)槲覀冑?gòu)買(mǎi)的MIPS的授權(quán)，大家認(rèn)為龍芯是一個(gè)中規(guī)中矩的組織。還有很多合作伙伴(包括微軟的WinCE、Adobe、風(fēng)河等)開(kāi)始把軟件往龍芯上移植，也主要是看好龍芯。最近還有不少美國(guó)人到龍芯找工作。我們做自主創(chuàng)新，一定要做統(tǒng)一戰(zhàn)線，要團(tuán)結(jié)很多人，包括美國(guó)人。我們購(gòu)買(mǎi)了MIPS的結(jié)構(gòu)授權(quán)，就會(huì)有很多美國(guó)人支持龍芯，巴不得龍芯越大越好。

　　最后，我們購(gòu)買(mǎi)MIPS結(jié)構(gòu)授權(quán)的代價(jià)極小，充分利用了金融危機(jī)。

　　5. 為什么在這時(shí)候購(gòu)買(mǎi)，不是早些時(shí)候或者晚些時(shí)候？

　　答：一方面，龍芯經(jīng)過(guò)8年的積累，技術(shù)上已經(jīng)具備較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，產(chǎn)業(yè)化方面經(jīng)過(guò)多年的探索也具備了很好的基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，準(zhǔn)備以企業(yè)為主體正式進(jìn)行龍芯的研制和推廣。

　　另一方面，在這時(shí)候購(gòu)買(mǎi)可以利用金融危機(jī)的時(shí)機(jī)降低購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用。龍芯在MIPS授權(quán)方面的費(fèi)用遠(yuǎn)小于每年花在EDA工具方面的費(fèi)用。