真正看懂國(guó)產(chǎn)CPU:6種指令集,N家公司,誰(shuí)能自主可控?
別一說(shuō)起CPU,大家就只想起intel、AMD。其實(shí)國(guó)內(nèi)目前已經(jīng)有N種CPU了,除了最典型的6家廠(chǎng)商(兆芯、海光、鯤鵬、飛騰、龍芯、申威)之外,還有阿里、中興,以及眾多的創(chuàng)業(yè)企業(yè)。
不過(guò),雖然有N多家企業(yè),但研發(fā)的所有國(guó)產(chǎn)CPU,其采用的都是6種指令集,今天給大家說(shuō)一說(shuō),這6種指令集的情況,看看誰(shuí)才能真正的自主可控。
首先要給大家普及一點(diǎn)知識(shí),何為指令集、何為架構(gòu),何為IP。
CPU運(yùn)行的指令是0、1這種二進(jìn)制數(shù),而所謂的指令集則是規(guī)定指令格式的東西,是軟件和硬件之間的接口“語(yǔ)言“,是交互的一種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。
我們用寫(xiě)英文來(lái)形容的話(huà),指令集是26個(gè)字母,芯片架構(gòu)則是由這些字母組成的單詞,而IP則是由單詞組成的文章提綱。
如果獲得了永久的指令集授權(quán),那么自己可以根據(jù)這26個(gè)字母,隨便組成單詞,再隨便寫(xiě)成文章,自由度非常高。
如果只獲得架構(gòu)授權(quán),那么只能用固定好的單詞,來(lái)寫(xiě)文章,不能自己組裝出新的單詞。
如果獲得了架構(gòu)和IP,那么就只能按照對(duì)方給的提綱,在提綱的規(guī)定范圍內(nèi),用對(duì)方提供的單詞寫(xiě)文章。
接下來(lái)我們說(shuō)說(shuō)國(guó)內(nèi)CPU情況,看看哪些CPU是獲得的指令集授權(quán),哪些是架構(gòu)授權(quán),哪里是IP授權(quán),基本上就明白了。
如上圖所示,復(fù)雜指令集下有兆芯和海光,Z芯收購(gòu)了VIA(威盛),而威盛曾獲得X86指令集授權(quán),屬于繼承。而AMD將X86指令集,以及Zen1架構(gòu)授權(quán)給了海光,海光可以基于X86自由研發(fā)芯片,就像拿到了26個(gè)字母一樣,隨便組單詞,寫(xiě)文章。
再看簡(jiǎn)單指令集中,則有4種,分別是ARM、MIPS、alpha、RISC-V。
ARM對(duì)國(guó)內(nèi)沒(méi)有指令集授權(quán),均是架構(gòu)授權(quán),比如V8架構(gòu)授權(quán)給了華為鯤鵬、飛騰,鯤鵬、飛騰只能基于V8架構(gòu)開(kāi)發(fā)芯片,另外這兩家也擁有一些CPU、GPU核的IP授權(quán)。
V9架構(gòu),以及一些IP,則授權(quán)給了阿里、中興以及一些其它芯片創(chuàng)業(yè)企業(yè),大家可以基于V9架構(gòu)研發(fā)芯片,但自由發(fā)揮空間不是特別大,畢竟只能使用規(guī)定的單詞。
龍芯早期用的是MIPS指令集,后來(lái)自己拓展了LoongISA指令集,去年龍芯干脆干了一票大的,拋棄掉MIPS,100%自研出了一個(gè)LoongArch指令集,相當(dāng)于自己創(chuàng)造了一套26個(gè)字母出來(lái),以后組單詞,寫(xiě)文章,隨便自己玩。
申威早期用alpha指令集,后面自己拓展了SW64,但還是離不開(kāi)alpha指令集,不過(guò)alpha很早就沒(méi)“媽”了(無(wú)實(shí)體公司運(yùn)營(yíng)),其實(shí)也是自由的。
最后說(shuō)說(shuō)RISC-V指令集,這是完全免費(fèi)開(kāi)源的,相當(dāng)于26個(gè)字母對(duì)外公開(kāi),大家都可以拿這26個(gè)字母去組單詞,寫(xiě)文章。
可見(jiàn),真要說(shuō)自主可控,龍芯應(yīng)該是排第一的,另外RISC-V、申威、海光自由度都是非常高的。相對(duì)而言,自由度不那么高的,還是在ARM芯片這一塊,畢竟ARM只授權(quán)架構(gòu),還分V8、V9版本等,會(huì)不斷的升級(jí),芯片廠(chǎng)商要持續(xù)使用ARM,得不斷的購(gòu)買(mǎi),隨時(shí)面臨斷供風(fēng)險(xiǎn),且授權(quán)價(jià)格昂貴。
