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真正看懂国产CPU:6种指令集,N家公司,谁能自主可控?
2023-11-27 来源:科技专家
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关键词:AMD龙芯芯片

别一说起CPU,大家就只想起intel、AMD。其实国内目前已经有N种CPU了,除了最典型的6家厂商(兆芯、海光、鲲鹏、飞腾、龙芯、申威)之外,还有阿里、中兴,以及众多的创业企业。


不过,虽然有N多家企业,但研发的所有国产CPU,其采用的都是6种指令集,今天给大家说一说,这6种指令集的情况,看看谁才能真正的自主可控。



首先要给大家普及一点知识,何为指令集、何为架构,何为IP。


CPU运行的指令是0、1这种二进制数,而所谓的指令集则是规定指令格式的东西,是软件和硬件之间的接口“语言“,是交互的一种标准规范。


我们用写英文来形容的话,指令集是26个字母,芯片架构则是由这些字母组成的单词,而IP则是由单词组成的文章提纲。



如果获得了永久的指令集授权,那么自己可以根据这26个字母,随便组成单词,再随便写成文章,自由度非常高。


如果只获得架构授权,那么只能用固定好的单词,来写文章,不能自己组装出新的单词。


如果获得了架构和IP,那么就只能按照对方给的提纲,在提纲的规定范围内,用对方提供的单词写文章。



接下来我们说说国内CPU情况,看看哪些CPU是获得的指令集授权,哪些是架构授权,哪里是IP授权,基本上就明白了。


如上图所示,复杂指令集下有兆芯和海光,Z芯收购了VIA(威盛),而威盛曾获得X86指令集授权,属于继承。而AMD将X86指令集,以及Zen1架构授权给了海光,海光可以基于X86自由研发芯片,就像拿到了26个字母一样,随便组单词,写文章。



再看简单指令集中,则有4种,分别是ARM、MIPS、alpha、RISC-V。


ARM对国内没有指令集授权,均是架构授权,比如V8架构授权给了华为鲲鹏、飞腾,鲲鹏、飞腾只能基于V8架构开发芯片,另外这两家也拥有一些CPU、GPU核的IP授权。


V9架构,以及一些IP,则授权给了阿里、中兴以及一些其它芯片创业企业,大家可以基于V9架构研发芯片,但自由发挥空间不是特别大,毕竟只能使用规定的单词。



龙芯早期用的是MIPS指令集,后来自己拓展了LoongISA指令集,去年龙芯干脆干了一票大的,抛弃掉MIPS,100%自研出了一个LoongArch指令集,相当于自己创造了一套26个字母出来,以后组单词,写文章,随便自己玩。


申威早期用alpha指令集,后面自己拓展了SW64,但还是离不开alpha指令集,不过alpha很早就没“妈”了(无实体公司运营),其实也是自由的。



最后说说RISC-V指令集,这是完全免费开源的,相当于26个字母对外公开,大家都可以拿这26个字母去组单词,写文章。


可见,真要说自主可控,龙芯应该是排第一的,另外RISC-V、申威、海光自由度都是非常高的。相对而言,自由度不那么高的,还是在ARM芯片这一块,毕竟ARM只授权架构,还分V8、V9版本等,会不断的升级,芯片厂商要持续使用ARM,得不断的购买,随时面临断供风险,且授权价格昂贵。



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