对“国产cpu发展应自主研发核心技术，建立自主生态”的理解－乌有之乡-亚博app客户

　　cpu是承载一切软件应用的基础，cpu指令集是cpu微电路与操作系统和应用软件沟通的桥梁。操作系统和应用软件又保障着cpu和指令集生存壮大，不被同类产品轻易替代。

　　cpu指令集也叫“架构”，它介于软件与cpu逻辑电路之间，是对cpu功能及调用方法的精确描述，设计基于某种指令集的cpu 就是设计逻辑电路去实现指令集规范中描述的功能，cpu的逻辑电路名叫“微架构”。编写汇编程序以及编译高级语言源代码，产生的是面向某种指令集规范的二进制操作码，每条操作码对应指令集中的一条指令。因此系统及应用软件针对不同指令集的版本，就只能在相同指令集的cpu上才能运行。java/.net和脚本程序虽然不限定指令集，但它们依赖的java/.net虚拟机和脚本解释器，也仍然是以二进制程序的方式存在，不同指令集的cpu就需要不同版本的二进制程序。

　　操作系统和应用软件以及各种硬件的驱动程序都与指令集深度捆绑，围绕各种指令集构成相互依存的生态关系。虽然软件可能会有多个版本去兼容不同指令集，但每种指令集的生态都各自独立。x86和windows、arm和android借助生态链中所有企业的合力，分别成就了桌面计算机和移动设备领域的霸主地位，掌控这两种指令集的intel和arm也因此在生态中具有无上的权力，对依赖其生态的任何企业，都能够一言决兴衰、二言定存亡。　　

当只有cpu核心设计能力，而没有自主指令集和自主软件生态时

 

　　1985年时，intel挟着它推动通过的《半导体保护法》割起了韭菜，收回了对日本企业的x86指令集授权，使日本企业对x86 cpu进行的一切推广和改进都付诸东流，对x86生态的贡献反而成为了打击日本自主cpu的武器。同时美国政府也对日本半导体行业实施打压，使日本的半导体行业一落千丈。因为日本企业并没有对x86指令集的主导权，包括配套的硬件也只能按照intel的标准设计和生产，一旦失去了与x86兼容的许可，就只能任由美国政府和intel宰割。

　　不只是对国外，intel对美国国内的企业也一视同仁，同样在1985年，intel尝试收回对amd的x86指令集授权，然后打了许多年官司，amd才保住了授权。但拥有x86授权的其它企业没有这么幸运，即使扛过了官司，也没能抵挡住intel的其它手段。即便是amd也仍然时不时地被intel借着各种专利问题敲打，直到它抓住了cpu从32位发展到64位的时机，自主设计了兼容x86的amd64指令集并得到市场认可，才获得了主动权。amd通过与intel完成各种交叉授权，拥有了平起平坐的地位，从此与intel的竞争只是cpu性能上的竞争，摆脱了被狭制的命运。

　　2000年左右，我国台湾的via意气风发，它的主板芯片组全球市场占有率超过了50%，于是通过收购奄奄一息的cyrix和centaur获得了x86指令集授权，开始进军cpu市场。兼容x86指令集可以依附现成的x86生态，不存在市场壁垒，但它的美国子公司centaur设计的cpu性能一直不高，via只能依靠管脚兼容与intel中低端cpu竞争。intel也没有忘记时不时地敲打via一番，在2010年时via使出浑身解数，才争取到intel把x86指令集和相关专利授权延期到了2018年。然而intel也给via作出了两条要命的限制，一是不再授权via设计和生产与intel cpu兼容的主板芯片组，二是不允许via的cpu与intel的cpu管脚兼容，也就是不再可以与intel的cpu原位替换。因此via失去了最核心的主板芯片组和集成gpu业务，cpu也迅速从市场消失，经营陷入困境，连带整个台湾的半导体行业都遭受巨大损失。　　

当没有cpu核心设计能力，指令集和软件生态也完全寄人篱下时

 

　　我国的手机及soc企业差点经历这样的风险。因为国产的所谓手机cpu，实际上全都是soc，也就是把已经设计好的芯片功能模块集成在一块芯片中。这些soc中的cpu核心、gpu核心都完全来自外购，国内设计的只有通信模块。一旦cpu、gpu模块被终止授权，或者只是不再继续授权新的核心设计，这些手机soc就会沉寂消亡。

　　国产arm架构桌面cpu即使是自己设计的核心（不完全确定），在软件生态方面也仍然存在风险。因为软件生态是指令集的外延，arm已经把指令集版本升级到了armv9，arm主流软件生态也会逐渐向新的版本过渡。国内和企业如果坚守armv8，在cpu核心设计水平和生产工艺本就有差距的情况下，又缺少新指令的性能加成，就会承担被它们所依附的软件生态抛弃的风险。

　　也就是说，国内某些cpu产品的核心竞争力，是来自国外授权。有授权就有竞争力，没有授权就会被打落凡尘。　　

当既有cpu核心设计能力，又有自主的指令集和软件生态时

 

　　以apple为例，首先它是美国公司，也就不存在被arm中止授权的风险。apple使用的arm指令集实际上已经不是原版的arm，而是添加了一些自己独有的指令。只有apple自己的操作系统以及基于它的操作系统的应用软件，才会使用这些新的指令。apple的系统和软件并不能兼容其它的arm处理器，它的软件生态是独立的，是不受intel/microsoft/arm/google等影响的。因此，其它企业只能通过商业竞争来与apple对抗，而无法使用以“上级”的身份加以任何胁迫。更重要的是，apple自己建立的软件生态，不会成为竞争对手的。而国内设计arm cpu的企业，它们为arm生态作出的一切贡献，都会是竞争对手用来打击它们的武器。

　　apple的生态是封闭的，龙芯的生态是开放的，这是它们最主要的区别。龙芯以往也是基于mips指令集扩展各种新指令，形成自己的独立生态。现在则是连指令集也一并自主，以自主指令集构建完全自主的软件生态。自主不是封闭，而是以自己为主导的开放，只有如此才有能力应对来自政治和商业方面的各种危险。特别是龙芯的二进制翻译技术，当前虽然还在紧张地开发和优化，但据可信的消息，已经可以流畅地运行photoshop了。龙芯以二进制翻译的方式兼容主流应用软件，既能丰富自己的软件生态，又不会给对手形成助力。

　　龙芯使用自主指令集，有国内最高水平的cpu核心设计能力，再加上已经完善到一定程度的自主的软件生态，使龙芯在国产cpu企业中拥有最强的抗风险能力。完全自主的优势是，即使发展到能对世界一流cpu产品构成威胁的程度，也不会受到釜底抽薪式的打击。虽然看似发展较慢，但却能保证自己安全地、健康地、持续地成长。