RISC-V架构和国产IP不受美国出口管制
栏目:行业动态 发布时间:2019-06-06 08:34

拥抱开放是当今各个行业的大趋势,也符合当下中国一带一路的”和平合作, 开放包容, 互学户鉴, 互利共赢”核心理念。伴随着中美贸易战和ARM停止授权华为事件的影响,业界纷纷对有望给中国处理器同时带来自主可控繁荣创新的RISC-V开放指令集架构表达了更多的关注和更热切的期盼。但是,对于RISC-V技术也出现了一些质疑的声音,譬如说因为RISC-V技术是源自加州大学伯克利分校,那么基于RISC-V架构的商业处理器IP都存在风险等,甚至对整个RISC-V开源社区的质疑,还有声音建议要回到关起门来全部重新自己搞一套架构的老路上去。

上述质疑一部分源于情绪上的恐慌,另一部分则源于对行业的误解。本文对围绕RISC-V的几个争议问题进行重点剖析,希望达到正本清源的效果。

问题1:什么是“架构”,什么是“微架构”,什么是处理器IP?

指令集架构,有时简称为“架构”或者称为“处理器架构”。其可以理解为处理器底层硬件与运行于其上的软件之间的桥梁与接口。业界主流的架构是x86架构(由IntelAMD公司所有)和ARM架构(ARM公司所有)。

有了指令集架构,便可以使用不同的处理器硬件实现方案来设计不同性能的处理器。处理器的具体硬件实现方案称为微架构(Micro-architecture)。

IP(Intellectual Property)在集成电路领域里通常指的是硅知识产权(Silicon Intellectual Property), 即一种事先定义,经过验证可以在芯片设计中重复使用的功能模块[1], 使用不同“微架构”实现并经过充分验证后的处理器产品,在业界通常称之为处理器IP。作为一个知名的例子,ARM公司是世界上最大的处理器IP公司,ARM公司虽然设计开发基于ARM架构的处理器核,但是商业模式并不是直接生产处理器芯片,而是作为硅知识产权IP供应商,授权IP许可给其客户。目前,全世界几乎所有芯片公司都有使用ARM公司的授权。芯片公司从ARM公司购买其处理器IP,加入适当的外围电路,从而形成自己的SoC芯片产品。最近ARM停止授权华为事件之所以产生巨大的业界震动,就是因为ARM几乎长期垄断了中国的处理器IP市场,所以ARM对中国本土芯片公司的影响力巨大,任何一个本土芯片公司都难以承受ARM断供的冲击。

问题2:“RISC-V指令集架构”会受到美国出口管制吗?

源自美国国内受到出口管制的,通常都是具体的软硬件产品,而开源项目的源代码则是受美国宪法第一修正案保护的言论自由。但是“RISC-V指令集架构”(通常也简称RISC-V架构),既不是源代码也不是具体产品,而是一套开放的处理器架构标准,因此无法受到美国的出口的管制[2]。RISC-V指令集架构相关文档的发布基于CC BY 4.0 License,可以免费分享并基于其做修改甚至商业用途。因此使用RISC-V指令集架构本身是不受美国进出口管制的。 

RISC-V基金会鼓励任何人,无论是会员还是非会员无任何限制地使用RISC-V指令集架构去实现处理器。

问题3:基于RISC-V架构实现的处理器IP会受到管制吗?

如问题1中所述,RISC-V指令集架构(简称“架构”)只是一个标准,真正能够被使用起来的是不同“微架构”的处理器产品。这些处理器产品,在业界通常称之为处理器IP。处理器IP一般分为三类,分别阐述如下[2]:

1.(国内或者国外的)开源的RISC-V处理器IP。

如果是托管到Github等的开源项目,则源代码受美国宪法第一修正案保护(除了安全加密算法相关的),而不受出口管制影响。

2.国内IP公司开发的RISC-V商业处理器IP,或者国内公司自研自用的RISC-V处理器IP。

基于RISC-V指令集架构,如果由国内公司实现的商业和非商业处理器IP,则可以完全不受美国管制,完全做到自主可控。

3.国外IP公司开发的RISC-V商业处理器IP,或者国外公司自研自用的RISC-V处理器IP。

受到出口管制影响的主要是美国公司,产品主要在美国研发或受到美国监管相关公司的商业IP产品,都将受到美国出口管制的影响。

此外,RISC-V相关开源工具链,包括编译器和调试器,则遵循GPL和BSD等开源许可证,无明确的出口管制限制,特别是源代码受到美国宪法第一修正案保护的言论自由[3][4]。

问题4:为何不干脆“自建一套指令集架构”?

“自建一套指令集架构”的尝试在国内已经被多次尝试过,也已经存在了多种国内自有的指令集架构。

其实设计一个指令集架构不难,真正难在生态建设。而生态建设中最昂贵的成本是教育成本(即人们普遍的熟悉程度),以及接受成本(即人们愿意投入的时间),而这两个成本昂贵到无法用金钱造就和购买。这也就是多年来无论是国内还是国外,都存在过一些私有指令集架构,但始终停留在小众市场而无法成为被广泛接受的主流指令集架构的原因。

“自建一套指令集架构”也许可以某种程度上实现“自主”“可控”,但是难以实现“繁荣”的产业生态。

与之相反的是,RISC-V一套彻底开放的指令集架构,由于其全世界范围内的开放性和先进性,吸引了大量企业,学校和个体主动参与其中,生态发展速度惊人,社区生机勃勃,解决了生态建设中的最核心问题。因此,使用RISC-V架构,能够实现“繁荣”的产业生态。

正确打开方式

做大做强国产自主可控的本土RISC-V处理器IP 

综上,RISC-V作为一种全新的开放指令集架构,拥有蓬勃的生态吸引力,是未来非常有潜力的主流指令集架构之一,能够实现“繁荣”的产业生态。并且,RISC-V架构和国产RISC-V IP根本不受美国出口管制。

因此,拥抱开放技术,共建主流生态,抓紧做大做强国产自主可控的本土RISC-V处理器IP,真正实现“自主”“可控”“繁荣”的本土处理器产业生态,才是最正确的打开方式。

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