指令集架构与开源架构.doc

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1、指令集架构与开源架构　　在学院派那儿PK的功耗面积，在工程派眼中离实用还远的很。做出一个demo和做出真正工程上能用的产品还隔着十万八千里，而工程上能用距离商业成功又隔了十万八千里。因为一个指令集就把某种架构夸上天实在没必要。　　指令集架构与开源架构　　在学院派那儿PK的功耗面积，在工程派眼中离实用还远的很。做出一个demo和做出真正工程上能用的产品还隔着十万八千里，而工程上能用距离商业成功又隔了十万八千里。因为一个指令集就把某种架构夸上天实在没必要。　　指令集架构与开源架构　　在学院派那儿PK的功耗面积，在工程派眼中离实用还远的很。做出一个de

2、mo和做出真正工程上能用的产品还隔着十万八千里，而工程上能用距离商业成功又隔了十万八千里。因为一个指令集就把某种架构夸上天实在没必要。　　　　开源架构受到追捧隐含的另一个意思是Arm等IP厂商授权太贵，所以总有人揭竿而起要革商业公司的命，用免费打败收费。　　第一个误会是指令集架构授权和CPU。　　核的授权被刻意模糊了。Arm的CPU核授权门槛其实很低，甚至有DesignStart你们可以了解一下，基本可以免费获取Cortex-M0和Cortex-M3，一些媒体文章动辄说Arm授权费要千万美金，钱真有那么好赚吗？Arm被孙正义收购的时候营收一年也就

3、10多亿美金，这生意绝对说不上大。架构授权的客户都是财大气粗玩的起的主儿，如我大苹果、大高通、大三星等，初创公司完全有很多很便宜的选择，干嘛一上手就搞架构授权？刻意强调千万美金授权不能不说是有意误导。　　第二个误会则是来自开源社区。　　很多人说开源架构免费多好呀，但我要说从架构定义到CPU核实现这中间有很长的路要走，这一部分并不免费，像SiFive等公司都是要收钱的，与Arm的CPU核授权并无多少区别。把开源解读为免费恐怕是一个中英文翻译中的误会。在开源社区的概念刚刚被引入的时候就有人把FreeSoftware翻译为免费软件，但其实更准确的翻译是

4、自由软件或开源软件，开源不等于免费，免费也不等于开源。开源指的是源代码公开，任何人可以免费获取自行编译或重新开发，只是要遵循相应的版权协议，像Linux遵循的是GPL协议，用GPL开源协议的代码重新开发的软件也必须开源。免费指的是软件不收钱，但是不一定开源。大名鼎鼎的RedhatLinux是开源的，但是也不影响Redhat公司靠服务费收钱。在开源架构社区也是一样，指令集是开源的，遵循BSD协议，各家开发的产品不是必须要开源回馈给社区。各家公司在这个指令集基础上开发的自己的CPU核产品都是要收费的，毕竟开发CPU核产品也是要投入人力研发的啊。　　以

5、上这些都是老生常谈。开源架构每过几年就要来一轮，背后其实大家都懂，就是学院派总是要有点新的研究成果，“国外一开源，我们就自主”的风气决定了，国外有什么新的指令集架构开源都会在国内激起一阵躁动。但学术不等于商业。CPU架构从上世纪90年代的10多家到现在以X86和Arm为主，背后其实是更深刻的产业和商业规律在主导。在我看来，有几下几个要素：　　1.指令集架构创新不具有革命性　　有多篇论文分析过指令集架构和性能功耗的关系，结论是指令集的差别与性能和能耗没有关系，两者性能的差异是由于需求的不同在硬件设计上的反映，例如指令发射速度、分支预测、乱序执行等方

6、面，提升这些方面的性能需要使用到大量的硬件，使得硬件设计变得更加复杂，并且带来了更多的能耗。正如吴军在《浪潮之巅》中所说，“数量级是判断一项新技术是革命性还是革新性的关键”。Arm处理器功耗相比于x86有了数量级的提升，手机市场又比PC市场出货量要大一个数量级，这才有了Arm在移动互联网市场占据了端侧的优势，取代了x86指令集，也让架构授权模式为更多玩家所认可。在开源架构和Arm的PK中，没有这种数量级上的差异。Arm和RISC-V都是RISC架构的，只是指令集定义的不同，这就决定了不可能从指令集PK中获得什么优势，还是看具体的硬件实现和功能取舍

7、。　　2.技术先进性不等于商业成功　　每次有人强调新的指令集比原有的指令集要高效的时候我就笑了，大家想想键盘布局的故事。现在的QWERT键盘布局虽然奇怪，但延续了这么多年，已经有了强大的惯性，即使有人发明了更高效的键盘布局也无法得到广泛支持。指令集上的故事也是类似。Intel的x86指令集是CISC架构的，曾被人Diss架构臃肿。历史上也有多次“x86革命”想取代x86架构，但都因为得不到广泛的支持最终以失败告终。巨大的商业利益和强劲的软硬件的支持可以使得x86架构难以撼动，这些都不是一个简单的技术问题。　　3.指令集架构是一个昂贵的公共品。　　

8、对学院派来说，能运行软件跑成Demo发论文就是成功，对商业公司来说则是要完成从指令集定义到CPU微架构的设计，到整个芯片的设计和相应软件