指令集體系結(jié)構(gòu)(ISA)對于處理器及其軟件生態(tài)系統(tǒng)的開發(fā)至關(guān)重要。在過去的半個世紀中,大多數(shù)ISA都是由單個公司擁有的,無論是自己的芯片/系統(tǒng)的產(chǎn)品公司,還是將其處理器許可給芯片開發(fā)人員的處理器IP公司。請問ISA所有權(quán)重要嗎?讓我們通過三個專有的ISA及其歷史來說明一下。
首先講一下曾經(jīng)叱詫風云的Alpha 指令集,Alpha ISA由數(shù)字設(shè)備公司(DEC)為其工作站和服務(wù)器開發(fā),并于1992年發(fā)布。在1990年代中期,它被認為是SPARC和MIPS RISC體系結(jié)構(gòu)的有力競爭者。但是,ISA的所有權(quán)在1998年DEC收購時轉(zhuǎn)移給了Compaq。Compaq于2001年將Alpha ISA的權(quán)利賣給了Intel,并在同年被惠普收購。上一款基于Alpha的產(chǎn)品于2004年發(fā)布,這意味著這個指令集實際上因一系列收購而死了。(注:中國神威·太湖之光超算處理器申威26010應(yīng)該繼承了部分Alpha指令集)
MIPS Technologies于1998年從美國硅圖公司(SGI,Silicon Graphics)分離出來,成為一家獨立的IP公司。多年來,它取得了一些成功,尤其是在處理器IP市場的高端,并且僅是2009年移植Android的第二種體系結(jié)構(gòu)。不過隨著股價的下跌,MIPS在2013年向AST出售了498項專利,并同意Imagination Technology的收購。在Canyon Bridge收購Imagination之后,MIPS在一系列交易之后又被拆分出來,作為Wave Computing的一部分。作為人工智能芯片提供商,Wave是某些MIPS被許可方的潛在競爭對手。
2018年底,Wave試圖通過MIPS開放倡議,鼓勵MIPS ISA與RISC-V競爭。然而,許可條款包含了一些與專利有關(guān)的繁瑣條件。2019年底,Wave突然關(guān)閉了該項目,沒有發(fā)出任何通知。重要的教訓(xùn)是,即使一個ISA是開放的,如果它是商業(yè)所有的,它的未來也不安全。經(jīng)過7年的所有權(quán)變更,MIPS的市場份額急劇下降。
第三個例子是Arm,它是其中最大的處理器IP公司。長期以來,Arm不僅被視為一家成功的大型IP公司,而且是一家在半導(dǎo)體行業(yè)提供所謂“瑞士中立 ”的公司。Arm與半導(dǎo)體公司和EDA公司都有相當大的區(qū)別。因此,它享有被授權(quán)人的信任地位,因為它不存在利益沖突。隨著2016年被軟銀收購,Arm失去了對其命運的掌控,盡管軟銀并沒有與其授權(quán)方競爭。但隨著2020年9月英偉達宣布收購Arm的計劃,Arm將徹底失去中立性。作為一家半導(dǎo)體公司,Arm的所有者和其授權(quán)商之間存在利益沖突,這意味著它不能再以同樣的方式被信任。
從“三個ISA的故事”可以看出,無論ISA是商業(yè)許可還是公開的,其所有權(quán)都至關(guān)重要。收購可能通過合并產(chǎn)品線或使許可變得困難而導(dǎo)致該指令集的消失。收購公司的另一個動機甚至可能是殺死競爭的產(chǎn)品線,而對于一種指令集來說,這可能對被許可方造成災(zāi)難性的影響。
而對于開放指令集的RISC-V,ISA的所有權(quán)是RISC-V開發(fā)者思考的關(guān)鍵問題之一。通過將ISA的所有權(quán)轉(zhuǎn)讓給RISC-V國際公司,ISA的原始開發(fā)者保證了ISA的長久性。ISA的獨立所有權(quán)和被許可人可以選擇支持同一開放標準的IP供應(yīng)商,都保證了它的長久性。第三,一旦批準,ISA就會被凍結(jié),保證軟件開發(fā)者的代碼能夠無限期地在適當?shù)膬?nèi)核上運行。