【IT168评测中心】6月24日下午，龙芯（Loongson/Godson）总设计师胡伟武接受了IT168的专访，对外界流传的关于龙芯购买MIPS授权的质疑进行了回应，并回答了笔者感兴趣的一些关于处理器微架构的问题。胡伟武表示，购买MIPS结构授权是为了更好地开拓市场，龙芯没有知识产权问题。
龙芯是中科院计算所（Institute of Computing Technology, Chinese Academy of Sciences）设计实现的基于MIPS（Microprocessor without Interlocked Piped Stages，无内部互锁流水级的微处理器）指令集的处理器，从2002年开始，龙芯已经推出了两代（龙芯三目前仍未出现市场）。目前最新的市售型号为龙芯2F，主频达到了1GHz。龙芯一开始的英文名叫做Godson，在06年11月，龙芯的英文名定为Loongson，在学术界则仍然使用Godson的名字。
在2009年6月15日，中国科学院计算所（ICT），作为一个法人机构正式获得了MIPS公司的授权，位于美国硅谷的MIPS公司于6月15日发布了官方新闻稿，中科院计算所于6月22日发布了新闻稿。在之前的2007年，计算所通过为其制造生产的意法半导体STMicroelectronics公司间接购买获得MIPS的许可证，这次计算所通过与MIPS直接签约，购买了MIPS32和MIPS64的许可证。
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合影：胡伟武（中）、笔者（右）、CCW韩勖（左）
在这个消息发布之后，引起了业界的议论，其中不少人认为这意味着龙芯其实就不是具有自主产权的中国芯了。在24日下午的采访中，胡伟武对外界议论的焦点进行了详细的解答（关于官方的详细解答见最后页的附录），并回答了IT168评测中心记者的提问。
龙芯获得的授权是架构的授权，可以无限制的使用
IT行业分工高度细化，一些企业越来越倾向于专注某一特定领域，这就是所谓的IP核（Intellectual Property，知识产权核，可不是Internet Protocol）供应商，如他们只设计出实现特定功能的一块电路，把这个设计方案卖给其它芯片厂商来构建完整的芯片产品。
主要的处理器核供应商有英国的ARM和美国的MIPS，它们研发出通用的处理器核，其它芯片设计企业得到它的授权，把这个处理器核与专用的逻辑电路(例如通信协议处理、音视频处理、IO处理)等等，封到一块芯片里，就构成自己的SoC(片上系统)，用于某些专业领域，例如手机、数字电视等等。在这个产业链模式下，SoC厂商通过出售芯片赚钱，处理器核提供商以授权费用的形式从中分成，你只能有偿使用，不能仿制，不能超过授权许可的范围，否则就会引起法律上的麻烦。
意法半导体生产的龙芯2E，处理器表面有Loongson、ST和ICT的标志
记者：龙芯获得的授权是哪一种授权？如果是核授权的话应该会花费多少呢？
胡伟武：如果我们直接买MIPS的核的话，那个十几二十万美元就够了，IP核授权很便宜。龙芯买的是结构的授权，你可以无限制的做。
记者：那么龙芯买这个授权花费了多少呢？比之前的500万美元要低吧？
胡伟武：由于结构授权可以无限制的做，所以这个比较贵。我们和MIPS有保密协议，具体价格我们不能讲，但肯定比这个价格低，500万美元是他们之前的要价。
记者：这个授权会不会有些方面限制住了龙芯的应用呢？如不能用于什么领域等？
胡伟武：没有，这个一个是地域，一个是领域，两个方面都没有限制。限制是限制在芯片方面。我们在这方面请了很多非常有经验的律师，做了一年。我们是永久性的授权。即使是以后MIPS被人收购了，对龙芯也不会有影响，这个在合同里面都是有体现的。
Sony PS2上的EmotionEngine内部就集成了MIPS处理器核
得到MIPS结构授权并非意味着创新失败
记者：有人认为龙芯购买MIPS结构授权意味着自主创新失败，你怎么看？
胡伟武：有这方面的疑惑是因为对计算机的架构不了解，早期我们说计算机的架构就是说ISA（Instruction Set Architecture，指令集架构），这个ISA当中的A很具有迷惑性，ISA是指指令系统，这只是一种语言，负责处理器硬件与软件的沟通，现在说的Architecture已经发展到了软件、硬件都算了。处理器最核心的技术是指令集下面的微架构（Microarchitecture），这方面的创新空间很大。
胡伟武：ISA方面，MIPS基本指令只有300多条，我们自己增加了500多条。实际上MIPS是一个开放的架构，它有一部分是它定义好的，有一部分是允许用户自己定义的，它只是管它定义好的那部分，你不能瞎动。我们自己定义了500条指令，所以这方面的创新空间还是很多大的。
龙芯2微架构
及内部组件结构、物理布线等都自行研发实现
胡伟武：今天说的架构和以往的架构已经是两回事了，龙芯使用MIPS架构不是说就已经定死了，关键的微架构，是得自己设计的，例如加法器怎么实现、乘法器怎么实现的，这些对处理器来说都是很关键的。
胡伟武：龙芯经过8年的研发，这方面已经申请了近百项专利，比MIPS在中国的专利要多得多，我们拥有完全的自主性。
到龙芯2D1为止的发展过程
龙芯可能会成立一个公司
记者：最近听到你和李所长说过关于龙芯会成立一个大公司的形式来运行，这个结构授权是直接由它来继承吗？
胡伟武：计算所是一个国立科研机构，原则上是不做芯片的买卖，那肯定是计算所下属的做龙芯业务的企业来继承这个授权，这个是在合同里面说的很清楚的。
技术问题
Godson-2 Microarchitecture (Godson-2E)
记者：龙芯三号流片成功了么？
胡伟武：龙芯3A、3B都有了，但是还没有返回来。
记者：龙芯2E运算单元的除法、平方根运算现在能完全流水线设计了么？后续型号的运算单元相比变化大吗？
胡伟武：后继型号的运算单元和以前的差不多，没什么变化。不过龙芯三号实现了向量部件，8个1024 x 64位的向量运算可以并行进行。
记者：如ALU这样的运算单元的数量会继续增加吗？
胡伟武：ALU的数量没有增加，但是向量单元也可以作定点计算（注：整数计算）和浮点计算。
记者：龙芯2的Load/Store单元似乎有点少（一个），它会继续增加么？
胡伟武：在有了向量单元之后存取确实是一个问题，我们后继型号作了很多创新，申请了很多专利。你说的没错，我们的处理器核里面的Load/Store部件是有点少，我们在龙芯3A和龙芯2G里面都增加了。
龙芯2具有64个GPR，每个64位。x86处理器具有8个32位GPR，x86-64处理器则具有16个64位GPR。
记者：GPR（General Purpose Register，通用寄存器）的数量会增加吗？
胡伟武：我们的向量计算部件实现了128个256bit的寄存器，这个做的非常大。
记者：听说龙芯2G和龙芯3支持x86指令，是真的吗？
胡伟武：严格来说不是这样，这个是类似于Transmete的二次编译技术，一个“软”的x86核，当然做法上我们和全美达不同。
记者：龙芯采用解码器将指令解码为内部指令是基于一种什么思想？
胡伟武：做CPU的人都希望CPU搞定一切，譬如说最近在做的高清编解码，无论什么格式增加的指令都可以用同一个处理器来完成。Intel也是这样做的。
关于MIPS结构授权与龙芯自主性等问题
1. 得到MIPS结构授权是不是意味着非自主创新？
答：这个问题要看大家对“结构”或“架构”两个字的理解。计算机架构的发展经历的不同的阶段，在六、七十年代，指令系统就是架构，因为那时候晶体管资源比较有限，所有的实现都是按照最简单的来。指令系统对结构是有影响的，例如，如果指令系统中有乘法指令，结构上就要实现乘法指令。而现在，计算机架构已经远远超出了指令系统的范围。
在计算机中，指令系统就是一种语言，就像我们用的汉语和英语一样。比如说我们要写一本小说，用中文写还是用英文写对小说肯定是有很大影响的，但关键是小说的内容本身。指令系统也一样，就是计算机中软件和硬件之间的一种语言。为什么要采用MIPS指令系统而不是自己定义一个新的指令系统呢？例如“六十六”和“66”表示的是相同的意思，但前者只有懂中文的人才明白，后者全世界都明白。
另外，指令系统对CPU架构虽然有一定的影响，但影响不大。MIPS指令系统只有300多条，大龙芯已经在此基础上新增加了500多条，因为MIPS指令系统是可以扩充的。
在CPU领域，架构不是指令系统，而是指“微体系结构”（microarchitecture），就像盖房子一样，房子的结构得自己设计。以MIPS为例，同样的指令系统，也可以让一个研究生就设计出一个简单的CPU；也可以让一个国际一流的团队设计出有市场竞争力的CPU，都是运行MIPS指令系统的。
因此，指令系统对架构有影响，但不是架构的关键。龙芯在过去8年中，在架构上是有很深的积累的，并已经申请了近百项专利。
2. MIPS指令系统是不是在市场上边缘化了，不适用于电脑？龙芯采用MIPS指令系统是不是只能应用于低端应用？
答：技术跟市场不能混为一谈。X86的成功，主要是市场的成功，学术界都知道其结构上不如当年已经死掉的DEC的Alpha；同样，微软的成功也主要是市场成功。
目前山寨手机的成功主要也是商业模式的成功。
指令系统跟低端或者高端没有关系。90年代的时候世界上最快的500台计算机中有300多台是MIPS指令系统兼容的。
LINUX是肯定能发展起来的。在服务器市场，Linux占有80％的份额。在国外桌面使用 LINUX的也很多。我们国家是使用LINUX最不普及的，巴西、委内瑞拉、越南、俄罗斯等政府办公和教育都是LINUX为主。
目前，龙芯的服务器、个人终端、嵌入式三个系列的定位已经完备。技术已经有竞争力。以服务器市场来说，今年曙光5000A使用8000颗AMD的CPU达到了200万亿次，而明年曙光6000将使用8000颗龙芯3号达到1000万亿次。龙芯决不是低端的东西。
3 采用MIPS架构是不是有安全性的问题？
答：指令系统就是一个编码。是公开的，不涉及任何安全问题。指令系统说穿了就是如何用数字表示加、减、乘、除这些操作。我们可以用1、2、3、4四个数字分别表示加、减、乘、除四个操作，也可以用5、6、7、8来分别表示加、减、乘、除（当然实际情况会稍微复杂一点），这些都是公开的。关键是人家用1、2、3、4表示加、减、乘、除大家已经习惯了而我们如果非要用5、6、7、8来表示，大多数人就看不明白。
龙芯购买MIPS授权，不是购买MIPS公司已经完成的设计，而是取得MIPS兼容这个标志，主要是市场行为。
MIPS公司的授权客户有很多，包括AMD、SONY、NEC等等。
4. 既然是自主的，为什么要购买MIPS的架构？
答：指令系统不能申请专利，MIPS曾经有四条指令的实现方法上于1986年申请了专利，但这些专利已经于2006年到期。因此龙芯购买 MIPS授权不是因为这几条指令。
我们在MIPS的指令系统的创新方面已经远远超过了MIPS公司。购买MIPS授权主要是减少市场过程中的麻烦，包括有利于拓展海外市场。
龙芯在关键技术上不依赖MIPS。但做到跟MIPS兼容可以充分利用该阵营的力量。
知识产权问题，本质上是市场问题，不是法律问题。例如，Transmeta公司本来市场很好，但Intel起诉它，打了两年官司，最后Intel输了，但两年过程中没有人敢跟Transmeta做生意，最后Transmeta被拖垮了。
MIPS指令系统是大学和研究生教育的教科书上用的指令系统，被誉为“CPU中的LINUX”。就像我在背景材料中说的一样，龙芯没有侵MIPS的专利权，但我们在产品销售过程中不能打“MIPS兼容”的商标，否则会侵MIPS的商标权。另外，我们提供给客户的指令手册中不能直接翻译MIPS的指令手册，否则就会侵犯copyright。龙芯现在是“有罪假设”，小企业跟龙芯合作没有太多的考虑，但大企业跟龙芯合作，一定会考虑龙芯的可持续发展问题。
关键是龙芯购买MIPS授权有很大的好处。最近很多国外的大企业纷纷找我们合作，就是因为我们购买的MIPS的授权，大家认为龙芯是一个中规中矩的组织。还有很多合作伙伴（包括微软的WinCE、Adobe、风河等）开始把软件往龙芯上移植，也主要是看好龙芯。最近还有不少美国人到龙芯找工作。我们做自主创新，一定要做统一战线，要团结很多人，包括美国人。我们购买了MIPS的结构授权，就会有很多美国人支持龙芯，巴不得龙芯越大越好。 最后，我们购买MIPS结构授权的代价极小，充分利用了金融危机。
5. 为什么在这时候购买，不是早些时候或者晚些时候？
答：一方面，龙芯经过8年的积累，技术上已经具备较强的市场竞争力，产业化方面经过多年的探索也具备了很好的基础。在此基础上，准备以企业为主体正式进行龙芯的研制和推广。 另一方面，在这时候购买可以利用金融危机的时机降低购买费用。龙芯在MIPS授权方面的费用远小于每年花在EDA工具方面的费用。
