RISC-V架構(gòu)和國(guó)產(chǎn)IP不受美國(guó)出口管制

擁抱開(kāi)放是當(dāng)今各個(gè)行業(yè)的大趨勢(shì)，也符合當(dāng)下中國(guó)***的”和平合作, 開(kāi)放包容, 互學(xué)戶鑒, 互利共贏”核心理念。伴隨著***和ARM停止授權(quán)華為事件的***，業(yè)界紛紛對(duì)有望給中國(guó)處理器同時(shí)帶來(lái)自主可控繁榮創(chuàng)新的RISC-V開(kāi)放指令集架構(gòu)表達(dá)了更多的關(guān)注和更熱切的期盼。但是，對(duì)于RISC-V技術(shù)也出現(xiàn)了一些質(zhì)疑的聲音，譬如說(shuō)因?yàn)镽ISC-V技術(shù)是源自加州大學(xué)伯克利分校，那么基于RISC-V架構(gòu)的商業(yè)處理器IP都存在風(fēng)險(xiǎn)等，甚至對(duì)整個(gè)RISC-V開(kāi)源社區(qū)的質(zhì)疑，還有聲音建議要回到關(guān)起門來(lái)全部重新自己搞一套架構(gòu)的老路上去。

上述質(zhì)疑一部分源于情緒上的恐慌，另一部分則源于對(duì)行業(yè)的誤解。本文對(duì)圍繞RISC-V的幾個(gè)爭(zhēng)議問(wèn)題進(jìn)行重點(diǎn)剖析，希望達(dá)到正本清源的效果。

問(wèn)題1：什么是“架構(gòu)”，什么是“微架構(gòu)”，什么是處理器IP？

指令集架構(gòu)，有時(shí)簡(jiǎn)稱為“架構(gòu)”或者稱為“處理器架構(gòu)”。其可以理解為處理器底層硬件與運(yùn)行于其上的軟件之間的橋梁與接口。業(yè)界主流的架構(gòu)是x86架構(gòu)（由Intel和AMD公司所有）和ARM架構(gòu)（ARM公司所有）。

有了指令集架構(gòu)，便可以使用不同的處理器硬件實(shí)現(xiàn)方案來(lái)設(shè)計(jì)不同性能的處理器。處理器的具體硬件實(shí)現(xiàn)方案稱為微架構(gòu)（Micro-architecture）。

IP(Intellectual Property)在集成電路領(lǐng)域里通常指的是硅知識(shí)產(chǎn)權(quán)(Silicon Intellectual Property), 即一種事先定義，經(jīng)過(guò)驗(yàn)證可以在芯片設(shè)計(jì)中重復(fù)使用的功能模塊[1]， 使用不同“微架構(gòu)”實(shí)現(xiàn)并經(jīng)過(guò)充分驗(yàn)證后的處理器產(chǎn)品，在業(yè)界通常稱之為處理器IP。作為一個(gè)知名的例子，ARM公司是世界上最大的處理器IP公司，ARM公司雖然設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)基于ARM架構(gòu)的處理器核，但是商業(yè)模式并不是直接生產(chǎn)處理器芯片，而是作為硅知識(shí)產(chǎn)權(quán)IP供應(yīng)商，授權(quán)IP許可給其客戶。目前，全世界幾乎所有芯片公司都有使用ARM公司的授權(quán)。芯片公司從ARM公司購(gòu)買其處理器IP，加入適當(dāng)?shù)耐鈬娐?，從而形成自己的SoC芯片產(chǎn)品。最近ARM停止授權(quán)華為事件之所以產(chǎn)生巨大的業(yè)界震動(dòng)，就是因?yàn)锳RM幾乎長(zhǎng)期壟斷了中國(guó)的處理器IP市場(chǎng)，所以ARM對(duì)中國(guó)本土芯片公司的***力巨大，任何一個(gè)本土芯片公司都難以承受ARM斷供的沖擊。

問(wèn)題2：“RISC-V指令集架構(gòu)”會(huì)受到美國(guó)出口管制嗎？

源自美國(guó)國(guó)內(nèi)受到出口管制的，通常都是具體的軟硬件產(chǎn)品，而開(kāi)源項(xiàng)目的源代碼則是受美國(guó)***第一修正案保護(hù)的***。但是“RISC-V指令集架構(gòu)”（通常也簡(jiǎn)稱RISC-V架構(gòu)），既不是源代碼也不是具體產(chǎn)品，而是一套開(kāi)放的處理器架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，因此無(wú)法受到美國(guó)的出口的管制[2]。RISC-V指令集架構(gòu)相關(guān)文檔的發(fā)布基于CC BY 4.0 License，可以免費(fèi)分享并基于其做修改甚至商業(yè)用途。因此使用RISC-V指令集架構(gòu)本身是不受美國(guó)進(jìn)出口管制的。

RISC-V基金會(huì)鼓勵(lì)任何人，無(wú)論是會(huì)員還是非會(huì)員無(wú)任何限制地使用RISC-V指令集架構(gòu)去實(shí)現(xiàn)處理器。

問(wèn)題3：基于RISC-V架構(gòu)實(shí)現(xiàn)的處理器IP會(huì)受到管制嗎？

如問(wèn)題1中所述，RISC-V指令集架構(gòu)（簡(jiǎn)稱“架構(gòu)”）只是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，真正能夠被使用起來(lái)的是不同“微架構(gòu)”的處理器產(chǎn)品。這些處理器產(chǎn)品，在業(yè)界通常稱之為處理器IP。處理器IP一般分為三類，分別闡述如下[2]：

1.（國(guó)內(nèi)或者國(guó)外的）開(kāi)源的RISC-V處理器IP。

如果是托管到Github等的開(kāi)源項(xiàng)目，則源代碼受美國(guó)***第一修正案保護(hù)（除了安全加密算法相關(guān)的），而不受出口管制***。

2.國(guó)內(nèi)IP公司開(kāi)發(fā)的RISC-V商業(yè)處理器IP，或者國(guó)內(nèi)公司自研自用的RISC-V處理器IP。

基于RISC-V指令集架構(gòu)，如果由國(guó)內(nèi)公司實(shí)現(xiàn)的商業(yè)和非商業(yè)處理器IP，則可以完全不受美國(guó)管制，完全做到自主可控。

3.國(guó)外IP公司開(kāi)發(fā)的RISC-V商業(yè)處理器IP，或者國(guó)外公司自研自用的RISC-V處理器IP。

受到出口管制***的主要是美國(guó)公司，產(chǎn)品主要在美國(guó)研發(fā)或受到美國(guó)監(jiān)管相關(guān)公司的商業(yè)IP產(chǎn)品，都將受到美國(guó)出口管制的***。

此外，RISC-V相關(guān)開(kāi)源工具鏈，包括編譯器和調(diào)試器，則遵循GPL和BSD等開(kāi)源許可證，無(wú)明確的出口管制限制，特別是源代碼受到美國(guó)***第一修正案保護(hù)的***[3][4]。

問(wèn)題4：為何不干脆“自建一套指令集架構(gòu)”？

“自建一套指令集架構(gòu)”的嘗試在國(guó)內(nèi)已經(jīng)被多次嘗試過(guò)，也已經(jīng)存在了多種國(guó)內(nèi)自有的指令集架構(gòu)。

其實(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)指令集架構(gòu)不難，真正難在生態(tài)建設(shè)。而生態(tài)建設(shè)中最昂貴的成本是教育成本（即人們普遍的熟悉程度），以及接受成本（即人們?cè)敢馔度氲臅r(shí)間），而這兩個(gè)成本昂貴到無(wú)法用金錢造就和購(gòu)買。這也就是多年來(lái)無(wú)論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，都存在過(guò)一些私有指令集架構(gòu)，但始終停留在小眾市場(chǎng)而無(wú)法成為被廣泛接受的主流指令集架構(gòu)的原因。

“自建一套指令集架構(gòu)”也許可以某種程度上實(shí)現(xiàn)“自主”“可控”，但是難以實(shí)現(xiàn)“繁榮”的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

與之相反的是，RISC-V一套徹底開(kāi)放的指令集架構(gòu)，由于其全世界范圍內(nèi)的開(kāi)放性和先進(jìn)性，吸引了大量企業(yè)，學(xué)校和個(gè)體主動(dòng)參與其中，生態(tài)發(fā)展速度驚人，社區(qū)生機(jī)勃勃，解決了生態(tài)建設(shè)中的最核心問(wèn)題。因此，使用RISC-V架構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)“繁榮”的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

正確打開(kāi)方式

做大做強(qiáng)國(guó)產(chǎn)自主可控的本土RISC-V處理器IP

綜上，RISC-V作為一種全新的開(kāi)放指令集架構(gòu)，擁有蓬勃的生態(tài)吸引力，是未來(lái)非常有潛力的主流指令集架構(gòu)之一，能夠?qū)崿F(xiàn)“繁榮”的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。并且，RISC-V架構(gòu)和國(guó)產(chǎn)RISC-V IP根本不受美國(guó)出口管制。

因此，擁抱開(kāi)放技術(shù)，共建主流生態(tài)，抓緊做大做強(qiáng)國(guó)產(chǎn)自主可控的本土RISC-V處理器IP，真正實(shí)現(xiàn)“自主”“可控”“繁榮”的本土處理器產(chǎn)業(yè)生態(tài)，才是最正確的打開(kāi)方式。