6月24日下午，龍芯（Loongson/Godson）總設計師胡偉武接受了IT168的專訪，對外界流傳的關于龍芯購買MIPS授權的質疑進行了回應，并回答了筆者感興趣的一些關于處理器微架構的問題。胡偉武表示，購買MIPS結構授權是為了更好地開拓市場，龍芯沒有知識產權問題。
龍芯是中科院計算所（Institute of Computing Technology, Chinese Academy of Sciences）設計實現的基于MIPS（Microprocessor without Interlocked Piped Stages，無內部互鎖流水級的微處理器）指令集的處理器，從2002年開始，龍芯已經推出了兩代（龍芯三目前仍未出現市場）。目前最新的市售型號為龍芯2F，主頻達到了1GHz。龍芯一開始的英文名叫做Godson，在06年11月，龍芯的英文名定為Loongson，在學術界則仍然使用Godson的名字。
在2009年6月15日，中國科學院計算所（ICT），作為一個法人機構正式獲得了MIPS公司的授權，位于美國硅谷的MIPS公司于6月15日發布了官方新聞稿，中科院計算所于6月22日發布了新聞稿。在之前的2007年，計算所通過為其制造生產的意法半導體STMicroelectronics公司間接購買獲得MIPS的許可證，這次計算所通過與MIPS直接簽約，購買了MIPS32和MIPS64的許可證。
在這個消息發布之后，引起了業界的議論，其中不少人認為這意味著龍芯其實就不是具有自主產權的中國芯了。在24日下午的采訪中，胡偉武對外界議論的焦點進行了詳細的解答（關于官方的詳細解答見最后頁的附錄），并回答了IT168評測中心記者的提問。
IT行業分工高度細化，一些企業越來越傾向于專注某一特定領域，這就是所謂的IP核（Intellectual Property，知識產權核，可不是Internet Protocol）供應商，如他們只設計出實現特定功能的一塊電路，把這個設計方案賣給其它芯片廠商來構建完整的芯片產品。
主要的處理器核供應商有英國的ARM和美國的MIPS，它們研發出通用的處理器核，其它芯片設計企業得到它的授權，把這個處理器核與專用的邏輯電路(例如通信協議處理、音視頻處理、IO處理)等等，封到一塊芯片里，就構成自己的SoC(片上系統)，用于某些專業領域，例如手機、數字電視等等。在這個產業鏈模式下，SoC廠商通過出售芯片賺錢，處理器核提供商以授權費用的形式從中分成，你只能有償使用，不能仿制，不能超過授權許可的范圍，否則就會引起法律上的麻煩。
記者：龍芯獲得的授權是哪一種授權？如果是核授權的話應該會花費多少吧？
胡偉武：如果我們直接買MIPS的核的話，那個十幾二十萬美元就夠了，IP核授權很便宜。龍芯買的是結構的授權，你可以無限制的做。
記者：那么龍芯買這個授權花費了多少呢？比之前的500萬美元要低吧？
胡偉武：由于結構授權可以無限制的做，所以這個比較貴。我們和MIPS有保密協議，具體價格我們不能講，但肯定比這個價格低，500萬美元是他們之前的要價。
記者：這個授權會不會有些方面限制住了龍芯的應用呢？如不能用于什么領域等？
胡偉武：沒有，這個一個是地域，一個是領域，兩個方面都沒有限制。限制是限制在芯片方面。我們在這方面請了很多非常有經驗的律師，做了一年。我們是永久性的授權。即使是以后MIPS被人收購了，對龍芯也不會有影響，這個在合同里面都是有體現的。
記者：有人認為龍芯購買MIPS結構授權意味著自主創新失敗，你怎么看？
胡偉武：有這方面的疑惑是因為對計算機的架構不了解，早期我們說計算機的架構就是說ISA（Instruction Set Architecture，指令集架構），這個ISA當中的A很具有迷惑性，ISA是指指令系統，這只是一種語言，負責處理器硬件與軟件的溝通，現在說的Architecture已經發展到了軟件、硬件都算了。處理器最核心的技術是指令集下面的微架構（Microarchitecture），這方面的創新空間很大。
胡偉武：ISA方面，MIPS基本指令只有300多條，我們自己增加了500多條。實際上MIPS是一個開放的架構，它有一部分是它定義好的，有一部分是允許用戶自己定義的，它只是管它定義好的那部分，你不能瞎動。我們自己定義了500條指令，所以這方面的創新空間還是很多大的。
胡偉武：今天說的架構和以往的架構已經是兩回事了，龍芯使用MIPS架構不是說就已經定死了，關鍵的微架構，是得自己設計的，例如加法器怎么實現、乘法器怎么實現的，這些對處理器來說都是很關鍵的。
胡偉武：龍芯經過8年的研發，這方面已經申請了近百項專利，比MIPS在中國的專利要多得多，我們擁有完全的自主性。
記者：最近聽到你和李所長說過關于龍芯會成立一個大公司的形式來運行，這個結構授權是直接由它來繼承嗎？
胡偉武：計算所是一個國立科研機構，原則上是不做芯片的買賣，那肯定是計算所下屬的做龍芯業務的企業來繼承這個授權，這個是在合同里面說的很清楚的
記者：龍芯三號流片成功了么？
胡偉武：龍芯3A、3B都有了，但是還沒有返回來。
龍芯2E運算單元介紹，基于2005年的文檔：
ALU1：執行整數加/減，邏輯/移位，比較/陷阱以及分支指令，所有的指令都能在1個時鐘周期內完成。
ALU2：執行整數加/減/乘/除，邏輯/移位/比較，整數乘使用全流水線設計，執行需要4個時鐘周期；整數除使用了非全流水線設計的SRT（以斯維尼、羅伯遜、托克爾三個獨立提出算法的人命名）迭代算法，執行延遲從4個到37個時鐘周期不等。
FALU1：執行浮點加/減/絕對值/反值/轉換/比較以及分支，加/減/轉換指令需要4個時鐘周期，其它的指需要2個時鐘周期。
FALU2：執行浮點乘/除以及平方根，浮點乘采用了全流水線兩位Booth編碼Wallace樹算法，執行需要5個時鐘周期。浮點除和平方根都使用非全流水線的SRT算法（和ALU中的一樣），執行延遲是4-10個時鐘周期（單精度浮點除）或者4-17個時鐘周期（雙精度浮點除）、4-16個時鐘周期（單精度浮點平方根）或4-31個時鐘周期（雙精度浮點平方根）。
記者：龍芯2E運算單元的除法、平方根運算現在能完全流水線設計了么？后續型號的運算單元相比變化大嗎？
胡偉武：后繼型號的運算單元和以前的差不多，沒什么變化。不過龍芯三號實現了向量部件，8個1024 x 64位的向量運算可以并行進行。
記者：如ALU這樣的運算單元的數量會繼續增加嗎？
胡偉武：ALU的數量沒有增加，但是向量單元也可以作定點計算（注：整數計算）和浮點計算。
記者：龍芯2的Load/Store單元似乎有點少（一個），它會繼續增加么？
胡偉武：在有了向量單元之后存取確實是一個問題，我們后繼型號作了很多創新，申請了很多專利。你說的沒錯，我們的處理器核里面的Load/Store部件是有點少，我們在龍芯3A和龍芯2G里面都增加了。
龍芯2具有64個GPR，每個64位。x86處理器具有8個32位GPR，x86-64處理器則具有16個64位GPR。
記者：GPR（General Purpose Register，通用寄存器）的數量會增加嗎？
胡偉武：我們的向量計算部件實現了128個256bit的寄存器，這個做的非常大。
記者：聽說龍芯2G和龍芯3支持x86指令，是真的嗎？
胡偉武：嚴格來說不是這樣，這個是類似于Transmete的二次編譯技術，一個“軟”的x86核，當然做法上我們和全美達不同。
記者：龍芯采用解碼器將指令解碼為內部指令是基于一種什么思想？
胡偉武：做CPU的人都希望CPU搞定一切，譬如說最近在做的高清編解碼，無論什么格式增加的指令都可以用同一個處理器來完成。Intel也是這樣做的。
1. 得到MIPS結構授權是不是意味著非自主創新？
答：這個問題要看大家對“結構”或“架構”兩個字的理解。計算機架構的發展經歷的不同的階段，在六、七十年代，指令系統就是架構，因為那時候晶體管資源比較有限，所有的實現都是按照最簡單的來。指令系統對結構是有影響的，例如，如果指令系統中有乘法指令，結構上就要實現乘法指令。而現在，計算機架構已經遠遠超出了指令系統的范圍。
在計算機中，指令系統就是一種語言，就像我們用的漢語和英語一樣。比如說我們要寫一本小說，用中文寫還是用英文寫對小說肯定是有很大影響的，但關鍵是小說的內容本身。指令系統也一樣，就是計算機中軟件和硬件之間的一種語言。為什么要采用MIPS指令系統而不是自己定義一個新的指令系統呢？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，指令系統對CPU架構雖然有一定的影響，但影響不大。MIPS指令系統只有300多條，大龍芯已經在此基礎上新增加了500多條，因為MIPS指令系統是可以擴充的。
在CPU領域，架構不是指令系統，而是指“微體系結構”（microarchitecture），就像蓋房子一樣，房子的結構得自己設計。以MIPS為例，同樣的指令系統，也可以讓一個研究生就設計出一個簡單的CPU；也可以讓一個國際一流的團隊設計出有市場競爭力的CPU，都是運行MIPS指令系統的。
因此，指令系統對架構有影響，但不是架構的關鍵。龍芯在過去8年中，在架構上是有很深的積累的，并已經申請了近百項專利。
2. MIPS指令系統是不是在市場上邊緣化了，不適用于電腦？龍芯采用MIPS指令系統是不是只能應用于低端應用？
答：技術跟市場不能混為一談。X86的成功，主要是市場的成功，學術界都知道其結構上不如當年已經死掉的DEC的Alpha；同樣，微軟的成功也主要是市場成功。
目前山寨手機的成功主要也是商業模式的成功。
指令系統跟低端或者高端沒有關系。90年代的時候世界上最快的500臺計算機中有300多臺是MIPS指令系統兼容的。
LINUX是肯定能發展起來的。在服務器市場，Linux占有80％的份額。在國外桌面使用 LINUX的也很多。我們國家是使用LINUX最不普及的，巴西、委內瑞拉、越南、俄羅斯等政府辦公和教育都是LINUX為主。
目前，龍芯的服務器、個人終端、嵌入式三個系列的定位已經完備。技術已經有競爭力。以服務器市場來說，今年曙光5000A使用8000顆AMD的CPU達到了200萬億次，而明年曙光6000將使用8000顆龍芯3號達到1000萬億次。龍芯決不是低端的東西。
3 采用MIPS架構是不是有安全性的問題？
答：指令系統就是一個編碼。是公開的，不涉及任何安全問題。指令系統說穿了就是如何用數字表示加、減、乘、除這些操作。我們可以用1、2、3、4四個數字分別表示加、減、乘、除四個操作，也可以用5、6、7、8來分別表示加、減、乘、除（當然實際情況會稍微復雜一點），這些都是公開的。關鍵是人家用1、2、3、4表示加、減、乘、除大家已經習慣了而我們如果非要用5、6、7、8來表示，大多數人就看不明白。
龍芯購買MIPS授權，不是購買MIPS公司已經完成的設計，而是取得MIPS兼容這個標志，主要是市場行為。
MIPS公司的授權客戶有很多，包括AMD、SONY、NEC等等。
4. 既然是自主的，為什么要購買MIPS的架構？
答：指令系統不能申請專利，MIPS曾經有四條指令的實現方法上于1986年申請了專利，但這些專利已經于2006年到期。因此龍芯購買 MIPS授權不是因為這幾條指令。
我們在MIPS的指令系統的創新方面已經遠遠超過了MIPS公司。購買MIPS授權主要是減少市場過程中的麻煩，包括有利于拓展海外市場。
龍芯在關鍵技術上不依賴MIPS。但做到跟MIPS兼容可以充分利用該陣營的力量。
知識產權問題，本質上是市場問題，不是法律問題。例如，Transmeta公司本來市場很好，但Intel起訴它，打了兩年官司，最后Intel輸了，但兩年過程中沒有人敢跟Transmeta做生意，最后Transmeta被拖垮了。
MIPS指令系統是大學和研究生教育的教科書上用的指令系統，被譽為“CPU中的LINUX”。就像我在背景材料中說的一樣，龍芯沒有侵MIPS的專利權，但我們在產品銷售過程中不能打“MIPS兼容”的商標，否則會侵MIPS的商標權。另外，我們提供給客戶的指令手冊中不能直接翻譯MIPS的指令手冊，否則就會侵犯copyright。龍芯現在是“有罪假設”，小企業跟龍芯合作沒有太多的考慮，但大企業跟龍芯合作，一定會考慮龍芯的可持續發展問題。
關鍵是龍芯購買MIPS授權有很大的好處。最近很多國外的大企業紛紛找我們合作，就是因為我們購買的MIPS的授權，大家認為龍芯是一個中規中矩的組織。還有很多合作伙伴（包括微軟的WinCE、Adobe、風河等）開始把軟件往龍芯上移植，也主要是看好龍芯。最近還有不少美國人到龍芯找工作。我們做自主創新，一定要做統一戰線，要團結很多人，包括美國人。我們購買了MIPS的結構授權，就會有很多美國人支持龍芯，巴不得龍芯越大越好。 最后，我們購買MIPS結構授權的代價極小，充分利用了金融危機。
5. 為什么在這時候購買，不是早些時候或者晚些時候？
答：一方面，龍芯經過8年的積累，技術上已經具備較強的市場競爭力，產業化方面經過多年的探索也具備了很好的基礎。在此基礎上，準備以企業為主體正式進行龍芯的研制和推廣。 另一方面，在這時候購買可以利用金融危機的時機降低購買費用。龍芯在MIPS授權方面的費用遠小于每年花在EDA工具方面的費用。（編輯：王小凡）
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本文標題：專訪龍芯總設計師胡偉武：產權沒有問題
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