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标题: 为何购买ARM公版架构的华为“泰山”服务器变成了“自主研发”？ [打印本页]

作者: 上海皇华000 时间: 2016-7-12 15:48 标题: 为何购买ARM公版架构的华为“泰山”服务器变成了“自主研发”？

为何购买ARM公版架构的华为“泰山”服务器变成了“自主研发”？

2016-07-12 上海皇华信息科技有限公司

为何一款购买ARM公版架构的产品能够成为“自主研发”，能够成为“除存储单元外均有完整知识产权”，甚至成为核高基1号专项项目？
在“十二五”科技创新成就展上，华为展出了其第一台ARM平台服务器“泰山”，并在展板上写明该服务器“配备自主研发的Hi1612 ARM架构64位处理器，除存储单元外均有完整知识产权……”
一时间国内媒体争相以“华为自主架构芯片泰山发布”或“华为推出自主架构服务器CPU”等为标题报道。然而峰回路转，在6月7日，华为公司出面辟谣，表示“泰山”并非采用自主研发的微结构，而是ARM Cortex A57，并指出“泰山”为核高基1号专项项目，是用来做互联网冷却储存的生态系统验证，而非推广的CPU和量产型号。

媒体之所以报道有误，一方面在于部分媒体未经充分的信息核实；另一方面，华为将一款购买ARM公版架构的产品表述为“配备自主研发的Hi1612 ARM架构64位处理器，除存储单元外均有完整知识产权”，也不准确，使媒体将这款32核A57芯片与华为自主设计的芯片相混淆。
那么，为何一款购买ARM公版架构的产品能够成为“自主研发”，能够成为“除存储单元外均有完整知识产权”，甚至成为核高基1号专项项目？这就要从国内就自主研发的标准和话语权之争说起了。
自主可控标准之争
近年来，国家对集成电路产业发展高度重视，在龙芯、申威、飞腾等老牌设计单位取得累累硕果的同时，又成立了拥有1200亿元人民币的集成电路大基金扶持产业发展，先后与IBM、VIA、高通、AMD合资/合作成立兆芯、宏芯、华芯通等公司，并大力扶持展讯、海思、联芯等ARM阵营IC设计公司茁壮成长。
不过，在国内IC设计公司茁壮成长的大环境下，也存在一些隐忧——一些IC设计公司严重依赖国外技术，近乎于成为境外公司的马甲；一些公司不具备造血能力，基本依赖政府经费生存；国内IC设计公司分属X86、ARM、MIPS、Alhpa、POWER阵营，各搞一套软件生态和产业联盟，导致资源浪费、重复建设。而且更加不可思议的是，各家公司（即便是那些马甲公司）都认为自己符合“自主可控”、“安全可信”、“自主知识产权”的标准。
具体来说，某些公司将VIA、IBM的技术穿个马甲，就认为是“自主知识产权”，并申请核高基项目，从政府拿经费。而本次华为的做法也有些类似，同样是购买ARM的Cortex A57做集成，然后宣传“自主研发”和“除存储单元外均有完整知识产权”，本质上也是将买IP做集成认定为“自主研发”，其产品也被界定为“除存储单元外均有完整知识产权”。
这些形形色色的“自主可控”、“自主知识产权”的认定标准，表面上看是话语权之争，其实质都是利益之争——正是因为将购买VIA的技术穿马甲认定为“自主可控”，兆芯才能获得核高基1号专项重点扶持，2015年又从政府获得海量资金，还在国家重点系统和工程中推广应用——根据科技部官网的文章《核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品科技重大专项交流材料》显示：采用ZX-C的联想II代整机应客户要求于2015年底正式交付5800套产品，并将在军队和政府保密系统中进行上千套规模的试点应用。
而华为本次关于“泰山”展板的描述亦是如此，笔者猜测，华为此举，一方面是可能是宣传文稿忙中出错，毕竟在发布的公告上，华为已经声明是A57；另一方面也可能是为了获取国家和政府的支持。
中国芯三条发展路线
由于自主技术越多，那么与现有的技术体系（Wintel、AA）兼容性就越差，市场化难度就越大；反之，购买/使用国外技术越多，和现有的技术体系兼容性就越好，市场化也就越容易。笔者根据自主可控程度高低和市场化运营的难易，将国内IC设计公司划分为3条泾渭分明的技术路线：
独立自主路线的龙芯、申威。
由于技术独立自主，和国外主导的技术体系不兼容，必须另起炉灶——必须自主扩展指令集，比如龙芯的loongISA；自主设计微结构，比如龙芯的GS464E；自主开发编译器，比如龙芯的LCC和申威的SWCC；自主开发操作系统，比如龙芯的loongnix和申威的睿思操作系统；自主构建产业联盟和软件生态……这是一项非常庞大而复杂的工作，资金需求量大、研发周期长、技术门槛高，因此市场化难度非常大。
半自主模式的飞腾。
飞腾购买了ARM指令集授权，表面上看起来和自主路线的龙芯购买MIPS永久授权差不多，但从发展权和利润上看，还是有不小的区别，而且这个区别还相当的关键——除了要向ARM缴纳巨额专利费之外，在发展上受制于人。下图为龙芯3A2000和飞腾1500A在自主可控方面的对比。

飞腾只能是ARM卖什么，你用什么，在生态上也只能跟随ARM。即便飞腾设计了自己的微结构，也不能像龙芯那样对外授权。
在安全上，若微结构自主设计，则能保障产品安全可控，比如飞腾自主研发的64核ARM V8指令集的服务器芯片“火星”。但如果像飞腾1500A那样购买ARM Cortex A57，则和海思麒麟、展讯一样依赖境外技术。因此，笔者将飞腾的模式称为半自主。
依赖于境外技术的兆芯、宏芯、海思麒麟、展讯。
兆芯的ZX-A就是VIA NANO的马甲；宏芯的CP1就是IBM Power8的马甲；海思麒麟和展讯在技术上也是高度依赖ARM……单单就CPU而言，本质上是IBM、ARM、VIA公司在华代理人。因此，很难和“自主可控、安全可信”划等号。
上述公司最大的优势也是在技术上可以依赖境外公司，以海思麒麟、展讯为例，可以购买ARM的指令集授权；或购买ARM Cortex A53/A57/A72等微结构，依赖于国外开源GCC编译器；依赖于安卓操作系统及其软件生态……海思麒麟、展讯依附于“ARM+安卓”技术体系，就不必像龙芯、申威那样事事皆需自主研发，可以大幅技术门槛低，市场化难度也低，能赚快钱。
诚然，华为自主微结构也正在研发中，不过在还没有产品或者公布模拟器测试成绩前，海思麒麟依然归属于依赖境外技术这一档。
ARM技术路线很难符合自主可控标准
笔者认为，真正的自主可控和自主知识产权，必须能够做到信息安全不受制于人，产业发展不受制于人。因此，采用国外技术穿马甲的做法，无法真正做到信息安全不受制于人，显然是不符合自主可控要求的。
而购买ARM的IP核做集成的的模式能否符合自主可控的标准呢？表面上看，CPU或SOC是自主研发的，但因为微结构（CPU核）是从ARM手里购买的，不被国内企业掌握，因此在安全和后门问题上，必然得不到根本保障——微结构决定了CPU的性能、功耗、安全性等要素，而日常我们所说的双核、四核、八核CPU芯片，其实是将2、4、8个微结构（CPU核）的接口互联并集成到一片硅片上。
正因此，由于都是购买ARM设计的微结构，所以基于ARM结构的国产芯片的性能、功耗、安全性都由ARM决定，中国ARM阵营IC设计公司在性能、功耗、安全性根本不具备话语权，能够做主的，仅仅是把这些ARM微结构组合成双核、四核、还是八核的CPU芯片，以及在后端设计方面，在ARM留有的冗余范围内，将主频定得高一点还是低一点。
另外，即便是授权等级更高的指令集授权，ARM也是给出了很多限制，国内IC设计公司是很难凭借有限的授权走出自己的路，并最终单飞——华为、飞腾能购买ARM指令集授权，但买到的仅仅是ARM64位指令授权，并没有买到ARM32位指令集授权。由于ARM 32位指令系统的CPU芯片在移动互联网世界占据了90%以上的市场份额，以及ARM32位和64位指令集不兼容（MIPS32/64是能兼容的），ARM向飞腾、华为推销64位指令授权，本质上是找代理人跑马圈地，推广ARM 64位指令集，扩大市场份额，防止重蹈Intel当年IA-64指令的覆辙。
而且华为和飞腾购买的指令集的使用范围也是有限制的，只能用于服务器领域，因为ARM推销ARM64指令的时候，原本的意图就是让华为、飞腾在中国大陆帮助ARM开拓服务器市场，自带干粮、自担风险为ARM打江山、抢地盘。更要命的是，ARM的指令集授权非常昂贵，每5年的授权根据不同的授权等级，费用高昂——恰恰是如此高昂的授权费致使U.C. Berkeley等几个大学推出RISC-V指令集，Google、惠普、Oracle、西部数据等公司成立RISC-V基金会的原因（RISC-V指令集是一个没有专利问题和没有历史包袱的全新指令集，并且以BSD许可证发布。任何公司都可以在自己的产品中免费使用，而修改也无需再开源）。
另外，ARM严格禁止修改、扩展指令集，即便飞腾冒着侵犯知识产权去修改，也是无法得到AA体系中软件商的支持，等于是指令集无效扩展。这使飞腾不具备ARM指令集扩展的权力，导致在利润上受制于人——购买ARM指令集授权不仅价格昂贵，而且授权期限仅仅5年，还被限定使用范围，最关键的是“买无止境”——指令集到期接着买，指令集更新还得买……
说了这么多，那么国产ARM芯片到底是否属于自主知识产权呢？如果真如华为、展讯等公司宣传的——国产ARM芯片拥有自主知识产权，但这就会带来一个悖论：既然是自主知识产权，那又何必每年向ARM缴纳巨额专利费呢？既然是自主知识产权，为何不能自由选择发展方向，自主修改指令集，自主开发用于手机、PC、超算的微结构？既然是自主知识产权，为何不能像龙芯那样对外授权IP呢……
结语
中国CPU发展现状是各类马甲CPU公司既能获得国外技术支持，又能获得政府巨额经费，而国外公司根本不会传授真本事，结果造成了其在技术上没能形成自己的能力，在商业上发展不顺，只能依靠政府输血过活。
ARM阵营IC设计公司则在ARM的庇护下，在商业上实现了盈利，但却因ARM而兴旺，一旦ARM给点颜色，比如收紧技术授权，很可能就会被重创——软弱性和妥协性自诞生之日起一脉相承，无法实现信息安全和产业发展不受制于人的宏伟目标。
而龙芯、申威则独立自主、自力更生，以将Wintel彻底赶出中国为目标，因此最为革命，也是实现信息安全和产业发展不受制于人的唯一人选，但国家的扶持却最为有限。例如，逼迫龙芯只能去商业市场谋生存，并最终实现自收自支，自负盈亏。
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