解读龙芯“专利门”

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虽然通过授权成功摆脱了潜在的专利纠纷,但对龙芯而言,真正关系到成败的产业化,仍未破题

《财经》记者 于达维 徐超

对龙芯而言,现在既是最好的时候,也是最坏的时候。

美国当地时间6月15日,全球领先的工业级处理器供应者美普思公司(MIPS Technologies,纳斯达克代码:MIPS)宣布,正式与龙芯处理器的东家――中国科学院计算技术研究所(下称计算所)签署架构授权(architecture license)协议,今后所有使用龙芯处理器的电脑及其他电子设备,都可以打上“MIPS兼容”的标签,而无须担心任何潜在的知识产权纠纷。

对于长期处于探索过程、尚未真正打破产业化瓶颈的龙芯而言,这无疑将是实现市场跨越的重要一步。

但是,这一授权同时也触动了业界和公众的另外一根神经:对于一直以自主创新为旗帜的龙芯而言,这是否意味着打了八年的“红旗”正在“招安”中变色?有媒体甚至直指这一举动标志着中国在处理器领域的自主创新战略宣告“失败”。

倘果真如此,仅政府研发投资就超过1.5亿元人民币的龙芯,无疑也将面临“身份”的尴尬。

龙芯八年

虽然早在1995年多思公司就研发成功了中国第一块64位通用CPU(中央处理器)样片MISC 80160,但考虑到通用处理器的高门槛,中国长期以来并未将其纳入国家规划。

一直到1999年,中国工程院院士、计算所所长李国杰才呼吁,应把通用处理器的研制纳入“十五”(2000年到2005年)规划中;次年,虽尚未获得国家正式批复,成立于1956年的计算所,就开始在内部启动预研进程;2001年5月,计算所更是独自拿出1000万元资金,正式组建龙芯课题组。

在谈到为何一开始就定位在通用处理器时,计算所研究员、龙芯总设计师胡伟武告诉《财经》记者,虽然与嵌入式处理器相比,通用处理器的数量并不多,但前者应用面更为广泛,由于其通用性,决定了它在整个信息产业中的基础性,“就像钢铁对于整个工业一样”。

借助计算所内部的人才和技术积累,最初只有不足20人的课题组,仍于2002年8月成功推出“龙芯1号”处理器。在内部被戏称为“狗剩1号”(Godson 1)的这一处理器,虽然运行主频只有200MHz,无法与同期的英特尔奔腾处理器媲美,但终究实现了一个突破。

如果说“龙芯1号”因性能有限,还不足以真正打开个人电脑处理器市场的话,2003年4月,“龙芯2号”问世,则提供了现实可能性。“龙芯2号”不仅把主频提高到500MHz,在标准程序测试中也有着良好表现。

到2004年,龙芯课题组达到上百人的规模。但随着其声名鹊起,麻烦也开始了。

2005年7月,国际知名IT产业调研公司In-Stat报告,称“龙芯2号”与MIPS公司1995年推出的R10000的架构有95%类似。一旦该产品进入海外市场,将可能导致知识产权纠纷,因为MIPS从未向龙芯授权。

胡伟武当时就否认了这一指责。在接受《财经》记者采访时,他也坚称,从未收到过来自MIPS的正式状。

但这一风波带来的影响显而易见。2007年3月,意法半导体购买MIPS64位架构授权,并与计算所签署了技术合作协议;意法半导体获得了五年内在全球制造和销售龙芯的授权,这也为龙芯进入国际市场间接清除了可能存在的障碍。

而2006年7月,在AMD决定向中国转让X86处理器的设计技术时,龙芯的命运也一度成为外界关注的焦点。

胡伟武仍坚持自己的观点,在他看来,即使中国能因此获得技术本身,也根本无法获得相应的技术能力。

龙芯课题组提供的官方资料称,其最近可投入市场的四核“龙芯3号”处理器,采用65nm工艺,主频1GHz,晶体管数目达到4.25亿个,已完全可以满足服务器以及高性能计算机的应用。此外,使用8000颗“龙芯3号”的曙光6000服务器,也有望于明年问世,其运行速度将达到1000万亿次。

MIPS纠结

通用处理器CPU是计算机系统的“大脑”,在设计时就规定了一系列与其硬件电路相配合的指令系统。目前的主流的指令集架构常见的有三类――复杂指令集运算(CISC)、精简指令集运算(RISC)和显式并行指令集运算(EPIC)。

其中,CISC是目前最为流行的指令集架构。英特尔和AMD的X86架构微处理器都属于CISC系列,其特点是,各条指令按顺序串行执行,控制简单,但效率不高。

RISC架构则是基于常用指令只占20%这一事实,对指令集进行精简,提高了效率。惠普的PA-RISC,Alpha、IBM的PowerPC,MIPS公司的MIPS,以及SUN公司的SPARC等,都采用了这一架构。

MIPS是其中的典型代表。上世纪80年代初期,由斯坦福大学教授约翰・亨尼斯(John Hennessy)领导的研究小组,研制出基于RISC思想的处理器架构,并创立了MIPS公司。MIPS的含义是“无内部互锁流水级的微处理器”,其机制是尽量利用软件办法避免流水线中的数据相关问题。

从1986年开始,MIPS公司推出一系列基于这一架构的微处理器。目前,MIPS处理器已成为应用领域最广的处理器之一。在游戏机、路由器、激光打印机、掌上电脑等领域,都可以看到MIPS的身影,其客户更是包括了索尼、任天堂、思科、SGI、NEC等许多公司。

一个重要的原因是,与英特尔相比,MIPS的授权费用比较低,也更易于扩展开发。MIPS亚太区销售副总裁马克・皮特曼(Mark Pittman)对《财经》记者表示,MIPS架构是一种简洁、优化、具有高度扩展性的RISC架构,它能够提供最高的每平方毫米性能和最低的能耗,处理指令也有很大的灵活性。

虽然MIPS的相关指令并未在中国申请专利,但对于同样选择了RISC架构的龙芯而言,要完全绕开MIPS,似乎并不容易。因为在MIPS设立的知识产权保护“组合拳”中,专利只是一部分而已。产品销售过程中的商标权,以及技术和使用手册的版权等,或许都同样重要。

在接受《财经》记者采访时,计算所研究员、龙芯总设计师胡伟武解释说,获得MIPS的架构授权,就可以一劳永逸地解决这种问题。一旦引发诉讼,无论最终结果如何,龙芯都会输掉时间。这不是没有先例,全美达公司(Transmeta)就曾经在与英特尔两年的诉讼长跑中,赢得了法庭却输掉了市场。

他强调,贴上“MIPS兼容”的商标后,也可从软件方面获得更多支持,进而缩短进入市场所需的时间。毕竟,MIPS芯片去年全球出货量超过了4亿片,像微软、Google和Adobe等,都是MIPS的软件合作伙伴。

自主之疑

针对授权与自主创新的质疑,6月21日,胡伟武撰文指出,MIPS的授权分为处理器核授权和架构授权两类。前者是购买由MIPS的处理器核设计方案,后者是购买MIPS兼容的品牌使用权和加入MIPS兼容联盟共享知识产权,这仍然需要自主设计处理器核。

他在接受《财经》记者专访时进一步解释,获得MIPS的这一授权,就相当于通过一门外语认证,“但用中文还是用外语写文章,都不重要,重要的是文章的内容。”

英特尔中国公司一位不愿透露姓名的技术人员也告诉《财经》记者,购买架构授权,是业界一种普遍的共享方式,与是不是自主创新关系不大。

例如AMD,就一直在购买英特尔的X86架构授权,但并不影响它做出可以匹敌的处理器;而英特尔甚至不能拒绝给AMD授权,否则就涉嫌垄断。

皮特曼亦对《财经》记者表示,有了授权,计算所还需要继续创新,开发他们自己的技术。只不过授权协议让他们能够直接使用MIPS技术和工程师资源,所以,理论上,他们可以提高创新力,缩短产品开发时间。

他解释说,此项投资使计算所及其客户无需再在支持性生态系统方面投资,如编译器、工具、操作系统、中间件、应用等等,可节省数百万美元,因为开发那个生态系统需要很长的时间和很大的资金投入。

实际上,在龙芯立项之初,也曾经有过开发自己指令集和借鉴已有指令集的争论。

在芯片行业研究机构Insight 64首席分析师内森・布鲁克伍德(Nathan Brookwood)看来,如果一款新的芯片与现有的指令集体系并不兼容,软件编写者需要对代码做大量的修改,而他们多数是不愿意这样做的。因此,如果芯片设计者希望有很多软件在自己的芯片上运行,与现有体系兼容是个好的选择。

布鲁克伍德对《财经》记者强调,MIPS的授权并不影响龙芯的创新,因为授权并不会告诉你怎么设计芯片,设计芯片还是要靠龙芯的设计人员自己去做,“就像你必须证明自己会开车才会给你驾照一样,但你有了驾照后开什么车、开得快还是慢,都是你自己决定的。”

不过,中科院微电子所EDA(电子设计自动化)中心主任、国家“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”重大专项专家组组长叶甜春,则相对谨慎。他对《财经》记者表示,由于目前并不清楚龙芯所购授权的细节,现在还难判断是否会影响到龙芯的自主性。

至于此次架构授权的价格,目前也没有正式披露。有说法是500万美元,胡伟武并未作出正式回应,只是表示“其费用远小于每年花在EDA工具方面的费用”。

产业化难题

或许,对于龙芯而言,目前最为迫切的,仍然是如何尽快实现产业化的突破。Insight 64首席分析师内森・布鲁克伍德就坦言,龙芯这次购买授权到底有多大价值,还要看最终龙芯相对其他MIPS兼容芯片有什么竞争力,最后能卖得怎么样。

目前整个龙芯团队已达到200人的规模,加入产业链的企业总数也近百家;在军工、工业控制、网络以及低成本电脑等领域,龙芯也已销售出几十万片处理器。

今年年初,第一个龙芯演示店在北京中关村亮相;江苏龙芯梦兰科技股份有限公司所推出的“龙芯”电脑,也在今年4月首次获得政府订单。

但尴尬的是,龙芯的运营主体,至今仍是计算所下面的一个课题组。

胡伟武显然意识到转变的时机已经到来。他对《财经》记者表示,他们将很快成立一家正式的芯片公司,来负责龙芯处理器的研发、应用和推广。

当然,即使公司能够成立,在叶甜春看来,龙芯能否选择正确的商业模式和与之适应的技术路线,仍是面临的最大问题。

虽然有意法半导体合作的经验,也拥有相应的技术积累,但即使与国内其他芯片厂商相比,龙芯的商业化能力,或许也不占优势。像苏州国芯科技有限公司的C-CORE嵌入式处理器的出货量,就已超过2000万片。

而一旦不能迅速规模量产,龙芯所承诺的低成本电脑,是否能兑现就将打上一个问号。毕竟,只有产能提高了,成本才能降下来。

与商业化能力和经验上的欠缺相比,大环境上的制约也十分突出。目前,支持龙芯这样的RISC处理器的操作系统,还只有UNIX、LINUX以及MacOS等,这就意味着,用户无法使用比较流行的IE浏览器等功能;对已经习惯微软视窗的消费者而言,的确是一个挑战。

虽然在新加坡、美国等国家,都要求学校必须把LINUX等开源软件,纳入计算机教育体系;但在中国,计算机教学,无论中小学还是大学,还都未有这样的开放意识。

胡伟武接受《财经》记者采访时也承认,不仅如此,目前在中国,包括很多政府部门的网站,都只支持IE等方式的访问,并不支持LINUX界面。

应用软件方面的瓶颈也更具挑战性。目前,虽然一些教育软件已开始“移植”到龙芯平台上,但大量的财务、办公软件要完成这一转换,也都需要大量的时间和资金投入。

中科院智能计算中心主任孙凝辉告诉《财经》记者,龙芯未来的发展道路如何走,今天的选择在日后如何判断合理性,这些都需要时间来判定。但中国还是应该有不同的人、走不同的道路,制造通用芯片,到十年后看出端倪时,再看谁更强――“最好都试试”。■