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解密:龙芯两款CPU核为何开源?

2016-10-24不详佚名
研发的综合掌握能力都不及Wintel,使Power空有一身高性能却难以抵挡Wintel联盟的侵蚀——从PC到工作站、服务器Power、Sparc等架构CPU的市场份额逐步被X86架构CPU蚕食。

与此同时,由于软件厂商若要兼容多种架构CPU的成本越来越高,造成软件厂商开始逐步放弃兼容一些架构的CPU——Power、Mips、Sparc、Alhpa等架构CPU先后被软件厂商抛弃,而原本性能最弱的X86芯片则依靠Wintel联盟和软件生态的优势笑到了最后。即便是曾经占据三分之二市场份额的服务器领域,低端服务器已然被Intel的X86芯片侵占,Power唯有在对可靠性、稳定性要求非常高,在决策上也非常保守的使用场景下,比如银行所采用的高端服务器市场寻找存在感。

正是昔日曾经辉煌的Power有着日渐被边缘化的趋势,如果IBM依然完全独占Power,其他IT公司根本不会基于Power构建基础软硬件。因此,IBM选择了联合Google、NVIDIA、TYAN、Mellanox成立了OpenPOWER联盟和OpenPOWER基金会试图力挽狂澜,旨在通过开放合作的模式,将IBM的Power硬件资产与软件堆栈,以及第三方联盟伙伴的软件堆栈深度结合,在芯片设计、系统设计与开源软件三个层面推动Power生态环境的发展与壮大。

解密:龙芯两款CPU核为何开源?

不过,相对于Sun开源T1、T2后,大家都可以免费下载源码不同,要获得Power的源码,要付出不菲的代价,以2014年IBM向中国大陆中晟宏芯授权Power8源代码为例,为了拿到Power的全套代码和工具,据小道消息称,中方为此支付了2亿美元左右的费用。

学术界将受益于龙芯CPU开源

一直以来,我国计算机领域的教育更多的还是教学生如何“用”计算机而不是“造”计算机,这直接导致国内IT人才结构失衡,应用开发型人才充足,但底层基础系统研发人才却极度匮乏,使中国庞大的IT产业建立在国外软硬件系统平台之上。

龙芯将CPU核向高校和学术界开源,则给予在校大学生一个很好的学习实践平台——龙芯中科资助大学老师基于龙芯平台设计实验课程,使学生可以在真实的(而不是简化的)CPU上运行真实的(而不是简化的)操作系统,在龙芯实验平台上启动操作系统并进行性能分析。在流水线设计方面,让学生把GS132的三级静态流水线改造成五级静态流水线。在TLB和Cache设计方面,让学生在五级GS132处理器核上按MIPS32规范实现TLB及Cache,运行通用操作系统,进行有/无Cache的性能分析。在双发射结构设计方面,把GS132处理器核改造成双发射CPU,进行单发射和双发射性能比较。在动态流水线设计方面,在GS232基础上改写部分模块(如乘法器、保留站等)进行静态单发射、静态双发射、动态双发射的性能分析。

解密:龙芯两款CPU核为何开源?

(龙芯教育实验平台)

此外,龙芯还研发了CPU实验平台、操作系统实验平台、并行处理实验平台等数款龙芯教学平台,通过为高校提供完整的线上、线下实验环境,助力教学改革和计算机专业学生的系统能力培养,实现“设计真实处理器,运行真实操作系统”。

总之,正如网友“迪迦奥特曼”对OpenSPARC的评价:OpenSPARC T1/T2现在最大的价值是帮助学术圈中的研究者们快速搭建一个原型系统,并且能感受一下2002~2005年时的工业级代码长什么样子。龙芯将两款CPU核开源的影响和作用也大致与OpenSPARC类似。

助推软件生态建设

目前,在龙芯3A3000已经成功流片的情况下,就党政军办公市场而言,龙芯最大的问题已经不是CPU的性能不够用,而是缺乏软件生态的支持,而软件生态建设单凭龙芯自己是很难做起来的,必须依靠众人拾柴火焰高的模式,发动合作伙伴、开源社区、以及创客群体共同建立。这时候适当的将两款CPU核向高校和学术界开源,有助于让广大在学生学习如何围绕龙芯进行开发,在莘莘学子毕业后,自然能掌握围绕龙芯进行开发的相关技能,这有助于龙芯软件生态建设。

不过,将CPU核开源并不意味着一定就能把生态建立起来,以往也有一些IT公司将自己的CPU开源,比如SUN就曾经将自己的CPU开源,国防科大还下载了源代码,并以此为基础开发了飞腾1000和飞腾1500,这两款CPU还被用于天河1号和天河2号。不过即便如此,也无法挽救SPARC逐渐被边缘化的命运,其生态至今也没能建立起来。

在去年年底,ARM将Cortex-M0处理器开源,并以优惠的授权费帮助初创厂商加快芯片开发进程。另外,还有risc-v这样的开源产品,而且有越来越火的趋势——linux、gcc、llvm甚至bsd类操作系统都开始支持risc-v......正由于开源的CPU核并非只有龙芯,单纯希望依靠将CPU核开源就能建起软件生态的想法显然是不切合实际的,要对生态建设起到积极作用,一方面需要长时间的持续投入,另一方面也需要企业、高校联合协同,密切配合。

结语

龙芯之所以将两款CPU核开源,一方面是为了配合国家计算机专业课程的教育改革,另一方面也是为了培养一批能给龙芯做基础软硬件开发的新鲜血液,并借此丰富龙芯的软件生态和产业链。不过,最后究竟能取得怎样的效果,还有待时间的检验。

本文来源:不详 作者:佚名

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