指令集體系結(jié)構(gòu)（ISA）對(duì)于處理器及其軟件生態(tài)系統(tǒng)的開發(fā)至關(guān)重要。在過去的半個(gè)世紀(jì)中，大多數(shù)ISA都是由單個(gè)公司擁有的，無(wú)論是自己的芯片/系統(tǒng)的產(chǎn)品公司，還是將其處理器許可給芯片開發(fā)人員的處理器IP公司。請(qǐng)問ISA所有權(quán)重要嗎？讓我們通過三個(gè)專有的ISA及其歷史來(lái)說明一下。
首先講一下曾經(jīng)叱詫風(fēng)云的Alpha 指令集，Alpha ISA由數(shù)字設(shè)備公司（DEC）為其工作站和服務(wù)器開發(fā)，并于1992年發(fā)布。在1990年代中期，它被認(rèn)為是SPARC和MIPS RISC體系結(jié)構(gòu)的有力競(jìng)爭(zhēng)者。但是，ISA的所有權(quán)在1998年DEC收購(gòu)時(shí)轉(zhuǎn)移給了Compaq。Compaq于2001年將Alpha ISA的權(quán)利賣給了Intel，并在同年被惠普收購(gòu)。上一款基于Alpha的產(chǎn)品于2004年發(fā)布，這意味著這個(gè)指令集實(shí)際上因一系列收購(gòu)而死了。（注：中國(guó)神威·太湖之光超算處理器申威26010應(yīng)該繼承了部分Alpha指令集）
MIPS Technologies于1998年從美國(guó)硅圖公司（SGI，Silicon Graphics）分離出來(lái)，成為一家獨(dú)立的IP公司。多年來(lái)，它取得了一些成功，尤其是在處理器IP市場(chǎng)的高端，并且僅是2009年移植Android的第二種體系結(jié)構(gòu)。不過隨著股價(jià)的下跌，MIPS在2013年向AST出售了498項(xiàng)專利，并同意Imagination Technology的收購(gòu)。在Canyon Bridge收購(gòu)Imagination之后，MIPS在一系列交易之后又被拆分出來(lái)，作為Wave Computing的一部分。作為人工智能芯片提供商，Wave是某些MIPS被許可方的潛在競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。
2018年底，Wave試圖通過MIPS開放倡議，鼓勵(lì)MIPS ISA與RISC-V競(jìng)爭(zhēng)。然而，許可條款包含了一些與專利有關(guān)的繁瑣條件。2019年底，Wave突然關(guān)閉了該項(xiàng)目，沒有發(fā)出任何通知。重要的教訓(xùn)是，即使一個(gè)ISA是開放的，如果它是商業(yè)所有的，它的未來(lái)也不安全。經(jīng)過7年的所有權(quán)變更，MIPS的市場(chǎng)份額急劇下降。
第三個(gè)例子是Arm，它是其中最大的處理器IP公司。長(zhǎng)期以來(lái)，Arm不僅被視為一家成功的大型IP公司，而且是一家在半導(dǎo)體行業(yè)提供所謂“瑞士中立 ”的公司。Arm與半導(dǎo)體公司和EDA公司都有相當(dāng)大的區(qū)別。因此，它享有被授權(quán)人的信任地位，因?yàn)樗淮嬖诶鏇_突。隨著2016年被軟銀收購(gòu)，Arm失去了對(duì)其命運(yùn)的掌控，盡管軟銀并沒有與其授權(quán)方競(jìng)爭(zhēng)。但隨著2020年9月英偉達(dá)宣布收購(gòu)Arm的計(jì)劃，Arm將徹底失去中立性。作為一家半導(dǎo)體公司，Arm的所有者和其授權(quán)商之間存在利益沖突，這意味著它不能再以同樣的方式被信任。
從“三個(gè)ISA的故事”可以看出，無(wú)論ISA是商業(yè)許可還是公開的，其所有權(quán)都至關(guān)重要。收購(gòu)可能通過合并產(chǎn)品線或使許可變得困難而導(dǎo)致該指令集的消失。收購(gòu)公司的另一個(gè)動(dòng)機(jī)甚至可能是殺死競(jìng)爭(zhēng)的產(chǎn)品線，而對(duì)于一種指令集來(lái)說，這可能對(duì)被許可方造成災(zāi)難性的影響。
而對(duì)于開放指令集的RISC-V，ISA的所有權(quán)是RISC-V開發(fā)者思考的關(guān)鍵問題之一。通過將ISA的所有權(quán)轉(zhuǎn)讓給RISC-V國(guó)際公司，ISA的原始開發(fā)者保證了ISA的長(zhǎng)久性。ISA的獨(dú)立所有權(quán)和被許可人可以選擇支持同一開放標(biāo)準(zhǔn)的IP供應(yīng)商，都保證了它的長(zhǎng)久性。第三，一旦批準(zhǔn)，ISA就會(huì)被凍結(jié)，保證軟件開發(fā)者的代碼能夠無(wú)限期地在適當(dāng)?shù)膬?nèi)核上運(yùn)行。