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龙芯的持久战

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发表于 2009-4-4 15:56:39 | 显示全部楼层 |阅读模式
龙芯的持久战1 [3 z+ P. B9 e) t% {( E6 X. N
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' \* G. c3 w+ P7 F6 b; m% }3 A胡伟武" ^8 j; H, r9 B# F

3 [8 T  X5 T  A5 q4 v2009年1月26日
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9 y( D0 _6 B" N9 v$ h5 Y* i自从我们在2001年初正式开始龙芯处理器的设计以来,龙芯已经走过了八年的历史。在这八年中,我们从无到有地掌握了高性能处理器的核心技术及其质量设计技术,我们设计的龙芯系列处理器达到了世界先进水平(最近流片的四核龙芯3号处理器采用65nm工艺,主频1GHz,晶体管数目达到4.25亿个);我们进行了龙芯产业化的推广并取得了很好的成绩,龙芯处理器在军工和工业控制、网络以及低成本电脑等方面的应用正在蓬勃展开;我们形成了龙芯处理器的系列产品,明确了龙芯1号CPU及其IP面向嵌入式应用,龙芯2号CPU及其IP面向高端嵌入式和桌面应用,龙芯3号多核CPU面向服务器和高性能机应用的定位;我们打造了一支以“科研为国分忧、创新为民造福”为理念的,勇于拼搏、敢于创新、求实奋进的龙芯团队。
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* G1 k4 M% J+ G( a. L8 J' P在2008年底举行的学习实践科学发展观活动中,我们就思想作风和龙芯发展战略两个方面展开了全员大讨论,大家提出了一些深刻的问题。有人说,八年的时间抗战都胜利了,要是风险投资,三五年见不到效果就撤了,我们为什么到现在还没有做成规模品牌企业。有人说,CPU已经发展了这么多年,国外已经形成了垄断,要打破垄断,让数以亿计的电脑使用者改变习惯,我们不是与国外垄断企业竞争,而是与数以亿计的电脑使用者为敌。有人说,我们应该放弃通用CPU的技术路线,结合专门的应用设计产业链短的芯片,尽快形成产品形成规模。类似的问题还很多,总结起来,就是目前我们面临着急躁的情绪和悲观的情绪,这两种情绪都是不利于龙芯的持续发展的。产生上述急躁情绪与悲观情绪的根本原因,是对龙芯的任务与使命认识不够,对龙芯的特殊性认识不足,对龙芯面临的形势没有正确的分析和估计,因此对龙芯研发和产业化工作的长期性和持久性缺少必要的心理准备,对龙芯通过持久的努力取得最后胜利缺少必要的信心。: v' v3 U' J* R( e$ j
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本文从龙芯的使命和任务、为什么龙芯的事业能够成功、为什么龙芯的发展需要持久的努力以及龙芯的发展阶段几个方面说明经过持久的努力,我们一定能够打破国外垄断,建立起自主可控的信息产业,实现龙芯的持续发展。
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一、龙芯的任务与使命! e8 x( B& l' O

$ Q3 D4 S( L! z- [  y! [5 {: I' y龙芯的研制目标是:坚持自主创新,掌握信息领域的核心技术,通过自主、可靠、安全的处理器设计,为战略性的国家需求服务;坚持信息化为广大人民服务,走节约型的信息化道路,通过高性能、低成本、低功耗的处理器设计,大幅度降低我国信息化的成本,建立自主可控的信息产业体系。7 r9 |! e6 b* E1 l: p5 j. R7 Z

- q! l# s: V9 b* J' [上述目标,简而言之,就是为了保障国家安全和建设自主可控的信息产业体系。0 Z, N# D; w% D3 Z9 i

% z4 I$ V8 t- \& _! i9 E最近微软的“黑屏”事件告诉我们,目前我们的信息系统控制权不在我们自己手里,对手可以随意地控制我们的信息系统。我们的领土领空有人民解放军守卫,寸土必争;但我们的信息空间却是不设防的,是别人可以长驱直入的。我们的金融中心、军事指挥系统、各类武器装备使用的CPU绝大多数是美国的。最近有一个龙芯的客户以高于国内几倍的价格把龙芯工控系统卖到伊朗,据那个客户回来说,伊朗人跟他们谈判时,只有一个要求,就是该系统的芯片不能用美国的,也不能用亲美国家的。估计伊朗是吸取了伊拉克的教训。因此,掌握核心技术,建立自主可控的信息产业体系是提高我国信息产业竞争力,保障国家安全的根本途径。5 f; U! ^1 y0 w6 }0 v
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因为缺乏自主的CPU技术,我国信息产业严重受制于人。例如,2007年我国信息产业达到5.6万亿元的市场规模,但其中三资企业占78%,全行业的利润率只有3.75%,低于全国工业平均销售利润率6%。全国工业2007年的利润增速为36.7%,而电子工业只有12.4%。国内有数以万计的企业是在Wintel体系内生存的,这些企业完全受制于国外垄断企业,他们卖一台电脑的利润不够返修一次的开销,甚至他们的利润主要来自国外垄断企业的返点;他们一方面非常痛恨国外垄断企业为了追逐暴利而对他们的控制,另一方面不得不努力维护目前的体系,甚至为此打压非Wintel体系的企业,因为他们是目前体系的既得利益者。政府也是如此。如果哪天Wintel体系突然崩溃,那么目前我国信息产业中有成千上万家企业跟着关门,我国的信息产业就此崩溃,甚至会出现GDP负增长的局面。因此政府对支持自主创新犹豫不决摇摆不定,在各种政府招标采购中总是用各种理由为Wintel开脱,或者认为Intel的芯片既然是在国内封装的,因此也是我国生产的;或者认为国外企业在国内注册的,因此也是国内企业,总之就是爱恨交加地维护目前的体系。这就是一个大国受制于一两个国外企业的危险性,这就是建立自主可控的信息产业的重要性。$ u* G. I. X5 _# _
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因此,龙芯的特殊性就在于它是通用CPU,而不是一般的ASIC芯片。通用CPU是信息产业的基础部件,是武器装备的核心器件。通用CPU 可广泛应用在国防安全、计算机、工业控制、信息家电、汽车电子、航空航天等领域。可以说,通用CPU对于信息产业,就像钢铁对于工业,具有基础的支撑作用,这和一般的ASIC芯片是本质不同的。龙芯的产业化,不仅是一个产品的产业化,也不仅是一条产业链的建设,而是自主可控的信息产业体系的建设。龙芯的产业化成功,将带动整个产业集群,对我国国民经济的带动极大;将直接冲击象Intel、微软和IBM这样的国外大企业,打破美国的信息垄断和数字霸权。正因为如此,龙芯产业化门槛高、涉及面广、难度大。( \' N! F  V" b1 r

3 d1 @0 Z8 I* b( ~, }建国30年的时候,我们的先辈通过自力更生艰苦奋斗建立起自主可控完整的工业体系,而在改革开放30年的时候,当人类社会从工业社会迈向信息社会时,我们却没有能够建立起自主可控的信息产业体系。我们可以为神舟七号宇航员出舱行走欢欣鼓舞,尽管它比美国落后了40年,我们却不能容忍龙芯技术比美国落后4年,相同情况下优先相当于没有优先。究其原因,是因为而在开放的情况下打破垄断比在封锁的情况下打破封锁更加困难。) G9 S/ v" N: }0 h
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产业体系的背后是技术平台。Wintel正是通过维护技术平台来控制整个产业体系。这就是为什么微软决不能采用开放的文档格式标准,为了维护并控制其文档格式标准不惜运用一切商业的和政治的手段的原因;这也就是为什么Intel小心维护X86体系及其前端总线体系,维护庞大的律师队伍决不允许别人染指的原因。我们要建立自主可控的信息产业体系,就必须建立自主可控的信息技术平台。包括要建立并推行开放的而不是封闭的文档格式标准,要制定基于开放软件的中小学及大学教育课程,要建立并推行开放的数据库格式标准,等等。
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/ y2 W: @2 X# a/ L5 f& a# z自主的目的是为了可控。世界上没有纯而又纯的自主创新。在建立自主可控的技术平台时要充分吸收国外现有技术成果,尤其是开源社区的技术成果。坚持自主创新,并在可控的前提下建立广泛的统一战线,团结一切可以团结的力量是我们建立自主可控的信息技术平台的唯一方法。
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既然建立自主可控的信息产业体系和技术平台那么困难,连政府都在犹豫不决,为什么龙芯人要承担起这样一个不堪重负的责任呢?为什么要由计算所这样一匹“小马”来拉这个“大车”呢?根据我们现有的集成电路及软硬件设计能力,为什么不能找一个容易一点、更容易赚钱的事情来做呢?答案是既然历史责任落到了我们头上,我们就必须去承担,这是由国家需求和科学院的定位所决定的。" k' k! N: o0 D
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一方面,国家的发展已经到了必须建设自主可控的的信息产业体系的时候。人类社会的发展就像爬楼梯一样,从农业社会爬到工业社会,再从工业社会爬到信息社会。农业社会是填铇了肚子,工业社会延伸了我们手和脚的能力从而改善了人们的生活,信息社会延伸了我们感官和大脑的能力进一步改善了我们的生活。任何一种新社会形态的形成都需要两个技术因素,一是产生新能力的技术,二是传输新能力使之惠及到每个社会成员的技术。工业社会通过蒸汽机和发动机产生了新的动能,并通过电网和公路铁路网使之惠及千家万户;信息社会通过计算机产生了新的计算能力,并通过有线的和无线的网络使之惠及千家万户。目前信息社会建设的新能力技术和新能力传输技术都已经具备,到了使之普及惠及大众的时候。中国正处在从工业社会到信息社会的进化过程中,很难想像在信息化建设方面受制于一两个国外公司,就像当年我们的先辈在工业化建设中必须自力更生艰苦奋斗一样。因此社会进步和国家发展需要我们建设自主可控的信息产业体系和信息技术平台。$ o( `8 _/ m  P0 Q$ O

2 d- ^; z9 d. a$ R$ r% T: X9 S另一方面,科学院作为科技国家队,其使命就是面向国家战略需求,面向国际科技前沿。做大学做不了,企业不愿意做的事。既然我们做芯片设计,就得做象CPU这种国家大宗战略产品。如果我们去做本来就该企业为主做的小芯片,如编解码或MP3之类的芯片,跟企业争饭碗,那叫做不务正业。虽然我们自己认为计算所只是一匹“小马”,拉不了建立自主可控的信息产业体系这辆“大车”,但在公众眼里,作为国家队的科学院都做不了的事情,别人更做不了。此外,龙芯已经发展了八年,已经建立起很好的基础。如果我们不承担这个责任,别人又得从头开始,即使少走很多弯路,没有几年的积累,到不了龙芯目前这个地步。因此,作为科学院人,我们必须担负起这个历史使命,哪怕是在满地沼泽中背起这个沉重的十字架并把它背出沼泽地。
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  V0 a& s9 ~$ N) s- t0 @, B当然,有一个远大的目标并不意味着我们必须一步就实现这个目标。我们要善于分解目标,从小事情做起。我们可以找对手比较薄弱的环节先站稳脚跟,建立几块“根据地”作为发展的基础;我们可以集中力量在某些点上取得突破,然后再连点成线,连线成面,逐步实现体系的建立。
 楼主| 发表于 2009-4-4 15:57:05 | 显示全部楼层
二、为什么龙芯能够成功5 ]# X  F- ]3 z: |1 n

: y$ F9 U/ w7 i8 x6 J; e在过去的八年中,我们不断被问到同一个问题:国外大企业每年投入几十亿美元,几千人的研发队伍,而我们人员只有百来人,经费只有几千万,怎么做得过国外大企业呢。经过八年的实践,我们对这个问题已经有了答案,那就是:“星星之火、可以燎原”。历史总是在弱者不断战胜强者中发展的。总结起来,龙芯能够打破垄断最后取得成功的原因有以下几个。
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) q. @& w8 W9 V+ e( n9 E# J第一、龙芯坚持信息化为人民服务的目标定位,最终能够得到广大消费者的支持。国外垄断集团不断升级计算机产品的背后是对暴利的追求,并不符合中国人民和广大第三世界国家人民的需求。他们为了利润不遗余力地误导消费者不断升级计算机产品,甚至不惜阻碍计算机技术的发展。他们追求利润的本质决定了他们必然会被符合广大人民群众信息化需求和历史趋势的其他队伍所取代,虽然貌似强大,但本质上是纸老虎。我国是一个人口众多的发展中国家,应该坚持“信息化为广大人民服务”的理念,走有中国特色的、节约型的可持续发展信息化道路,自己掌握核心技术,大幅度降低信息化成本。我们只要坚持把满足广大人民的信息化需求而不是追求暴利作为我们的行动指南,坚持走节约型而不是豪华型的信息化道路,紧紧抓住后PC时代的发展机遇,抓住计算机的主要矛盾从性能价格比到性能功耗比转变的机遇,就一定能后来居上,在竞争中获胜。! J# t; P4 {/ I( z; t6 a4 {

' y- R2 i  Q- P: S# [$ Z第二、龙芯坚持适用的技术路线,即以性能够用、降低成本和功耗、方便用户使用而不是强迫用户升级和使用作为重要技术目标,最终会得到广大消费者的支持。当IBM把计算机摆到桌面上时,大大地解放了生产力,促进了计算机的普及化,如今这种桌面计算机的模式已经流行了二、三十年。随着技术的进步和应用需求的变化,这种模式的弊端也不断地显示出来。例如,个人计算机(PC机)顾名思义,强调的是个性化,不利于强调协同的办公场合。国外垄断集团为了维护其暴利,当然会拼命维护目前的计算机使用模式,当一些新的使用模式被推出的时候(如网络计算机NC),他们采用各种手段来打压新生事物。但历史总是在先进对于后进的取代中发展的。目前的终端越来越多,如办公室PC、家庭PC、笔记本、手机、STB、IPTV等,但相互之间几乎没有关联;功能重复造成严重浪费,得到便利的同时,花费大量的精力来维护数据一致;每台计算机为了追求没必要的性能消耗大量的功耗,几乎都要装微软操作系统,不断升级后,装的东西越来越多,功能越来越强,变得越来越慢,操作也越来越复杂,但大部分的人只用到很少的功能;不能做到合理使用通信资源(有线、WiFi、蓝牙、3G等)等等。未来的新型终端应该是普适计算终端,首先应该是以“人与场景”为核心,具有和谐自然的人机交互手段,能够感知包括计算、通信、应用软件、外设等在内的各种资源,可以无缝合理地配置适合使用者的资源,主动的提供合适的服务,具有强大的后端支持,采用开放平台、吸引各种应用,在性价比上具有很大的优势等等。这种普适计算终端应该以适用而不是高额利润为目标,应该取代目前的主流桌面电脑而不仅仅是作为桌面电脑的补充。国际垄断集团希望在保持目前主流桌面和服务器电脑用的CPU高额利润的前提下开拓新的市场来推广普适计算终端。我们恰恰相反,我们要用新型普适计算终端取代主流桌面电脑并大幅度降低服务器用CPU的成本。
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4 c1 o. y) d" l8 b4 M第三、龙芯坚持自主创新,必然得到政府的强有力支持。在过去的八年中,龙芯主要是在政府的资助下进行研发和应用推广。世界上没有一个风险投资会有如此的耐心支持龙芯的发展,也没有风险投资来支持象通用CPU这样已经市场成熟的产业。正是因为龙芯面向国家战略需求,坚持以服务国家安全以及建立自主可控的信息产业体系为己任,才能得到国家一如既往的支持。在过去几年中,由于国家科研项目的衔接问题,龙芯没有得到足够的研究经费,科学院和计算所也坚持不懈地支持龙芯的持续发展。最近,国家在市场和应用方面又大大加强了对龙芯的支持力度。背靠中科院这样面向国家战略需求的国立研究机构正是龙芯可以长期坚持形成积累和突破的重要原因。最近微软的“黑屏”事件以及放弃对Windows XP的维护更加坚定了有关部门支持国产软硬件的信心,有关部门已经在认真考虑现在是否到了跟微软说“byebye”的时候。可以说,如果世界上有一个地方可以打破Wintel的垄断,那个地方肯定是中国;如果世界上有一种力量可以打破Wintel的垄断,那种力量肯定是人民的力量。# \. F  T! C, k5 F% P& T

6 k; e& p  p# e' a9 X8 r$ e  t第四、龙芯坚持开放的路线,必然得到反对垄断的国际有关力量的有力支持。最近,有开源社区精神领袖之称的Richard Stallman在多个场合呼吁开源社区大力支持基于龙芯电脑的软件开发,主要原因是在OLPC项目使用微软的操作系统,走商业化道路后,龙芯是目前唯一坚持开源的电脑CPU。此外,MIPS架构作为一种开放的架构,还得到很多国际学术界的支持,国际学术界对MIPS有很深的情结。自从SGI放弃MIPS后,MIPS退出了计算机领域,主要应用于包括网络在内的嵌入式领域。龙芯主动购买MIPS的结构授权,把MIPS结构的CPU重新应用于计算机领域,必然会得到很多学术界人员的支持。支持MIPS架构也使得一些著名的国际企业加强了对龙芯的信心。只要龙芯高举开放而不是垄断的旗帜,高举信息化为人民服务而不是获取暴利的旗帜,一定能建立起广泛的国际统一战线,得到包括美国人民在内的广大人民的支持。
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5 z) ]( k- Z6 F8 W% X# z9 ]+ K3 R改革开放三十年来,中国人民用自己的勤劳和智慧证明了一个道理,那就是只要我们会做的东西,最终产业就是我们的。我们在制造业的核心技术方面不见得比西方国家强,但照样成为世界上最大的制造业大国。现在我们已经会设计通用CPU,只要我们坚持不懈地努力,最终一定会在产业中取胜。
 楼主| 发表于 2009-4-4 15:57:28 | 显示全部楼层
三、为什么龙芯的成功需要持久的努力
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0 c) C! x+ B& w. ?- h最近龙芯研制和产业化工作的一个深刻体会是,每年我们的龙芯研制和产业化工作都取得很大进展,解决很多问题,但老的问题解决后,新的更大更多的问题又出现了。以2008年为例,在2008年我们完成了四核龙芯3号的流片,IP授权和龙芯芯片都实现了十万规模的销售,系统实现了万套规模的销售,在涉及国家安全方面的应用也稳步进展。这些成绩说明龙芯IP和芯片真正得到了批量应用,我们的芯片设计能力、质量设计能力、技术服务能力均得到了很大的提高。但新的问题还很多,例如目前龙芯产业化的的两个企业规模偏小、盈利能力弱,产学研关系还没有理顺,定位还需要进一步摸索,产品比较单一,目前只是点的突破离建立体系的目标还有很长的路要走等。我们相信,在2009年我们解决上述很多问题后,还有更多的问题在等着我们。$ e% s5 l+ V9 m0 b  t1 u

) {& n# `7 |$ B7 ]% L这些不断出现的新问题一方面说明我们的工作取得了进步,如果我们只是做以发表论文为导向的研究,根本不会碰到这些问题,我们碰到了这些问题恰恰说明我们的工作取得了进步,这些问题都是前进过程中必然会出现的,必须用发展的方法加以解决;另一方面也说明龙芯的工作还有很长的路要走,需要有持久战的准备。# F! g( \4 I: T/ T

) G, R: z5 P' X, I- @' `为什么龙芯龙芯的发展需要持久战?这是由龙芯的目标定位所决定的。龙芯的目标是建立自主可控的信息产业体系,是打破目前以垄断集团获取暴利为目标的信息化模式,探索一条新的节约型的信息化道路。这件事要打破现有信息化格局,影响目前格局的既得利益者的利益,说穿了是要“造反”,要把天翻过来;这和在现有格局下做一些具体的产品,做一些增砖添瓦的事情是本质不同的。在龙芯研制和应用的过程中,我们曾经碰到过设计的CPU虽然能工作但在市场上没有竞争力的情况,碰到过设计的CPU本身有较好的性价比但没有很好的外围配套芯片或外围配套芯片很昂贵的情况,碰到过解决了配套芯片问题后没有工厂愿意设计和生产基于龙芯芯片的主板的情况,碰到过虽然整个硬件系统比较完善且有一定的竞争力但没有很好的配套操作系统的情况,现在又面临解决了基本的软硬件问题但没有足够的应用软件的情况。
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可见这件事很难,但又必须做,否则整个国家受制于人。做这件事的难处在于我们的力量很小,而对手的力量很大。例如目前在国内,可能有几千家企业在Wintel体系中生存,他们虽然痛恨Wintel的控制,但也不愿意打破目前的产业体系,甚至在Wintel的一些商业利益的诱惑下,帮着Wintel说服政府持续支持Wintel体系,反对改变现有信息化的技术平台。如果在哪个政府招标中规定只能使用象Linux这样的开源软件,那么就有大量的国内企业跳出来游说政府这样做不对,他们有足够证据证明他们也是自主创新的民族企业。龙芯要建立自主可控的信息产业体系,也需要建立一个有成千上万家企业参与的生态系统,也需要动员政府使用自主的或开源的办公环境,也需要学校教授自主的或开源的操作系统而不是目前的微软系统。这些事情在现在看来都像天方夜谭,就像在八年前大家普遍把设计自主的CPU当做天方夜谭一样。
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. N4 p6 F) S6 s/ |4 i3 L2 O9 A$ S6 ^做这件事的另外一个难处在于目前国内没有一种现成的商业模式可以借鉴。一方面,目前比较流行的投资模式比较看重三五年就能见效的具体的点产品,对于我们建设的技术平台和产业体系不感兴趣,不愿意花钱和时间在改善产业生态环境上。尤其是通用CPU的应用面广、产业链长、产业环境复杂。另一方面,目前在国内产学研有机结合的体制机制和文化环境还不是很完善。目前中国高科技企业普遍付出高昂的代价引进并使用国外的技术,而国内的高技术研制单位如科研院所和高等学校普遍把科研成果锁在档案室里,以发表文章和获奖为主要任务。在科学院最近提出的“九个转变”中,有一个转变是“从以论文、奖励数量质量评价为主,实现向以创新实际贡献、创新发展态势、创新质量水平为主评价的跨越;从比较关注同行评价为根据,实现向更加关注实际贡献、经受实践和历史检验与评价的转变”。这是科学院从注重论文和获奖数量到注重论文和获奖的质量后,对我国创新体系建设和科学院定位的又一深刻转变。做产品和做论文不同,做论文只要做好一个点就行,做产品只要做不好一个点就不行。" T6 |( a' Z1 I/ \
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但上述困难并不意味着我们就没有办法。远大的目标和从小事做起从来都不是矛盾的。在整体力量比对手弱的情况下,我们可以集中力量,找准对手的薄弱环节实现重点突破,即在全局的劣势中取得局部的优势;我们可以通过点的突破建立产业“根据地”,取得龙芯长远发展的基础,例如在行业应用方面以及对安全要求较高的应用方面先取得应用突破,并从中积累力量和产业化经验;我们可以通过统一战线加强自己的力量,只要我们坚持走开放的技术路线,让利于下游企业,让下游企业和合作伙伴在与龙芯的合作中取得更大的利益,就可以团结更多的下游企业和合作伙伴在龙芯的周围,加强龙芯阵营的力量。最近我们总结近两年产业化的经验提出“强化核心、辐射产业”, “立足源头、延伸服务”,“柔性定位、多元发展”等工作方针,指的就是在敌强我弱的情况下,不断强化技术能力和产品品质,通过辐射和服务团结合作伙伴和下游企业,根据客户的需要不断调整自己的定位,从而逐步改善龙芯的产业环境,最后达到建设自主可控的信息产业体系的目的。
 楼主| 发表于 2009-4-4 15:58:10 | 显示全部楼层
四、龙芯的发展阶段
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( u1 S3 x8 Z# t. Z( E% d$ t总的来说,龙芯的发展需要经历技术积累、产业突破、产业积累以及形成体系四个发展阶段。
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9 c2 U; Q+ S" K" ~“十五”期间是龙芯的技术积累阶段。我们从2001年初开始龙芯处理器设计,2002年8月龙芯1号成功运行,解决“有了”的问题,坚定了国内设计通用CPU的信心,奠定了在国内设计通用CPU设计的优先地位。在此基础上我们开始每十五个月左右性能提高3倍的“三级跳”技术跨越。2003年10月调试成功的龙芯2B性能是龙芯1号的3倍,2004年12月调试成功的龙芯2C性能是龙芯2B的3倍,2006年3月调试成功的龙芯2E性能是龙芯2C的3倍。通过上述“三级跳”,实现了我国高性能通用CPU的跨越发展,在单处理器设计方面达到了世界先进水平。其中龙芯2E采用90纳米CMOS工艺设计和生产,内含5000多万个晶体管,最高主频达到1.0GHz,最高双精度浮点运算速度每秒40亿次,实测SPEC CPU2000性能超过500分,达到中低档奔腾IV处理器的水平,并且具有功耗低、安全性高等特点。龙芯2E是当时除了美国之外世界上性能最高的CPU产品。通过“十五”期间的积累和努力,我们形成了世界先进的通用CPU设计的技术能力。在“十五”期间,我们也进行了产业化的尝试,成立了神州龙芯公司和江苏常熟龙芯产业化基地;龙芯1号进行了几千片的小批量生产,龙芯2C进行了几千片的小批量生产,龙芯2E进行了几万片的小批量生产;上述芯片都支持一些用户开展了试点应用,如基于龙芯1号的网络计算机、基于龙芯2C的CPCI工控系统、基于龙芯2C的福珑迷你电脑、基于龙芯2E的CPCI工控系统、基于龙芯2E的福珑迷你电脑等等。但十五期间的产业化工作还是属于尝试的性质,主要是提高了认识,积累了经验,增加了信心,锻炼了队伍。除了有几个应用(如基于龙芯2E的CPCI工控系统)取得一定的成功外,其它应用没有取得明显的成功。9 c$ s& c/ o) Y5 p1 d
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“十一五”期间是龙芯产业化的突破阶段。在这个阶段,龙芯的核心技术在“十五”积累的基础上进一步取得突破,并实现系列化和平台化;龙芯的产品开始具有国际竞争力,龙芯的应用和产业化在若干点上取得重要突破;龙芯团队对龙芯产业化的认识得到明显提高,龙芯的产业定位逐步明确,产业化实体基本形成并逐步实现盈利能力。2007年7月流片成功的龙芯2F在性能、功耗、成本等方面已经具有初步的国际竞争力,最近设计的龙芯2G和龙芯3号在技术上与国际同类产品相比在具体应用中具有明显的比较优势。在近几年的产业化过程中,我们很幸运碰上了两个好“老师”。我们与意法半导体的合作使我们从态度上和方法上都学会了芯片的质量设计,虽然刚开始时我们觉得他们的要求过于苛刻,但最后我们学会了大规模量产芯片的质量设计方法,这种方法和一般的ASIC设计是有很大不同的;我们与广达的合作使我们从态度和方法上都学会了硬件系统的质量设计。经过多年的研发和应用推广,已经逐步形成了龙芯1号CPU及其IP面向嵌入式应用,龙芯2号CPU及其IP面向高端嵌入式和桌面应用,龙芯3号多核CPU面向服务器和高性能机应用的定位。到2008年底龙芯IP及芯片在以军工为代表的工控、网络安全及低成本电脑等方面取得了不少点的突破,IP和芯片销售均已经达到十万片规模,系统销售已经达到万套规模,龙芯的IP和芯片客户达到几十个,一些国际知名厂家如广达、意法半导体、中文2000等成为龙芯的战略合作伙伴。龙芯的两个主要产业化实体北京龙芯中科技术服务中心有限公司和江苏龙芯梦兰股份有限公司的定位初步明确,并开始形成纯商业行为的销售。再经过两年的努力,到十一五末,在国家核高基重大专项的支持下,龙芯1号IP、龙芯2号系列芯片(2G、2H)、龙芯3号系列芯片(3A、 3B)的研发和产品化完成,龙芯的产品具有更强的竞争能力,上百家企业参与到龙芯的产业环境中来,龙芯的IP、芯片和系统产品形成百万片规模的销售,龙芯的产业化实体达到亿级规模的销售并初步实现自我发展,龙芯的产业化实现突破。
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“十二五”期间是龙芯产业化的积累阶段。在这个阶段,龙芯的核心技术研究进入世界领先行列,产品具有更强的竞争力,产学研关系进一步理顺,龙芯的产业化实体逐渐由小到大、由弱到强,龙芯的应用全面铺开并在主流的电脑市场占有一定的份额,龙芯的产业环境中有几百到上千家企业,辐射出千亿规模的产值。% c( S- C! z) o7 o9 z
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“十三五”期间是龙芯产业体系形成的阶段。在这个阶段,龙芯产业化实体进一步加强,企业成为龙芯创新的主体,龙芯的产品在计算机市场达到“三分天下有其一”的目标,龙芯技术引领信息产业的发展,龙芯的产业环境中有上千家企业,辐射出万亿规模的产值,龙芯产业体系建设基本完成。! J' d2 t- G' b3 T

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五、结束语
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发展自主知识产权的微处理器,建立自主可控的信息产业是国家的需要、时代的需要,是产业发展的需要,且我们已经初步具备了相应的条件,再没有理由怀疑我们能够做成这件事。但是也应该清醒地看到发展自主可控的信息产业绝非易事,需要长时间的积累。无所作为的怀疑论和盲目乐观的速胜论都是错误的。在战略上藐视它,在战术上重视它是我国发展自主知识产权微处理器和信息产业时应遵循的一个基本原则。
 楼主| 发表于 2009-4-4 15:58:26 | 显示全部楼层
发表于 2009-4-7 09:15:36 | 显示全部楼层
他们一方面非常痛恨国外垄断企业为了追逐暴利而对他们的控制,另一方面不得不努力维护目前的体系,甚至为此打压非Wintel体系的企业,因为他们是目前体系的既得利益者。政府也是如此。如果哪天Wintel体系突然崩溃,那么目前我国信息产业中有成千上万家企业跟着关门,我国的信息产业就此崩溃,甚至会出现GDP负增长的局面。因此政府对支持自主创新犹豫不决摇摆不定,在各种政府招标采购中总是用各种理由为Wintel开脱,或者认为Intel的芯片既然是在国内封装的,因此也是我国生产的;或者认为国外企业在国内注册的,因此也是国内企业,总之就是爱恨交加地维护目前的体系。这就是一个大国受制于一两个国外企业的危险性,这就是建立自主可控的信息产业的重要性。
发表于 2009-4-7 09:51:55 | 显示全部楼层
另一方面,科学院作为科技国家队,其使命就是面向国家战略需求,面向国际科技前沿。做大学做不了,企业不愿意做的事。既然我们做芯片设计,就得做象CPU这种国家大宗战略产品。如果我们去做本来就该企业为主做的小芯片,如编解码或MP3之类的芯片,跟企业争饭碗,那叫做不务正业。虽然我们自己认为计算所只是一匹“小马”,拉不了建立自主可控的信息产业体系这辆“大车”,但在公众眼里,作为国家队的科学院都做不了的事情,别人更做不了。
发表于 2009-4-7 09:54:13 | 显示全部楼层
在龙芯研制和应用的过程中,我们曾经碰到过设计的CPU虽然能工作但在市场上没有竞争力的情况,碰到过设计的CPU本身有较好的性价比但没有很好的外围配套芯片或外围配套芯片很昂贵的情况,碰到过解决了配套芯片问题后没有工厂愿意设计和生产基于龙芯芯片的主板的情况,碰到过虽然整个硬件系统比较完善且有一定的竞争力但没有很好的配套操作系统的情况,现在又面临解决了基本的软硬件问题但没有足够的应用软件的情况。
发表于 2009-4-7 09:57:06 | 显示全部楼层
可见这件事很难,但又必须做,否则整个国家受制于人。做这件事的难处在于我们的力量很小,而对手的力量很大。例如目前在国内,可能有几千家企业在Wintel体系中生存,他们虽然痛恨Wintel的控制,但也不愿意打破目前的产业体系,甚至在Wintel的一些商业利益的诱惑下,帮着Wintel说服政府持续支持Wintel体系,反对改变现有信息化的技术平台。如果在哪个政府招标中规定只能使用象Linux这样的开源软件,那么就有大量的国内企业跳出来游说政府这样做不对,他们有足够证据证明他们也是自主创新的民族企业。龙芯要建立自主可控的信息产业体系,也需要建立一个有成千上万家企业参与的生态系统,也需要动员政府使用自主的或开源的办公环境,也需要学校教授自主的或开源的操作系统而不是目前的微软系统。这些事情在现在看来都像天方夜谭,就像在八年前大家普遍把设计自主的CPU当做天方夜谭一样。
发表于 2009-4-7 11:14:49 | 显示全部楼层
http://www.loongson.cn/loongson/ ... 19/article_143.html
, {8 P# @1 C* d/ }龙芯之火,可以燎原
: M. K. ^) k* r$ v! D) ?3 M7 f2007-12-19 15:52:31  作者:胡伟武  来源:互联网  浏览次数:6404  
( d0 c& F& a/ _* {文字大小:【大】【中】【小】
  w* q9 A: P- q& S自从我们于2001年5月正式开始龙芯处理器的研制以来,龙芯已经有了6年的历史。从那时起,龙芯就是在关心者和反对者的疑虑和质疑中前进的。我们每前进一步,老的问题就会消失,同时新的更难的问题就会出来。总结起来,龙芯的成长过程中,必须先后回答三个问题,或者打三大战役。第一个问题是“中国要不要研制通用CPU”;第二个问题是“中国有没有能力研制通用CPU”;第三个问题是“龙芯能不能卖出去”。在过去6年中,我们已经成功回答了前两个问题,取得了前两场战役的胜利,现在面临的是第三个问题,或者第三场战役,也是龙芯前进道路上最关键的一场战役。. q( ]6 ~2 C9 g3 d9 b9 `
在刚开始研制龙芯的时候,我们要回答的第一个问题是“中国要不要研制通用CPU”,这个问题现在看起来简单,实际上在当时是不好回答的。由于种种原因,我国在“八五”和“九五”计划期间没有部署通用处理器的研制;在“十五”计划初期,比较主流的观点是我国应以研制专用的嵌入式处理器为主,不要研制高性能通用处理器。李国杰所长从1999年开始就呼吁我们在“十五”期间应该花大力气做通用处理器,认为错过这五年,以后就没有机会了。并在2001年在申请不到任何经费的情况下拿出计算所当年的所有创新经费(1000万)设立通用处理器研制项目。惭愧得很,我在刚开始时也认为所里到处宣传研制通用处理器是一种炒作而已,后来是由于一个偶然的机会开始做,一直做到今天。
0 m& L7 o/ f  y0 V9 f; j- Y因此,以2002年8月10日龙芯1号研制成功为标志,“要不要研制通用CPU”这个问题我们回答了,这一仗我们打赢了。在此之后的“十五”计划期间,我们先后得到国家863计划和中科院知识创新工程的经费支持共计人民币1亿元。
7 p& C5 S, C  n* _+ ]+ i我们要回答的第二个问题或要打的第二仗是“中国有没有能力研制通用CPU”的问题。这是一场硬仗,因为高性能处理器是所有芯片中最核心的芯片,也是最难设计的芯片。我们在2002年研制成功的龙芯1号处理器主频266MHz,很多人就认为达到了奔腾II处理器性能,开始时我们自己的认识也不是很清楚。但用国际公认的标准测试程序SPEC CPU2000测试后发现龙芯1号的实际性能是相同主频的奔腾II处理器的一半左右,龙芯1号研制成功的喜悦随即被性能不高的郁闷所取代(实际上,奔腾II处理器已经采用了三发射的指令级并行结构,自然比采用单发射结构的龙芯1号性能高。龙芯1号通过结构优化性能已经有了很大的提升)。知耻而后勇,在随后的龙芯2号系列处理器研制中,我们采用了四发射乱序执行的结构,2003年研制成功的龙芯2B性能是龙芯1号的3倍,超过了相同主频的奔腾II处理器的性能; 2004年研制成功的龙芯2C通过提高主频和优化结构性能又是龙芯2B的三倍,达到了奔腾III处理器的性能,但没有达到性能是相同主频奔腾III处理器的2倍的目标;2005年研制成功的龙芯2E除了通过使用90nm工艺提高性能外,还在访存带宽上下了很大工夫,其性能又是龙芯2C的3倍,达到了中低档的奔腾IV处理器的性能。这样,通过连续三年、每年性能提高三倍的“三级跳”,使龙芯2E(以及在此基础上进行量产改进的龙芯2F)在单处理器方面达到了世界先进水平,实现了我国高性能通用CPU的跨越发展。在上述三级跳的过程中,最后一级是最困难的。一方面技术上的起点已经不低;另一方面由于国内其他处理器研制中存在的弄虚作假问题导致我们的压力很大。我们自己在考虑十五末的最后一跳时也没有制定这么高的目标,科技部高新司的领导经过分析认为我们应该走跨越创新的道路,并成功地将我们置于背水一战的境地。我们经过深入分析和探索,制定了一条有一定风险但经过努力有可能实现的技术路线,并成功完成了龙芯2E的研制。+ f. H8 W* j4 L8 {: U3 R$ Z
龙芯处理器的研制成功在国际上引起了很大反响。2005年7月,美国著名的市场分析公司In-stat公司在权威刊物《微处理器报告》上发表文章,详细介绍了龙芯2号的设计,文章中提到“中国已经有设计世界一流处理器的能力。…… 龙芯2号的设计说明中国人正准备生产不亚于世界上任何其他厂家的处理器”。华盛顿著名的智囊机构哈德森研究所(Hudson Institute),向美国国会提交了一份名为《中国向前跳了一大步》的报告,分析了中国的科技和军事竞争力。在报告中,哈德森研究所列举了我国自主创新的三个案例,其中一个就是龙芯2号问世。世界著名半导体公司意法半导体公司购买了龙芯2E/2F的生产和销售授权,开创了我国计算机核心技术对外授权的先例。6 N) O* t6 n0 {0 y. l" U# Y
因此,以龙芯2E研制成功为标志,我们回答了“中国有没有能力研制通用处理器”的问题,确切地说,在龙芯2号系列处理器的边学习边研制的过程中我们建立了能力。这一仗我们打赢了。通过龙芯处理器的研制我们也认识到,我们要有进行自主创新的信心,中国人在信息产业的核心技术方面,完全能够通过创新跨越取得突破。自主创新需要一种不怕鬼、不信邪的精神。
% a3 f0 A, C6 r- Y+ \0 X/ U% z/ s现在,我们正面临着第三个问题或第三个战役,即“龙芯能不能卖出去”。这个问题我们自己也有一个认识提高的过程。在2005年之前,龙芯的研发和产业化基本上处于隔离的状态。记得2005年4月我们在人民大会堂召开龙芯2号的成果发布会后,有很多电话打到我的办公室问什么地方可以买到龙芯2号芯片,我居然无言以对。于是从2005年开始,龙芯课题组派出骨干参与到龙芯的产业化工作中,并明确提出“让下游客户找得到龙芯”的口号。经过两年多的努力,在龙芯能不能卖出去这个问题上,我们已经取得了一些进展,或取得了部分小的战役的胜利,例如龙芯在国家安全方面的应用取得重要突破,包括对意法半导体的授权在内的龙芯IP的授权取得了经济效益,以及基于龙芯处理器的系统已经完成中试正在逐步走向市场。但离取得最后的胜利还有很远的路要走,还需要付出长期而艰苦的努力。这一仗我们的目标是“十一五”期间龙芯成为市场上不可忽视的力量,在“十二五”期间龙芯成为市场上具有重要影响的力量。& j3 }" O7 f2 _, M: a8 K0 \
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1. 走节约型的信息化道路
0 _2 x2 ]) o3 s/ y( _0 Q; j经常有人问我,国外大企业每年投入几十亿美元,几千人的研发队伍,而我们人员只有百来人,经费只有几千万,怎么做得过国外大企业呢?这个问题也困扰了我们很长时间,后来发现我们都被一些表面的现象所蒙蔽,因此得出了弱小者不能战胜强大者的结论。事实上历史就是在弱小者不断战胜强大者的过程中得到发展的,决定一件事情或一个组织的成败,不在于眼前是否强大,而在于这件事或这个组织是否符合历史发展的潮流,是否得到广大人民的拥护。正因为如此,弱小的共产党能够战胜强大的国民党取得了政权;也正因为如此,上世纪80年代弱小的Intel公司能够战胜强大的IBM公司成为CPU市场的龙头老大。毛主席早就告诉过我们,星星之火,可以燎原。' c9 q: J# g  t( k; C3 K
事实上,弱小和强大是相对的,现在强大的,如果丧失先进性,未来未必强大;现在弱小的,只要具有先进性,就会逐步强大起来。未来的状态是由现在的状态和未来的输入决定的,这是计算机的理论基础。对龙芯来说,现在的状态已经确定了,关键是未来的输入怎么样。在我看来,只要“未来的输入”正确,龙芯“未来的状态”有以下几方面的优势。

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