ZT：“龙芯”面临的机遇

为了龙芯的跳动

(2006-03-14 11:35:20)

胡伟武     胡伟武，中科院计算所博士生导师，负责国家“863”计划和中科院知识创新工程支持的龙芯处理器芯片研制工作，其研制的龙芯1号是我国第一款自主研发的高性能通用处理器。本文是他在龙芯处理器研制过程中对自主创新的体会。原文为胡伟武在人民大会堂的汇报报告，略作删节。

中国信息产业必须走自主创新的道路

    微处理器是计算机系统及各类电子设备的核心，其设计和制造是技术实力的象征。因为缺乏自主的微处理器设计技术，我国信息产业中许多核心技术及产品主要依赖进口，不仅经济上受制于人，而且信息系统的安全乃至国家安全也面临巨大威胁。

    比如，每年光是个人电脑和服务器中用的微处理器芯片，国外大公司就从中国赚走100多亿美元。2004年，我国芯片进出口贸易逆差高达400多亿美元，芯片超过飞机、石油、汽车，成为我国第一大进口货物。

    其实，上世纪七八十年代，我国处理器研制的技术水平并不比发达国家落后很多。改革开放后，市场受到冲击，我国的处理器设计队伍逐渐整体垮掉。我们课题组有一位老研究员黄令仪，今年已近70岁，上世纪80年代曾在计算所负责芯片研制，队伍解散后离开了计算所。听说计算所研制龙芯1号，她就主动带领几个学生回来参与龙芯研制。有一次，黄老师和一个学生争论起一个技术细节，学生说，您这么大年纪了，这样的技术细节犯不着这么较真。黄老师脱口而出：“我不能留遗憾。”黄老师现在还经常无限惋惜地跟我说起上世纪80年代中期计算所的芯片研制队伍解散时的情况，每次我都能深切感受到她当时的无奈和锥心之痛。正是因为曾经经历过丧失自主创新能力之痛，为了不留遗憾，黄老师以一个退休人员的身份五年来一直跟我们加班熬夜，每天工作十几个小时，一直工作在龙芯处理器设计的第一线。

    计算所于2001年成立龙芯课题组，开始进行高性能通用处理器的研制。2002年研制出龙芯1号处理器，性能相当于Intel 586水平，完成了我国通用处理器从无到有的飞跃；2004年设计的龙芯2号处理器性能已达到中档奔腾3处理器的水平；到“十五”末，我们研制的龙芯2号增强型处理器达到了中档奔腾4处理器的性能。龙芯处理器的研发成功，标志着我国掌握了高性能通用处理器的核心技术，我国信息产业有了腾飞的基础、信息安全有了基本保障。

    最近，华盛顿著名的智囊机构哈德森研究所，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号芯片问世。最近，美国政府又否决了香港文传公司收购美国全美达（Transmeta）公司的一个处理器型号的方案，虽然就其技术而言这个处理器已经落后而且没有被市场接受。但从美国政府对处理器核心技术完全掌握在自己手里所持的谨慎态度，也可以看出我国发展自主的核心技术，该有多么重要！
坚持走有中国特色的自主创新之路

    在龙芯处理器的研制过程中，我们深刻体会到，中国要攻克信息产业的核心技术，必须结合中国国情，走有中国特色的自主创新之路。我们一方面要通过跨越创新实现核心技术的突破，在核心技术的研究方面在国际上占有一席之地；另一方面要坚持走中国特色的信息化道路，通过产业链的完善实现核心技术的产业化。

    在“十五”之前，许多人认为我国还不具备研制高性能通用处理器的能力。计算所所长李国杰院士从1999年就开始呼吁我们在“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。无独有偶，在“十五”计划的最后一年，当时我们完成的龙芯2号处理器已经达到中低档奔腾3处理器的水平，我们在考虑十五“863”滚动项目时打算通过使用更先进的工艺技术，使龙芯2号的性能达到中高档奔腾3处理器的水平。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，要求我们将龙芯2号增强型的性能指标定位到中档奔腾4处理器的水平。当时我一度认为这个任务难以完成，但在科技部领导的支持和帮助下，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。经过一年的努力，我们设计的龙芯2号增强型就完成了设计交付流片。根据流片前分析的结果，能够达到预定的高设计目标。

    这两件事让我明白一个道理，那就是：所谓不可能，是因为我们没有去做。人们常说“事非经过不知难”，通过龙芯处理器研制我们也认识到，实际上科研工作中也有“事非经过不知易”，但这个“易”不是容易的“易”，而是长征过后“万水千山只等闲”的“易”。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。

    计算机领域有一条很重要的摩尔定律：计算机性能18个月就要翻一番，三年翻两番。从龙芯1号开始，我们利用3年时间，把芯片性能提高了20倍（当然，龙芯1号基础较低）；我们在未来的五年中，要做到每2～3年提高芯片性能8～10倍，实现比摩尔定律快得多的跨越发展。

    在创新跨越的精神指导下，我们制定了“十一五”战略目标，争取“十一五”期间在多核处理器设计方面达到世界领先水平。目前，微处理器的发展到了一个难得的转折期，由于物理极限及功耗等限制，过去走在前头的国外大公司必须调转船头，反过来走我们开创的路；而我们不需拐弯，可以加速向前冲。这是我们后来居上的大好时机。走有中国特色的自主创新之路就是要善于抓住机遇，发挥后发优势，另辟蹊径实现跨越发展，亦步亦趋地跟在别人后面没有前途。

    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，文章提到：“中国已经有设计世界一流的处理器的能力。……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。”英特尔处理器技术实验室主管也在2005年10月表示：“龙芯2号的突飞猛进让人感到惊异，其研发团队的设计开发能力的提高相当迅速。”由于龙芯2号的影响及中国巨大的市场潜力，国外各大公司日益重视龙芯的地位，纷纷寻求与龙芯的合作，一些国外大公司正在和计算所商谈购买龙芯的知识产权用于它们的芯片生产。

    我们深知，光在研发方面得到国际承认远远不够，龙芯的真正价值只有在市场上才能得以体现。然而越是核心技术，产业链越长，我国在自主研发的芯片方面很少有完整的产业链，而高性能通用处理器芯片是所有芯片中最核心的技术，是芯片中的珠穆朗玛峰。中国的国情不同于发达国家，目前企业的研发能力较弱，我们在推进产业化时必须走一条有中国特色的自主创新之路。在龙芯产业链的建设过程中，计算所积极帮助企业成为创新主体。我们与江苏梦兰集团合作，在江苏省常熟市成立了梦兰龙芯产业化基地。计算所派出了大量技术骨干到江苏省工作，帮助梦兰集团通过使用龙芯的关键技术开发自己的产品。现在梦兰集团已基于龙芯的技术研制成功税控收款机、千元低成本电脑、网络监控设备等产品，将在2006年形成规模。此外，计算所还分别在长三角、珠三角以及京津唐地区成立了分所，通过人才和技术辐射帮助当地企业提高自主创新能力。李国杰所长经常向全所提一个要求：作为国立科研机构，我们有义务促进企业实现技术创新，要有“待到山花烂漫时，‘我’在丛中笑”的胸襟，帮助企业成为创新主体而不希求太多的回报。

    在龙芯处理器的设计过程中，计算所始终坚持正确的技术路线，坚持走有中国特色的信息化道路。在龙芯处理器的研制中，我们始终坚持低成本的技术路线，通过使用模式的改变以及低成本高性能的设计，能够让我国5亿～6亿甚至7亿～8亿人从中受益。我们坚信，只要我们坚定不移地走低成本惠及大众的信息化道路，龙芯产业化一定能取得成功，中国的信息产业一定能完成由大到强的飞跃。为了龙芯的跳动

(2006-03-14 11:35:20)

胡伟武    胡伟武，中科院计算所博士生导师，负责国家“863”计划和中科院知识创新工程支持的龙芯处理器芯片研制工作，其研制的龙芯1号是我国第一款自主研发的高性能通用处理器。本文是他在龙芯处理器研制过程中对自主创新的体会。原文为胡伟武在人民大会堂的汇报报告，略作删节。


中国信息产业必须走自主创新的道路

    微处理器是计算机系统及各类电子设备的核心，其设计和制造是技术实力的象征。因为缺乏自主的微处理器设计技术，我国信息产业中许多核心技术及产品主要依赖进口，不仅经济上受制于人，而且信息系统的安全乃至国家安全也面临巨大威胁。

    比如，每年光是个人电脑和服务器中用的微处理器芯片，国外大公司就从中国赚走100多亿美元。2004年，我国芯片进出口贸易逆差高达400多亿美元，芯片超过飞机、石油、汽车，成为我国第一大进口货物。

    其实，上世纪七八十年代，我国处理器研制的技术水平并不比发达国家落后很多。改革开放后，市场受到冲击，我国的处理器设计队伍逐渐整体垮掉。我们课题组有一位老研究员黄令仪，今年已近70岁，上世纪80年代曾在计算所负责芯片研制，队伍解散后离开了计算所。听说计算所研制龙芯1号，她就主动带领几个学生回来参与龙芯研制。有一次，黄老师和一个学生争论起一个技术细节，学生说，您这么大年纪了，这样的技术细节犯不着这么较真。黄老师脱口而出：“我不能留遗憾。”黄老师现在还经常无限惋惜地跟我说起上世纪80年代中期计算所的芯片研制队伍解散时的情况，每次我都能深切感受到她当时的无奈和锥心之痛。正是因为曾经经历过丧失自主创新能力之痛，为了不留遗憾，黄老师以一个退休人员的身份五年来一直跟我们加班熬夜，每天工作十几个小时，一直工作在龙芯处理器设计的第一线。

    计算所于2001年成立龙芯课题组，开始进行高性能通用处理器的研制。2002年研制出龙芯1号处理器，性能相当于Intel 586水平，完成了我国通用处理器从无到有的飞跃；2004年设计的龙芯2号处理器性能已达到中档奔腾3处理器的水平；到“十五”末，我们研制的龙芯2号增强型处理器达到了中档奔腾4处理器的性能。龙芯处理器的研发成功，标志着我国掌握了高性能通用处理器的核心技术，我国信息产业有了腾飞的基础、信息安全有了基本保障。

    最近，华盛顿著名的智囊机构哈德森研究所，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号芯片问世。最近，美国政府又否决了香港文传公司收购美国全美达（Transmeta）公司的一个处理器型号的方案，虽然就其技术而言这个处理器已经落后而且没有被市场接受。但从美国政府对处理器核心技术完全掌握在自己手里所持的谨慎态度，也可以看出我国发展自主的核心技术，该有多么重要！
坚持走有中国特色的自主创新之路

    在龙芯处理器的研制过程中，我们深刻体会到，中国要攻克信息产业的核心技术，必须结合中国国情，走有中国特色的自主创新之路。我们一方面要通过跨越创新实现核心技术的突破，在核心技术的研究方面在国际上占有一席之地；另一方面要坚持走中国特色的信息化道路，通过产业链的完善实现核心技术的产业化。

    在“十五”之前，许多人认为我国还不具备研制高性能通用处理器的能力。计算所所长李国杰院士从1999年就开始呼吁我们在“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。无独有偶，在“十五”计划的最后一年，当时我们完成的龙芯2号处理器已经达到中低档奔腾3处理器的水平，我们在考虑十五“863”滚动项目时打算通过使用更先进的工艺技术，使龙芯2号的性能达到中高档奔腾3处理器的水平。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，要求我们将龙芯2号增强型的性能指标定位到中档奔腾4处理器的水平。当时我一度认为这个任务难以完成，但在科技部领导的支持和帮助下，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。经过一年的努力，我们设计的龙芯2号增强型就完成了设计交付流片。根据流片前分析的结果，能够达到预定的高设计目标。

    这两件事让我明白一个道理，那就是：所谓不可能，是因为我们没有去做。人们常说“事非经过不知难”，通过龙芯处理器研制我们也认识到，实际上科研工作中也有“事非经过不知易”，但这个“易”不是容易的“易”，而是长征过后“万水千山只等闲”的“易”。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。

    计算机领域有一条很重要的摩尔定律：计算机性能18个月就要翻一番，三年翻两番。从龙芯1号开始，我们利用3年时间，把芯片性能提高了20倍（当然，龙芯1号基础较低）；我们在未来的五年中，要做到每2～3年提高芯片性能8～10倍，实现比摩尔定律快得多的跨越发展。

    在创新跨越的精神指导下，我们制定了“十一五”战略目标，争取“十一五”期间在多核处理器设计方面达到世界领先水平。目前，微处理器的发展到了一个难得的转折期，由于物理极限及功耗等限制，过去走在前头的国外大公司必须调转船头，反过来走我们开创的路；而我们不需拐弯，可以加速向前冲。这是我们后来居上的大好时机。走有中国特色的自主创新之路就是要善于抓住机遇，发挥后发优势，另辟蹊径实现跨越发展，亦步亦趋地跟在别人后面没有前途。

    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，文章提到：“中国已经有设计世界一流的处理器的能力。……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。”英特尔处理器技术实验室主管也在2005年10月表示：“龙芯2号的突飞猛进让人感到惊异，其研发团队的设计开发能力的提高相当迅速。”由于龙芯2号的影响及中国巨大的市场潜力，国外各大公司日益重视龙芯的地位，纷纷寻求与龙芯的合作，一些国外大公司正在和计算所商谈购买龙芯的知识产权用于它们的芯片生产。

    我们深知，光在研发方面得到国际承认远远不够，龙芯的真正价值只有在市场上才能得以体现。然而越是核心技术，产业链越长，我国在自主研发的芯片方面很少有完整的产业链，而高性能通用处理器芯片是所有芯片中最核心的技术，是芯片中的珠穆朗玛峰。中国的国情不同于发达国家，目前企业的研发能力较弱，我们在推进产业化时必须走一条有中国特色的自主创新之路。在龙芯产业链的建设过程中，计算所积极帮助企业成为创新主体。我们与江苏梦兰集团合作，在江苏省常熟市成立了梦兰龙芯产业化基地。计算所派出了大量技术骨干到江苏省工作，帮助梦兰集团通过使用龙芯的关键技术开发自己的产品。现在梦兰集团已基于龙芯的技术研制成功税控收款机、千元低成本电脑、网络监控设备等产品，将在2006年形成规模。此外，计算所还分别在长三角、珠三角以及京津唐地区成立了分所，通过人才和技术辐射帮助当地企业提高自主创新能力。李国杰所长经常向全所提一个要求：作为国立科研机构，我们有义务促进企业实现技术创新，要有“待到山花烂漫时，‘我’在丛中笑”的胸襟，帮助企业成为创新主体而不希求太多的回报。

    在龙芯处理器的设计过程中，计算所始终坚持正确的技术路线，坚持走有中国特色的信息化道路。在龙芯处理器的研制中，我们始终坚持低成本的技术路线，通过使用模式的改变以及低成本高性能的设计，能够让我国5亿～6亿甚至7亿～8亿人从中受益。我们坚信，只要我们坚定不移地走低成本惠及大众的信息化道路，龙芯产业化一定能取得成功，中国的信息产业一定能完成由大到强的飞跃。