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辉煌篇章
龙芯之火,可以燎原(一)
2008-11-11 阅读次数: 次

  自从我们于2001年5月正式开始龙芯处理器的研制以来,龙芯已经有了六年的历史。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”。在过去六年中,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。

  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。

  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。

  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。目前龙芯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工艺提高主频外,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,由于技术上的起点已经不低,最后一级是最困难的。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。

  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。

  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。

  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斗的胜利,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。

  (未完待续)


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