|死磕:一颗国产CPU的浮沉样本


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文/杨健楷 编辑/李墨天 董指导
出品:远川研究所科技组
支持:华泰计算机行业首席谢春生
2006年1月10日 , 苹果一年一度的Macworld大会召开 , 但当年大会上最抢镜的不是乔布斯 , 而是穿着一身实验室外套的英特尔CEO保罗·欧德宁 。 在弥漫的干冰烟雾中 , 欧德宁缓缓走向乔布斯 , 庄严的将一张硅片交给后者 , 大声说道:“报告史蒂夫 , 英特尔准备好了!”
整个演讲大约持续了2个小时 , 乔布斯宣布了首次采用Intel Core(酷睿)系列处理器的iMac和MacBook Pro , 苹果与英特尔长达14年的蜜月期随之拉开了序幕 。

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发布会上的乔布斯与欧德宁 , 2006年
尽管苹果电脑当时市占率仅有3% , 但在乔布斯的规划中 , 与英特尔的合作依然只是暂时 , 芯片终究得自己设计 。 又过了4年 , 苹果发布第一代iPad 。 乔布斯兴奋地介绍到:iPad搭载了我们有史以来最强大的芯片 , 强大到“让人尖叫” 。 这就是Apple A4Chip 。
尽管首次被冠以苹果之名的芯片并不出彩 , 华尔街分析师也大泼冷水 , 但苹果造芯的计划却没有停止 。 又过了十年 , 接过乔帮主衣钵的库克在2020年双十一凌晨 , 公布了苹果的“One More Thing”:首款搭载于Mac电脑的自研M1芯片 。
这款芯片封装了近160亿个晶体管 , 并将CPU、GPU、NPU等等组件 , 集成到了一起 , 每秒可以完成11万亿次运算 , 与十年前市场对A4Chip的冷漠态度不同 , M1让业内大为震惊 , 也让苹果有足够底气和Intel说分手 。
无论是从破产边缘到真香的AMD , 还是成为中国商业史佳话的“倪柳之争” , 中美两国在过去三十年里从来不乏觊觎英特尔霸主地位的挑战者 。 从1994年起 , 中国IT界就向CPU发起了进攻 , 从方舟、申威、龙芯 , 到兆芯、海光、飞腾 , 再到华为的突破 , 中国公司对国产CPU的执念从未褪色 。
然而 , 经历了“自主派”和“引进派”的轮番上阵 , 行业周期几度起落 , 这些公司和产品全部加起来 , 依然难以撼动CPU产业的格局 。 在超级工程拔地而起的背后 , 以CPU为代表的半导体产业 , 已然成了一个制造业大国隐秘的痛楚 。
十年时间 , 苹果CPU完成了从A4到M1的跳跃 , 阔步甩开了Intel;而中国已经奋战了20多年的CPU之路 , 历经跌宕曲折 , 又该如何走出泥潭?
天选之子
2002年8月10日清晨6点 , 伴随电脑上闪现的“login:”字样 , 中科院计算所里爆发出一阵欢呼——龙芯1号CPU终于工作了 。 原本一夜没合眼的工程师反而更加兴奋 , 结伴打车到天安门 , 在领袖纪念堂前排了一个多小时的队 , 向领袖做了龙芯的工作报告<2> 。
这款CPU被命名为“夏50” , 取名的是32岁的胡伟武 , 名字则是为了纪念他的博士生导师 , “中国计算机之母”夏培肃从事计算机事业50周年 。 龙芯问世一年多前 , 力主上马通用国产CPU的计算所领导李国杰 , 从紧张的科研经费里抠出了100万元 , 竖起了CPU的大旗 。 面对这个烫手山芋 , 胡伟武立下军令状:搞不成 , 提头来见 。

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龙芯总设计师胡伟武
龙芯的成功不仅意味着国产CPU设计的突破 , 也是芯片制造的战果 , 当年给龙芯流片的正是大名鼎鼎的中芯国际 。 除了参与草创的工程师连夜鏖战 , 龙芯短时间内的成功 , 也得益于当时国产CPU的“有限自主”原则 。
顾名思义 , 所谓“有限自主”指的是基于海外精简指令集进行自研 。 当时CPU领域存在两个指令集(类似于命令方式) , 一个是精简指令集 , 可以理解为一个命令只干一件事儿;另一个则是以Intel为代表的复杂指令集 , 成本高昂、技术复杂、功能强大 。
在当时的条件下 , 所有指令从0自研的“完全自主” , 将会面对没有编译器、没有操作系统、没有软件可用的局面 , 既不现实也不效率 , 更枉论对标Intel的复杂指令集 。 因此 , 国内企业都把目光聚焦到了海外的精简指令集 , 在此基础上做自主研发 。
除了龙芯 , 飞腾早在1999年研发出第一款CPU , 采用SPARC架构 。 申威由无锡历史悠久的56所研发 , 采用古老的Alpha架构 。 而中科院的龙芯 , 则基于开源的MIPS架构 。 虽然MIPS如今岌岌无名 , 但作为90年代微架构大混战的产物 , MIPS64不仅是最早商业化的64位架构 , 还有完善的微架构设计与较为完整的软件链支持 。
同一时期 , 凭借863、核高基等众多国家级经费的支持下 , 国产CPU迎来了春风:基本保持着每一两年就出一款芯片的速度 , 在性能的赶超上不遗余力 。 2004年的龙芯二号 , 已经可以追平1999年的奔腾三 。 但看似一片大好的形势下 , 国产CPU也面临着三个难题:
性能难题:虽然国产CPU进展不小 , 但对手也在进步 , 尤其是英特尔进入新世纪战斗力爆表 , 让国产CPU始终存在代差;生态难题:x86专利墙高耸 , 国产自主CPU统一采取了绕行策略 , 但如此一来很难适配微软系统;量产难题:使用者已经适应了微软的操作系统 , 一个荒芜的桌面 , 没有吸引力 , 何谈量产 。
国产CPU起步之初 , 龙芯、飞腾、申威这一个个课题组 , 原本是国立研究机构中的一个个科研小作坊 , 属于计划经济体制遗留下来的一种产物 , 经过改革开放二十年的冲击 , 一是预算极其有限 , 二是早已失去了配套的工业产业链 。 在两大约束下 , 国产CPU只能在预算的紧财政框架内 , 力争完成上级下达的研发任务 。
在这种情况下 , 精简指令集架构成为了一种权宜之计:由于市场狭窄 , 它们的授权价格往往便宜到让人不敢相信 , 飞腾当初购买SPARC的授权 , 仅花费了99美元 。 SPARC、Alpha这样的架构 , 多由与英特尔死磕的众多大厂闭门造车 , 他们兵精粮足 , 更愿意以低成本拉来同盟与英特尔抗衡 。
龙芯采用的MIPS架构还有一个特殊的优势:作为一个不依托于任何大厂的独立架构 , MIPS更钟情于游戏机、光碟、机顶盒等嵌入式设备 , 这些场景起量快 , 来钱也快 。 时值台湾地区设计业风起云涌 , MIPS在岛内的生意做的很好 , 授权费收到手软 , 但是 , 就像大多数外资科技公司一样 , MIPS在大陆地区面临棘手的知识产权问题 。
此前 , 龙芯一直在未经授权的情况下自己搞MIPS架构的电脑CPU , 但由于没有商业化 , 双方也相安无事 。 但在2005年 , 龙芯与微软合作开发Windows CE , 龙芯板卡快要送到美国时 , MIPS给微软发了一封致命的邮件:只要龙芯踏上美利坚的土地 , 便违反了MIPS的专利权 。 龙芯眼看唾手可得的微软加持buff , 鸡飞蛋打 。
MIPS的警告信揭开了中国科技界一个几乎默认的锅盖:改革开放之初 , 外资公司对中国市场多不重视 , 申请专利也未同步申请 , 而当时的中国的专利法规定 , 若未在一年内申请专利 , 则之后不可申请 , 由此造就了一个空前的机遇——不过美中不足的是 , 这个基于只在中国境内管用 。
没了大陆专利锅盖的保护 , 龙芯遭遇了一系列专利狙击:2005年7月 , 半导体调研机构In-Stat发布独立分析报告称 , 龙芯处理器架构与MIPS近似度达95% , 由于未获授权 , 一旦龙芯开始市场化 , 可能引发知识产权纠纷 。
作为国家863计划重点项目 , 中科院计算机研究所紧急辟谣 , 身为研究组组长的胡伟武也出面澄清 , 龙芯是中国人自主研发而成 , 指令系统有意避开了国外已有专利 。
但MIPS显然无法满足于这个说法 , 几番谈判之后 , MIPS开出了100万美元的天价 。 2006年 , 芯片界爆发了臭名昭著的汉芯事件 , 加之中芯国际在台积电的官司上认输赔款 , 整个舆论对半导体行业开展了无差别的口诛笔伐 , 负面评价铺天盖地 。

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手拿“汉芯1号”展示芯片的陈进 , 2003年
眼看火烧眉毛 , 危机不得不解 。 正值中法两国2007年交流逢春 , 利用这个政治契机 , 中科院通过借道合作伙伴意法半导体的方式 , 让龙芯间接获取了MIPS架构全部专利 。 在中法双方领导人的牵头下 , 龙芯还与意法半导体在人民大会堂举行了一场发布会 , 合作宣布当天 , 《人民日报》的大号标题上书:
中国龙芯面向全球市场 。
然而 , 这个应急之策有着天然的缺陷:借道意法半导体买专利、流片、卖芯片 , 那最后的芯片产权到底归谁?龙芯岂不是成了意法半导体的一个外包设计工作室?两年之后 , 为一劳永逸的解决问题 , 中科院剪断弯弯绕 , 直接与MIPS签了约 。
但意想不到的是 , 就在签约完成不久后 , 某媒体发表了一篇《龙芯无奈购美公司专利授权 , “中国芯”光环褪尽》 , 龙芯花钱买MIPS架构专利的行为被无限放大 。 一时间 , “龙芯造假”、“龙芯骗补”、“龙芯不是自主设计”等声音此起彼伏 。 加上此前汉芯事件的恶劣影响 , 舆论对国内芯片自主研发能力的质疑达到了顶点 。
进退失据
国产CPU与国产操作系统一样 , 由于核心技术受制于人 , 都有一种对“卡脖子”的天然恐惧 。 关于自主CPU芯片 , 彼时产业内一直有三派意见:
一派认为国产CPU应当从头搞起 , 完完全全的“自主化” , 放弃民用市场只服务于军队和政府;一派认为技术追赶无望 , 不如把经费省下来攻坚其他领域 , “全球不就一个英特尔么 , 难道全世界除了美国都不安全了?”
胡伟武和龙芯代表的则是第三派:完全自主产权短期难度太大 , 自主创新也未必一定要从头搞起 。 面对购买专利引发的争议 , 胡伟武不得不向媒体做了一堂无奈又心酸的计算机原理课:买芯片架构不等于买芯片;有了架构 , 依然需要做大量自主研发工作 。
然而 , 在几年前“磨皮汉芯”的负面阴影下 , 作为出头鸟的龙芯依然遭遇千夫所指 。
在国产CPU万马齐喑的那段时间 , 产业界也对未来的发展方向逐渐达成了共识:技术上 , 完全自主短期内不现实 , 只能基于海外专利做自主创新;生态上 , 外设、应用支撑用户体验 , 市场上 , 民用市场有难度 , 暂时以政府采购牵头 , 主攻自主信息化市场 。 在这些问题中 , 市场路线是最难回答的 。
在政府采购领域 , 往往会遇到一个“鸡生蛋蛋生鸡”式的悖论——政府的要求是好用能用 , 即在其他市场被验证的产品 。 但国产CPU一开始就没人用 , 还指望着从政府先支持一把 , 继而转向民用市场 。 另一方面 , 国产CPU想打开市场 , 前提是自身先市场化 , 把角色从“课题组”转向“公司” 。
2010年 , “十一五”计划行将收尾 , 国家补贴幅度收紧 , 三大国产CPU迎来了命运的拐点:申威隐匿在体制和超算市场 , 没有向下出击;飞腾爆发了一场争论 , 两派人员在政府领导面前吵着是否要放弃原有编制 。 胡伟武一咬牙 , 决定让龙芯走市场化之路 , 主攻军政市场和中低端的桌面系统市场 。
随后 , 龙芯课题组从中科院集体辞职 , 放弃体制内身份 , 组建了龙芯中科公司 , 试图通过市场化和产业化自我造血 。

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龙芯3号芯片系列之一
2008年开始研发的龙芯3B1000 , 是龙芯在中科院的最后一款芯片 。 龙芯3B1000基于65nm工艺 , 目标主频800MHz-1GHz , 八核结构 , 在当时属于世界领先水平 。 2010年6月流片 , 11月底第一批芯片交付完成 。
以龙芯3B1000为代表的龙芯三号研发期间 , 恰好赶上863课题结束 , “核高基”尚未启动 。 为了保障龙芯的开发 , 科学院专门划拨了500万元经费 , 科技部也在863计划内紧急安排了2000万元 。
在计算所中层干部会上 , 原所长李国杰专门为龙芯设了个没有经费上限的课题 , 告诉他说:“胡伟武 , 计算所就是砸锅卖铁也要支持龙芯的研发 。 ”
等到龙芯第一笔“核高基”课题经费到账时 , 龙芯课题组已经预支了计算所近八千万元经费 。 但谁都没想到 , 被寄予厚望的龙芯3B1000 , 最后连操作系统都启动不了 。
龙芯采用多核研发战略 , 本想毕其功于一役 , 但龙芯3B1000刚好赶上了龙芯从课题组转向市场化运营 。 原先 , 胡伟武作为课题组组长总揽研发 , 每颗芯片从结构设计、功能验证一直到物理设计 , 从头盯到尾 。 但公司化运作后 , 胡伟武的精力被公司运营牵扯 , 研发团队群龙无首 , 技术问题大面积暴露 。
直到2013年 , 龙芯的技术问题才逐步解决 , 结果又遇到了代工厂工艺滑铁卢 。 一些主管部门和应用单位 , 早已不堪如此漫长的“出题-解题-再出题”的煎熬循环 。 同一时期 , 彼岸的对手迎来高速发展期 。
从2006年到2013年 , 龙芯CPU的单核性能只提高了50% , 同期的x86 CPU则提高了5倍 , 两者的差距 , 从一两倍一下拉到了十倍 。
国产CPU的歧路 , 本质在于市场化转型阶段 , 学院派与工业界的脱钩 。 在“课题组”的架构惯性下 , 国内公司在“十一五”期间基本都放松了单核性能的提高 , 而是转做多核 , 核心数大多吊打英特尔和AMD , 但单核性能的孱弱 , 让国产CPU在当时如火如荼的自主信息化市场中几乎找不到任何生存空间 。
胡伟武后来总结说:“在芯片研发方面 , 我们过分强调多核和SOC的技术发展趋势 , 对单核本身性能提高关注不够 。 在绩效管理方面 , 我们照搬成熟大企业的绩效考核方式 , 不仅没有提高、反而挫伤了销售人员的积极性 。 ”
2013年5月 , 龙芯暂停了已经完成主要设计的16核龙芯3C处理器的流片 , 彻底停止16核处理器研制 , 开始四核3A2000处理器的研发 。 但在这个时间节点 , 无论是政策还是市场 , 都对“国产自主”失去了耐心 。
2013年起 , “核高基”基本上放弃了CPU自主研发路线 , 转而支持引进国外CPU技术的路线 。 市场上“引进派”的声浪也盖过了“自主派” , 以IBM、AMD、威盛、ARM为代表的境外CPU全方位涌入 。
对于刚刚脱离体制市场化运营的龙芯来说 , 这是他们最不愿意看到的情况 。
引进之忧
“引进派”在2010年后成为业界主流 , 继而影响决策方向 , 有国产CPU自身拉胯的因素 , 但更多是全球产业格局的变动 。
2006年后 , 英特尔的宿敌AMD接连犯错 , 先是收购ATI的GPU业务两线作战 , 难以同时应付牙膏厂和皮衣男黄仁勋;后是自家的晶圆代工厂格罗方德阴沟翻船 , 业务生存空间逼仄 , 叠加制程升级受阻 , 股价从从最高峰时的40多美元 , 一路跌到只有一块多 。
2012年 , AMD亏损超过10亿美元 , 大幅裁员15% , 华尔街顺手给AMD宣判了死刑:“没有任何投资价值” 。 风雨飘摇之际 , 黄仁勋的远房亲戚苏姿丰接过了AMD的帅位 。 而与AMD一样失意的 , 还有台塑之父王永庆的虎女王雪红创办的威盛电子 。

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AMD新掌门人苏姿丰
上世纪80年代 , 威盛从CPU周边开始一路蚕食英特尔地盘 , 到了90年代 , 王雪红更是收购了两家研发CPU的美商 , 拥有不少x86架构专利 , 一度被台湾地区视为产业升级的希望 。 但新世纪后 , 英特尔开始自研芯片组 。 加上王雪红的主要精力放在了HTC手机上 , 威盛慢慢成了一个鸡肋 。
x86阵营的两个大玩家失意 , 让国内产业界看到了希望 。 在新一轮国产CPU的路线转换中 , 地方政府成为新兴势力背后不可忽视的支持力量 。
2013年 , 上海市国资与威盛电子合作成立了兆芯——王家与上海结缘甚深 , 王雪红的哥哥几乎和张汝京在同一时间来沪创办晶圆代工厂 , 威盛则早在世纪初就在上海设点 , 大陆设计团队发展有十余年时间 , 兆芯站在威盛的肩膀上 , 省了不少力气 。
与龙芯一样出于中科院门下的中科曙光 , 则在2016年选择与AMD成立了海光 。 海光的背后 , 是成都市国资的大力支持 。 当年“砸锅卖铁支持龙芯研发”的李国杰 , 在90年代一手领导了曙光服务器的研发 , 在后来的二十多年 , 曙光成为与联想匹敌的国内服务器厂商 。
对于中国来说 , AMD的Zen架构性能强悍 , 是一个很有吸引力的选项 。 在支付了约3亿美元的合作费用后 , 透过两层公司的11个流程授权 , 海光最终得以在中国大陆地区销售产品 。 虽然引进的芯片经联合研发后 , 被AMD做了大幅阉割 , 但性能表现依然远超众多国产CPU , 海光继承的五年前的架构 , 放到今天 , 依然是第一梯队选手 。
AMD和海光的合作 , 为苏姿丰提供了一笔丰厚的启动资金 , 消息公布当日 , 公司的股价就非理性上涨了50% 。 兆芯对威盛的交易也是一石三鸟 , CPU研发团队、x86架构专利、芯片组产业链;海光背靠上市公司中科曙光 , 借鉴AMD的作业 , 加上国密算法 , 在商用服务器起量很快 。
更重要的是 , 两者的起步经费动辄20亿 , 相比于十五年花了不过8亿的龙芯 , 引进派弹药充足 。 兆芯成立两年后便实现了量产 , 卖了一万多套 。 海光2020年上半年营收2.7亿 , 净利润6000多万 。
引进路线看起来立竿见影 , 却有一个致命的风险——国际局势的变化 。
2019年中美贸易摩擦 , 一直在潜水《华尔街日报》突然给海光扣上了一顶“军方背景”的帽子 。 同年 , 海光被美国列入实体清单 , AMD随之宣布不再授权新一代Zen架构 。 从威盛那里买到专利的兆芯 , 也早收到了英特尔的警告:不要越过雷区 。
正所谓此一时彼一时 , 相比当初的风雨飘摇 , 此时的AMD已经走过了漫长的死亡之谷 , 不再需要外援输血 。 况且 , 在湾区的劳伦斯·利弗莫尔国家实验室 , AMD的芯片被用来为美国的核威慑提供动力 。 孰轻孰重 , AMD自知 。
“拿来主义”的路线 , 最终还是被证明存在根本缺陷 。 一直以来 , 大陆的x86人才极为薄弱 , “拿来主义”能否进化到“吸收创新” , 要打一个很大的问号 。 如果只能停留在对x86硬件层面的拷贝与粘贴 , 那么很难深入地去搞研发 , 并且满足高安保级别和消费者市场的需求 。
这种对于x86架构吸收的吃力 , 可以从兆芯管窥一二 。 2010年 , 威盛把x86带到了上海 , 技术负责人带着几百号人闷在小黑屋里 , 光是CPU核的源代码就看了两年 , 最终才弄懂 。 兆芯开始搞CPU后 , 四五百人的研发团队 , 倾力攻坚三四年 , 也只是维持了一个半CPU项目的开发 , x86繁重的历史包袱 , 是“吸收创新”的巨大拖累 。
全自主 , 需要从底层开始 , 几无可能;引进x86架构 , 却也面临被断供、无法更新的担忧 。 国产CPU的下一步 , 不得不回到最本源的问题:生态 。
生态摸索
对于国产CPU来说 , 最好的老师始终是英特尔 。 不同之处在于 , 引进派采取“进口”拿来的思路 , 要在中国复制一个英特尔的国产化镜像 , 保证产业链的供应安全 。 而自主派需要做的 , 是学习英特尔在历史上的打法 , 最终形成一个在技术上不依赖外部供应的产业链 。
简而言之 , 引进派学形 , 自主派学神 。
另一方面 , 学英特尔不是问题 , 但学哪一年的英特尔是个大问题——所有采购单位遇到龙芯 , 都会提出一个直击灵魂深处的问题:你们离英特尔有多远?
在带领龙芯经历了“大炼多核”的惨败后 , 胡伟武逐渐想明白:国产CPU应该学习的不是现在的英特尔 , 而是上个世纪八九十年代的英特尔:单扛众多竞争对手 , 利用“人民战争”打赢市场之战的革命者 。
1985年 , 英特尔在DRAM市场被日本厂商群殴 , CEO格鲁夫力排众议 , 集中转向彼时的“非主流市场”:应用于个人电脑的CPU 。 起初 , 英特尔在技术上处于劣势 , 但采取了三个策略:
(1)从低端市场做起 , 造出好用的CPU , 建立稳固的“革命根据地”;(2)保持向前兼容 , 虽然背上了历史包袱 , 但能够笼络一大批忠诚客户;(3)开放x86架构 , 制定外围标准 , 在产业链上团结一切可以团结的力量 , 发动群众斗地主 。
这三大策略 , 即是英特尔完成从电脑到服务器CPU统一战争的屠龙术 。 领悟到英特尔的致胜秘诀 , 从2012年开始 , 龙芯采取了三步走战略:
首先从嵌入式CPU着手 , 把龙芯应用到门锁、学习机和卫星上面 。 这些场景本来就是MIPS架构的天然场景 , 保证了现金流;然后中止多核研发 , 专注把单核性能做上去 , 这对普通用户的日常使用非常关键 , 也保证龙芯测试的时候不会拉胯;最后主动团结一切能团结的系统商、软件商和ODM工厂 , 像服务员一样服务好他们 。
三步走逐渐取得成效 , 龙芯在2015年营收破亿 , 初步盈亏平衡 。 度过了鬼门关后 , 胡伟武发现 , 对于几乎没有独自建立过现代信息生态的中国人来说 , 国产CPU的生态工作千头万绪 , 只能参照另外一个学习对象 , 苹果 。
在英特尔的世纪商战后 , 苹果实际上继承了其衣钵 , 但苹果的自研芯片之路其实也面临着两个特殊的难题:其一 , 从最上层的应用到最底层的芯片 , 其中层峦叠嶂 , 哪些是四两拨千斤的抓手?其二 , 苹果自研ARM芯片 , 一开始跑分极其难看 , 如果芯片拖了后腿 , 怎么保证终端产品的体验?
随着政府应用测试逐批次深入 , 胡伟武意识到 , 国产CPU构建生态所面临的具体问题 , 就是苹果式的问题 , 放在中国的环境下 , 可以总结为两个问题:
一是产业离散 , 拼图残缺 。 长期以来 , 中国的ICT产业链基于外国的架构根基 , 做应用的人多 , 造轮子的人少 。 几百万精于java的程序员拿得出手 , 但一说到java虚拟机 , 则寥寥无几 。 同样的尴尬 , 也存在于API接口、QT库、甚至底层一点的计算机语言 。
二是系统多冗余 , 少系统优化 。 x86和微软体系带着几十年的历史包袱 , 越来越繁重冗余 , 照葫芦画瓢地引进和使用 , 让信息系统不堪重负 。 但实际上 , 在新建的国产CPU+操作系统里 , 完全可以大幅优化 , 提升体验 。
按照这两个逻辑 , 龙芯两面出击 。 一面 , 龙芯干脆自建java虚拟机、API接口等中间层 , 用这些关键的轮子承上启下 。 另一面 , 对于党政军的关键应用 , 龙芯消除冗余、提高效率 。 某指挥系统应用在经过优化后 , 龙芯的运行时间从每秒3帧提升到了30帧 , 比同时期的英特尔产品还要高50% 。
随着生态的建立和使用体验的提升 , 龙芯应对住了挑战 , 国产CPU产业链也逐渐确立了两个原则:一个是自主可控政策划定下的“篱笆墙”内的竞争;一个是“市场经济条件下的举国体制” 。 前者瞄准国产CPU的研发强度 , 后者则指向公平竞争下的全产业链建设 。
随着时间推移 , 这两条原则成为极具指导意义的国产CPU发展框架 。 在这个框架内 , 半开放的ARM架构给出了充足的自主研发空间 , 且有海量移动端应用可以方便移植 , 凭借这两点优势 , ARM派路线飞速崛起 , 最终迎来了一位重磅级选手 , 华为 。
2019年初 , 华为发布了首款ARM架构服务器CPU“鲲鹏” , 并与各省市建立了鲲鹏计算产业联盟 , 2020年5月 , 鲲鹏CPU进入中国电信采购名单 。 华为一如当年在程控交换机市场的打法 , 绑定各地电信局 , 共荣共存 , 最终凭借技术升级和渠道 , 完成了对交换机的国产化 。
一方面 , “鲲鹏”给国产CPU带来了新的突破;但另一方面 , “鲲鹏”也让“能打的只有华为”这句席卷若干行业的话 , 又涵盖了一个新的领域 。 这里面有自豪 , 也有尴尬 。
尾声
2018年 , 中兴事件爆发 , 国产CPU市场开始放量崛起 。
在离开联想的二十多年间 , 倪光南始终在为国产CPU奔走 。 当初的倪柳之争成为了中国科技史上的一段佳话 , “贸工技”与“技工贸”的纷争直到今天都是社交媒体上的话题 。
倪光南当年的年轻助手梁宁 , 在中兴事件后把倪光南描述成了一个崇高的理想主义者 , 在当时引发了热议 , 国人无不唏嘘<6> 。
1994年 , 随着贸易壁垒拆除 , 英特尔、微软等海外公司大举入华 , 倪光南奔波于北京上海两地 , 策划成立电脑CPU设计中心 , 尝试失败 。 随后 , 倪光南又搞了一个“方舟CPU” , 类似于今天谷歌上网本的极端超前的想法 , 结果公务员被摊派下去都不想用 , 第二次尝试告败 。
中国的很多高科技产业发展 , 大多都尊循这么几个步骤:领导殷切关怀-部委高度重视-财政天量投入-企业集中攻关-技术取得突破 。 大多数领域都依赖于这套中国特色的产学研模式 , 然而这套模式有两个关键的前提——不考虑成本 , 不考虑良率 。
时至今日 , 中国半导体行业很多“达到国际水平”的成果 , 要么只能服务于个别的小众市场 , 要么评审验收之后就生锈落灰 。
上世纪90年代 , 国际局势变化引发了社会舆论对技术自主的担忧 , “自主研发”的口号响彻云霄 。 但胡伟武在课题组领导龙芯研发时 , 深处的环境是捉襟见肘的科研经费 , 几无根基的消费市场和陈旧落后的制造体系 。 更要命的是 , 半导体天生是一个“一步领先 , 步步领先”的行业 。
换句话说 , 直到新世纪的第二个十年 , 国产CPU配套的基础设施都难言齐整 。 作为工业与科技的皇冠 , CPU需要的不只是满腔热血和埋头苦干 , 而是产业配套、经济结构乃至综合国力的比拼 。 非不为也 , 实不能也 。
有一个很有意思的问题:英特尔、苹果和华为 , 谁的研发费用最多?谁的最少?
【|死磕:一颗国产CPU的浮沉样本】答案可能会出乎很多人的意料:从华为开始公布年报的2006年算起 , 苹果的研发开支没有一个年份比华为高 。 而到了2018年 , 华为的研发投入才第一次历史性的超过英特尔 。

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图7/7

但强如华为 , 其推出自研服务器CPU也就是近两年的事情 , 甚至还要早于苹果的M1芯片 。 在英特尔盘踞的电脑和服务器CPU大本营 , 除了拉胯几年真香几年的AMD , 一直缺乏有力的竞争者 。
前段时间 , 胡伟武的一段“14nm芯片已经够用的言论”再度引发争议 , 很多人只注意到“不要美国做5纳米 , 我们就要做5纳米”的言论 , 而忽视了后半句:“90.9%的应用都能用14nm , 只要做好系统优化 , 就能够在市场中有很强的竞争力 。 ”
与筚路蓝缕的30年前相比 , 如今的中国有市场、有政策、有紧迫、有口号 。 但对于国产CPU来说 , 需要理想主义的热忱 , 也需要对市场规则的敬畏 , 更需要对科研人员的慷慨、包容和耐心 。
中国的很多产业 , 并不害怕屡战屡败 , 害怕的是“今天大手一挥 , 明天造不如买”的左右摇摆 。
参考资料:
<1>.史蒂夫·乔布斯传 , 沃尔特·艾萨克森
<2>.龙芯的足迹 , 胡伟武
<3>.尴尬中国芯:龙芯CPU的艰涩之旅 , 财经文摘
<4>.汉芯造假案系列 , 21世纪经济报道
<5>.龙芯首席设计师:用领袖思想武装龙芯课题组 , 财经文摘
<6>.一段关于国产芯片和操作系统的往事 , 梁宁
<7>.龙芯中科官方公众号
(声明:本文仅代表作者观点 , 不代表新浪网立场 。 )

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