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          把“不可能”變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的龍芯團(tuán)隊(duì)

          作者: 時(shí)間:2019-06-19 來源:人民日?qǐng)?bào) 收藏

          芯片是信息產(chǎn)業(yè)的靈魂,通用(中央處理器)可以說是芯片中的“珠峰”。自主研發(fā),難度很大。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201906/401666.htm

          在這個(gè)故事的起點(diǎn),2001年8月的一個(gè)清晨,當(dāng)第一代產(chǎn)品1號(hào)成功啟動(dòng)操作系統(tǒng)時(shí),首席科學(xué)家胡偉武和團(tuán)隊(duì)在中科院計(jì)算所實(shí)驗(yàn)室大聲歡呼。

          一年后,2002年8月,我國首款通用CPU龍芯1號(hào)流片(檢驗(yàn)測試芯片是否符合設(shè)計(jì)性能和功能的過程)成功,終結(jié)了中國計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)“無芯”的歷史。

          2016年10月,龍芯第三代處理器3A3000研制成功后,胡偉武給自己放了一天假。在嘗盡了自主研發(fā)芯片的艱辛以后,面對(duì)來之不易的成果,胡偉武卻顯得很平靜。

          如今,最初的激情和豪邁逐漸消退,但胡偉武愈發(fā)感到,龍芯距離掌握信息產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)更近了。

          “不掌握核心技術(shù),就成了賣盒子,打開里面都一樣”

          胡偉武把3A3000看得極重,認(rèn)為它是我國自主研制CPU的里程碑,代表我國自主研發(fā)的芯片跨過了國際通用處理器的第一道門檻。

          自主研制芯片,胡偉武設(shè)想過種種困難,然而道路之曲折、過程之艱難,仍然大大超出他的預(yù)料。

          2002年,龍芯1號(hào)誕生,可就在流片截止日期的前幾天,測試組發(fā)現(xiàn)處理器的1萬多個(gè)觸發(fā)器的掃描鏈無法正常工作。如果不能及時(shí)修復(fù),只能放棄流片。這意味著此前的努力可能白費(fèi)。

          別無選擇,團(tuán)隊(duì)決定手工修改版圖,連續(xù)工作了兩天兩夜,才把觸發(fā)器的掃描鏈連上。

          設(shè)計(jì)第二代產(chǎn)品龍芯2號(hào)時(shí),一個(gè)電源的規(guī)劃問題成為困擾科研人員的一塊心病,團(tuán)隊(duì)熬夜做物理設(shè)計(jì)?!澳菚r(shí)我們一點(diǎn)吃飯的胃口都沒有,只在晚上胡亂吃幾口。直到布完線、解決完問題后,我和兩位團(tuán)隊(duì)成員到一家粥鋪吃晚飯,才覺得餓壞了,那頓飯竟然吃空了17個(gè)盤子,撐得腰都彎不下來?!焙鷤ノ湔f。

          龍芯3號(hào)的研制過程更是一波三折。按設(shè)計(jì),龍芯3B型號(hào)芯片的一些性能可以達(dá)到世界領(lǐng)先水平,但2010年11月測試時(shí),竟然連操作系統(tǒng)都啟動(dòng)不了。原來,芯片可測性設(shè)計(jì)部分有邏輯錯(cuò)誤,同樣問題也在同期其他芯片出現(xiàn)。這一失誤,給龍芯帶來重大打擊。

          科研團(tuán)隊(duì)重新梳理流程,一再改版,調(diào)試順利了,又出現(xiàn)壓力測試下死機(jī)現(xiàn)象,之后又是死鎖問題。經(jīng)過一年多反復(fù)修改,芯片才達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。

          胡偉武說,龍芯的研制過程如此坎坷,除了研發(fā)流程需要完善外,根本原因在于團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持自己開發(fā)核心模塊,挑戰(zhàn)的是難中之難的問題。

          “這些問題,如果是‘?dāng)€’芯片,一般不會(huì)碰到,與他人合作更不會(huì)遇到,我們這樣做,是因?yàn)橛脛e人的東西時(shí)吃過虧。”胡偉武說,“我國信息產(chǎn)業(yè)企業(yè)成千上萬,不掌握核心技術(shù),就成了賣盒子,打開里面都一樣?!?/p>

          歷經(jīng)三輪的迭代試錯(cuò),龍芯不斷進(jìn)化。目前,基于28納米工藝,龍芯3號(hào)新一代產(chǎn)品3A4000的研制工作已經(jīng)展開,預(yù)計(jì)比上一代產(chǎn)品性能提高一倍,有望達(dá)到國際主流中高端芯片水平。

          “CPU必須讓人用起來,否則獲再多的獎(jiǎng)也沒用”

          龍芯18年研制,主要分為兩個(gè)階段。2001年—2010年,中科院計(jì)算所課題組所做的努力是技術(shù)積累階段;2010年,成立龍芯中科技術(shù)有限公司(以下簡稱龍芯中科),從研發(fā)走向。胡偉武的身份轉(zhuǎn)變?yōu)辇埿局锌瓶偛谩?/p>

          “CPU必須讓人用起來,否則獲再多的獎(jiǎng),拿再多的榮譽(yù)也沒用。”胡偉武說。

          可組織上轉(zhuǎn)型容易,思想上轉(zhuǎn)型卻很艱難。龍芯研發(fā)為此就栽了跟頭。

          2009年研制的3A1000是我國首個(gè)四核CPU芯片。龍芯團(tuán)隊(duì)由此掌握了多核CPU研發(fā)的一系列關(guān)鍵技術(shù),按理說下一款產(chǎn)品應(yīng)該致力于優(yōu)化產(chǎn)品性能。然而,當(dāng)時(shí)團(tuán)隊(duì)還偏重于追隨國際學(xué)術(shù)界熱點(diǎn),過度追求多核以及浮點(diǎn)峰值性能的單一指標(biāo),忽視了芯片的通用處理能力。

          談及彼時(shí)情形,胡偉武反思,龍芯中科定方向時(shí)就出現(xiàn)了巨大偏差。龍芯雖然在學(xué)術(shù)上取得了成功,應(yīng)用上卻與主流產(chǎn)品差距越拉越大。

          從課題組轉(zhuǎn)型為公司的頭三年,龍芯中科差點(diǎn)連工資都發(fā)不出。

          痛定思痛。2013年5月,龍芯中科結(jié)合市場需求,及時(shí)調(diào)整芯片研發(fā)路線:龍芯3號(hào)系列多核CPU不追求核的個(gè)數(shù),而是大幅度提高單核性能;龍芯2號(hào)系列芯片不再追求“大而全”,而是根據(jù)用戶需求定義芯片;龍芯1號(hào)系列結(jié)合航空航天、石油等行業(yè)特點(diǎn)研制專用芯片,快速打開市場。

          種瓜得瓜,種豆得豆。2014年龍芯中科銷售收入同比增長51%,2015年又增長57%,為企業(yè)持續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。瞄準(zhǔn)存儲(chǔ)安全需求,前不久,龍芯中科與合作伙伴發(fā)布了首款全國產(chǎn)固態(tài)硬盤控制芯片系列產(chǎn)品,有望打破國外企業(yè)壟斷,進(jìn)入這個(gè)千億級(jí)美元的存儲(chǔ)市場。

          而今,龍芯中科通過市場養(yǎng)活自己、支撐研發(fā)?!癈PU在實(shí)踐中演進(jìn)發(fā)展,這是我們的教訓(xùn),也是我們寶貴的財(cái)富。”胡偉武說。

          “在別人都不信的情況下,做給他看”

          2001年,龍芯團(tuán)隊(duì)開始做CPU時(shí),一些國外企業(yè)不相信中國人能做出來。面對(duì)質(zhì)疑,胡偉武常說的一句話是:“在別人都不信的情況下,做給他看?!?/p>

          10多年后,龍芯的進(jìn)步贏得了業(yè)界尊重。國際著名半導(dǎo)體廠家意法半導(dǎo)體公司購買了龍芯某型號(hào)產(chǎn)品的生產(chǎn)和銷售授權(quán),開創(chuàng)了我國計(jì)算機(jī)核心技術(shù)對(duì)外授權(quán)的先例。

          就在此時(shí),國外一些企業(yè)找上門來,希望通過給源代碼、設(shè)計(jì)流程的方式合作開發(fā)芯片。然而龍芯自主研發(fā)的決心從未動(dòng)搖。

          “如果沒有自主研發(fā)芯片的實(shí)踐,我國就難以消化吸收購買來的技術(shù),即便可以引進(jìn)、購買升級(jí)產(chǎn)品,卻形不成自己的創(chuàng)新能力,到頭來還是受制于人。”胡偉武說。

          2006年,當(dāng)龍芯團(tuán)隊(duì)嘗試推廣龍芯CPU應(yīng)用時(shí),很少人相信龍芯能用起來。業(yè)界普遍認(rèn)為,自主芯片遜在性能,輸在生態(tài)。主流生態(tài)平臺(tái)太過強(qiáng)勢(shì),另建生態(tài)無異于癡人說夢(mèng)。

          “我們還是老套路,做給他看?!焙鷤ノ湔f。經(jīng)過多年探索,圍繞龍芯形成了包括近千家企業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈,基于龍芯的信息產(chǎn)業(yè)體系慢慢形成。

          目前,已有數(shù)萬人在龍芯的軟硬件生態(tài)上做開發(fā),雖然相比大平臺(tái)數(shù)百萬級(jí)別的開發(fā)者差距還很大,但這說明打造一套新的生態(tài)平臺(tái)并非完全沒有機(jī)會(huì)。如今,龍芯不僅應(yīng)用于政企辦公設(shè)備,在工業(yè)控制、石油勘探等民用領(lǐng)域也能見到它的身影。

          把他人眼中的不可能變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),背后是龍芯團(tuán)隊(duì)超出常人的付出。設(shè)計(jì)的芯片需要在服務(wù)器上“跑”一段時(shí)間,為了提高工作效率,多年來,團(tuán)隊(duì)在晚上10點(diǎn)開例會(huì)安排任務(wù),讓芯片在晚上“跑”。黃令儀是龍芯團(tuán)隊(duì)的一位老研究員,80多歲依舊天天在屏幕前拖著鼠標(biāo)查版圖。

          2010年,龍芯團(tuán)隊(duì)從課題組轉(zhuǎn)型成立公司時(shí),絕大多數(shù)技術(shù)骨干放棄事業(yè)單位編制,從計(jì)算所辭職。龍芯中科薪酬低于同行業(yè)水平,不少骨干都曾接到過百萬年薪的工作邀請(qǐng),但團(tuán)隊(duì)核心骨干基本穩(wěn)定,把人生美好的青春獻(xiàn)給了龍芯的研發(fā)征程

          “龍芯18年來一直在補(bǔ)課,預(yù)計(jì)幾年后,課能基本補(bǔ)上來”

          “時(shí)間是創(chuàng)新不可缺少的變量。”胡偉武告訴記者,“CPU等核心技術(shù)產(chǎn)品需要在試錯(cuò)中發(fā)展,這就像爬樓梯,要一步一步地走上去。”

          他說,同樣是做芯片,別人已經(jīng)在樓上,龍芯18年來一直在補(bǔ)課,預(yù)計(jì)幾年后,這個(gè)課能基本補(bǔ)上來。

          根據(jù)規(guī)劃,龍芯“補(bǔ)完課”后,將踏上一個(gè)新臺(tái)階,未來逐步走向開放市場,在一些領(lǐng)域,將與國際主流產(chǎn)品同臺(tái)競技。

          “任何一個(gè)技術(shù)或產(chǎn)品本身不是目的,主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)體系才是目標(biāo)?!焙鷤ノ湔f,此前國家支持了龍芯的研發(fā)及初期,“扶上馬”后又送了一程,今后龍芯必須靠市場來檢驗(yàn)。

          龍芯中科走上正軌后,胡偉武把更多精力放在公司管理上,但他十分懷念寫代碼的歲月。“回憶起來,在機(jī)房里心無旁騖地寫代碼真是莫大的幸福,有無比的成就感。但我不能成為龍芯發(fā)展的瓶頸,應(yīng)該充分信任年輕人,讓他們接棒?!焙鷤ノ湔f。令他感到欣慰的是,龍芯的年輕人快速成長,從第三代產(chǎn)品開始,很多重要工作的負(fù)責(zé)人已經(jīng)是團(tuán)隊(duì)的年輕技術(shù)骨干。

          回首過往,胡偉武忘不了龍芯成長路上的“貴人”。他告訴記者,2010年,在北京市、中關(guān)村管委會(huì)等支持下,龍芯正式開啟了產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。2013年初,在龍芯最困難的時(shí)候,中科院計(jì)算所所長孫凝暉在所里資金困難的情況下,拿出500萬元支持龍芯做前期研發(fā)。雖然與上億元的經(jīng)費(fèi)相比,500萬元只是杯水車薪,但得到“娘家”的支持,胡偉武感覺非常溫暖。

          更早的時(shí)候,原計(jì)算所所長李國杰院士曾在一次所里中層干部會(huì)上表示:計(jì)算所砸鍋賣鐵也要支持龍芯,龍芯團(tuán)隊(duì)不能以任何經(jīng)費(fèi)的理由放緩龍芯3號(hào)的研制。為此,他在所內(nèi)設(shè)立了一個(gè)經(jīng)費(fèi)沒有封頂?shù)恼n題,2010年龍芯首筆課題經(jīng)費(fèi)到賬時(shí),龍芯課題組已經(jīng)預(yù)支了計(jì)算所七八千萬元。

          “你瞧,龍芯‘長征’路上哪里只有我們團(tuán)隊(duì)?”胡偉武笑著對(duì)記者說。



          關(guān)鍵詞: 龍芯 CPU 產(chǎn)業(yè)化

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