芯總設計師胡偉武談自主CPU發展 楊天鵬攝
同學們聽得津津有味 徐月攝
試想一個國家需要完全依靠從一個與之有著戰事沖突或經濟不穩定的國家進口某種珍貴商品,而且沒有這種商品,其整個社會將被迫停頓。再試想這個國家是中國,而與之有著戰事沖突的國家是美國,而該商品是 CPU。
--美國《連線》雜志
5月21日晚7點,被譽為“龍芯之父”的胡偉武總工程師在階一6教室主講“高性能CPU發展趨勢及自主CPU發展之路”,會場座無虛席。本次講座由國科大2014級物理專業本科生田程同學主持。
在本次講座中,胡偉武首先講解了CPU在信息產業、國家安全等方面的重要意義,CPU的基本組成、評價指標和研制過程中的重點問題,以及計算機產業的發展趨勢;然后結合他的親身經歷介紹了我國CPU曲折的發展歷程和現狀;最后總結多年經驗,談了他對于我國未來CPU發展之路的深刻認識。
講座結束后,臺下的同學紛紛提出自己的問題,從我國信息產業生態的構建,到“龍芯”相關產品的市場化,再到我國技術趕超的途徑,胡偉武的每一次回答都贏得在場觀眾一陣熱烈的掌聲。
“每當仰望星空,我們就多一重自豪”
如果用今天的流行語來評價學生時代的胡偉武,那就是超級“學神”。1991年,胡偉武剛從中科大畢業,就免試進入中科院計算所直接攻讀博士,師從著名計算機專家夏培肅院士。值得一提的是,胡偉武的博士論文也寫得非常出色,一舉獲得了“全國首屆百篇優秀博士論文獎”。
2001年,他開始投身于龍芯處理器的研制工作,自此開始與CPU的研制工作結緣。在中國科學院知識創新工程、國家863計劃、國家重大專項以及國家自然科學基金等的資助下,先后主持完成了我國第一個通用處理器龍芯1號、第一個64位通用處理器龍芯2號、第一個四核處理器龍芯3號的研制,使我國處理器研制達到世界先進水平。
“CPU是國家大宗戰略產品,我國由于缺少自主的CPU技術和產業,不僅信息產業嚴重受制于人,國家安全也面臨威脅。” 在信息產業方面,2011年中國電子信息百強企業利潤總額全部加起來(138億美元),也只有蘋果公司的四成。
在國家安全方面,CPU無處不在。大到國家的超級計算機,小到電子水表,都離不開這個小小的芯片。胡偉武在講座中提到了2012年伊朗核離心裝置遭到“震網”病毒攻擊的實例,20%的離心機報廢,監控錄像被篡改,更令人驚恐的是,遭攻擊的電腦是物理隔離的,也就是說和外界的網線是完全斷開的。同樣,在我國也存在這樣的威脅。“我們的公務用車奧迪A6也有通用處理器后門,可以被監聽,也可以被控制,甚至導致車毀人亡。我們的電站也可以被控制遠程關機。”
CPU優劣的評判標準除了性能、價格、功耗,還有體積和可靠性、穩定性、壽命等。在一些特殊的方面還要求CPU具有特殊的能力。如在衛星上,就要求CPU的抗輻照特性很強,能夠在宇宙射線中正常、穩定地長期工作。比如我們每天看的天氣預報云圖。最早是使用別人的云圖,后來發射了風云一號衛星,但是不久就因為抗輻照性能不夠強而損壞。后來發射了風云二號衛星,現在我們看到的天氣預報云圖上標明的就是“風云二號雙星云圖”。“目前衛星已經穩定工作了很長時間,說明我們芯片的抗輻照性能已經做得很好,在宇宙空間工作的壽命很長。”
近年來,每當我們看到中國的航母、新型戰斗機橫空出世,先進的戰艦“像餃子一樣下”,都會感到由衷的自豪。而在這背后,更蘊含著胡偉武等科研人員為中國“芯”做出的巨大貢獻。1968年出生的胡偉武如今已是霜染青絲,他雖未在講座中詳述龍芯研制和發展過程中的艱辛,但是我們也不難想象其中的滋味。由于很多成果涉及安全機密無法公開,他們無法擁有應得的贊譽和榮耀。支撐他們為中國“芯”奉獻青春的就是一顆拳拳的中國心。胡偉武說:“每當聽到這些激動人心的消息,每當仰望星空,我們就多一重自豪。”
從“學院派”到“市場派 ”
“龍芯”研制初期,主要依靠國家的“天使投資”完成了九年的技術積累,達到世界先進水平。2010年龍芯團隊轉型,成立公司,正式走向產業化。他們的學院派理念還較強烈,國家項目導向明顯。開始在市場中吃了很多虧。“原來我們的CPU研制主要做技術‘長板’,在應用面前發現技術‘短板’缺課太多,長板與國際先進水平差2-3年,相當于不差,而短板差10年以上,比如在自主CPU的計算機上看優酷視頻,上谷歌地圖,應用的瓶頸不在長板在短板。”
他們從一些專門用途的CPU入手。既滿足“北斗”衛星等國家需求,也細致到電子水表等家用芯片。他們發展出大、中、小三個產品系列的CPU,應用領域涉及安全、通訊和嵌入式應用(如電表、防火墻、數字電視機頂盒等)。從黨政辦公、學校教學到家用電子設備,范圍極廣。
2014年龍芯中科步入高速發展期。轉變思維,建立企業文化,擺脫國家項目導向,在多個領域產品通過產業鏈到達最終消費者。取得的成果也令人驚嘆。如今下游客戶中基于龍芯CPU的軟硬件研發人員達到上萬人,2013年芯片銷售數量1.8萬片,2014年則銷售了35萬片。
“只要和‘用’結合,我們就能趕超別人”
提問環節,有位同學說:“我們國家的技術趕超,有兩種超越,一個是在全新的領域超越別的國家和企業,另外一種就是在別人的傳統優勢產業,我們迎頭趕上。”他請教胡偉武這兩種技術趕超的方式之間的關系和胡偉武對這兩種方式的看法。
胡偉武在實際工作當中看到了很多次由新技術,從頂端往下的創新,最終都沒有搞成。他的觀點是:“技術超越重要的途徑或者說我們國家的特點就是在‘用’的方面。我們相比于國外的優勢就在于‘用’的優勢、市場的優勢、體制的優勢。”他舉了高鐵、特高壓輸變電、阿里巴巴等我國世界領先的高技術產業作為例子:“我們有高鐵的需求,人們通過高鐵出行;中國對特高壓輸變電有特殊的需求,因為我們的特點是能源、發電集中在西部,而用電集中在東部;阿里的成功也是無數的用戶在使用的過程中不斷地發現問題,不斷地完善它的技術和平臺。”
“我們的高技術產業發展關鍵是看和‘用’結合得緊不緊密。我們的技術的突破不是在與某一點上的突破,比如高鐵這一項技術世界領先。而在于整個高技術產業的突破。需要有一批像IBM、像因特爾、像谷歌這樣的研發中心性的企業誕生出來。在10年、15年之內,我們的高技術產業就能趕上、甚至超越美國。”
他認為從某種意義上說這個問題其實是一個偽命題,“因為衡量一項技術的發展前景,不是看它是新還是舊,而是看它和‘用’結合得緊不緊。”
胡偉武引用毛澤東思想中的論述說:“我們的方針要放在什么基點上?放在自己力量的基點上叫做自力更生。”他總結道:“判斷技術是否先進的標準,不是看其跟美國人跟得緊不緊,而是看其跟應用結合得緊不緊……成熟產業是中國的機會,別人發展空間不大了,只要中國人會做的,別人就沒有市場,遲早有一天,中國人會像賣衣服和賣鞋一樣把CPU賣給全世界。”
毛主席的粉絲與人民的芯片
在提問環節,有同學問起胡偉武的襯衫上別著的毛澤東像章。“如果說我是誰的粉絲的話,那就是毛主席的粉絲。”胡偉武說,他是農民的兒子,因為毛主席等革命先驅的奮勇斗爭才改變了命運。每年9月9日是毛主席的忌日,他都會餓一天肚子讓自己不要忘記歷史。
胡偉武對毛澤東思想很熟悉,在講座之中引用觀點時信手拈來,而且闡釋得很深入。他將這些思想應用在團隊的實際工作之中,也用這些精神激勵自己在繁重的科研任務和巨大的壓力下堅持下來。
“中國的歷史很久以來都是精英的歷史,但毛主席提出‘人民’的概念,講平等,強調政府是‘人民公仆’,我們要‘為人民服務’。所以我經常說,龍芯的根本出路就是信息化為人民服務,真正讓中國50%-60%的人享受到信息化帶來的好處,而不是為了謀取利益,這是我們的根本。”美國《連線》雜志在報道龍芯的成果時,所用的文章題目就叫“人民的芯片”。
龍芯發燒友的“強心針”
國科大首批本科生張志宇是“龍芯”發燒友,這次講座是他期待已久的,在提問環節提出了很專業的問題,與胡偉武就龍芯的市場化進行了交流。他談到自己曾有幸獲得一臺配有龍芯2F的電腦,但是其性能方面仍有許多不足。雖然知道配有龍芯3A1500型和3B1500型的新產品已問世,但是作為普通消費者的他幾乎沒有獲取它們的途徑。他特地就這一問題向胡偉武提問,得到的回復是,今年下半年將有一批配有最新的龍芯3A2000型處理器的產品提供給發燒友。他說:“胡老師給出的消息,無疑給我們龍芯愛好者注入了一針強心劑。”
講座之后張志宇接受了記者的采訪,講述他與龍芯的“情緣”,“我關注胡偉武老師和龍芯大概有六七年的時間了。自從第一次在政治課本上了解到龍芯處理器后,我作為一個普通的對我國自主設計的CPU充滿好奇的愛好者,對它以及它的總設計師胡偉武老師持續關注至今。可能我進入國科大的原因之一,就是為了能更好地了解龍芯和胡老師。之前我只能在一些愛好者社區和貼吧潛水來獲取一些關于龍芯的消息,這些消息亦真亦假,對于胡老師的評論也是趨于兩極化。今天有幸能參加胡偉武老師的講座,能夠近距離接觸龍芯總設計師,了解到CPU的發展前沿,獲得龍芯的最新消息,令我非常激動。”
年輕一代的心聲
展望未來,張志宇覺得:“就像胡老師說得那樣,自主CPU的發展,必然是持久戰,從硬件到軟件生態,龍芯還有很長的路要走。相信胡老師會帶領他的課題組一步步攻堅克難,把自主CPU真正做好,將‘中國無‘芯’’的帽子遠遠甩在身后,實現計算機的自主化、國產化。我輩學子,若是不想苦苦等待,那就與胡老師一樣,懷著一腔熱血投身到中國‘芯’中吧!”
汪詩洋同學說:“胡老師講得很透徹,涉及CPU的戰略意義、設計難度、未來的發展趨勢、中國CPU制作的現狀和未來的發展戰略等方面,非常全面深刻。我個人的收獲一是胡老師舉的有關國家安全的事例讓我對信息安全的意義有了更深的認識,中國自主研發是唯一的必須路徑。二是讓我意識到現在中國轉型升級的道路,不能針對某一兩個核心技術進行研發,而是必須形成整個產業鏈,然后要配套。一開始可以做的不是那么普適,可以做的專一點,但是一定要一起向前推。三是著眼于應用,任何產業都有很多人在做,最后成功與否還是歸結于能不能滿足市場的需求,我覺得這個經驗特別重要。”
陳瑞新同學從這場講座之中受益匪淺,她談到:“胡老師本人在科研前線,但是同時也在企業中進行管理,他的視野更加寬廣,給了我們不同于其他科學家的一些獨到的見解。其次,之前我對龍芯的了解確實很少,一直片面地認為國內的CPU制作技術是極落后于美國的。胡老師讓我了解到了中國的CPU制造技術的現狀,并且對現在的這個產業有了一個全局的認識。”最后他回到自身,說:“現在的計算機技術正在飛速發展,正如胡老師所說,這個行業里,‘種瓜得瓜,種豆得豆’,我們面對許許多多的機遇。現在的我們唯有磨礪自身,趕上這發展的浪潮。”
王麗娜同學說:“首先最大的收獲就是對于CPU的發展歷史有了一個更為全面深入的認識,其次,胡偉武教授在研發龍芯的過程中,從理論研究到順應市場需要的轉變,讓我看到科學研究與實際應用的密切關系,最后,胡教授談到了自己對毛澤東思想和馬克思主義的認識,也讓我對他的人文情懷很敬佩。”
計算機專業的張賽喆高中時就在機器人大賽中奪得金牌。他對胡偉武關于我國技術超越的問題的回答有不同意見:“與應用緊密聯系的研究固然有其長處,但在未來真正能夠提升國家科技水平的還是那些現在看來‘沒用’的研究。法拉第最初展示他發明的發電機時也飽受質疑,他的話讓我印象深刻‘新生的嬰兒能有什么用呢?’”
尾聲
正如美國《連線》雜志中所說的那樣,“一個國家需要完全依靠從一個與之有著戰事沖突或經濟不穩定的國家進口某種珍貴商品,而且沒有這種商品,其整個社會將被迫停頓”是多么可怕的一件事情。而如今,“中國空‘芯’”的達摩克利斯之劍已從中華民族的頭頂解下。胡偉武和他的“龍芯”團隊完成了中國CPU從0到1的突破,并不斷在產業化的道路上積極探索,更加深刻地改善中國高技術產業的面貌。而未來,又會有一批像國科大學子這樣滿懷熱忱、富有創造力的年輕人,在杰出的前輩研究者的引導下,繼續在這條道路上樹立新的里程碑,開辟新的天地。
中國的未來,正如突破黑暗、越來越亮的曙光。
主講人簡介:
胡偉武,男,1968年11月出生于浙江永康,1991年大學畢業于中國科技大學計算機系,隨后免試進入中科院計算所直接攻讀博士學位,師從著名計算機專家夏培肅院士。現任中科院計算所總工程師、研究員、博士生導師,全國青聯常委,第十一屆全國人大代表,黨的十八大代表。胡偉武2001年起開始投身于龍芯處理器的研制工作。在中國科學院知識創新工程、國家863計劃、國家重大專項以及國家自然科學基金等的資助下,先后主持完成了我國第一個通用處理器龍芯1號、第一個64位通用處理器龍芯2號、第一個四核處理器龍芯3號的研制,使我國處理器研制達到世界先進水平。目前,龍芯處理器已經形成系列產品,應用于桌面、服務器、嵌入式等領域,為國家安全和自主信息產業發展做出了貢獻。近年來,胡偉武發表專著2部,在國內外期刊和會議上發表論文幾十篇,獲授權發明專利幾十項。胡偉武是國家自然杰出青年基金獲得者、中科院百人計劃入選者、全國新世紀百千萬人才工程入選者,曾獲“中科院杰出科技成就獎”、“全國首屆優秀博士論文獎”、“全國青年五四獎章”、“光華工程科技獎”、“中國青年科技獎”、“中國科學院教學成果獎一等獎”等獎勵。
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(文章轉載自:中國科學院大學 嚶鳴求友編輯,轉載請注明來源。原文地址:http://www.gucas.cn/site/158?u=62238)
責任編輯:中國夢
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