文 | 华商韬略,作 者丨江上之
接着,中国科学院计算所北楼 105 房间传出了长时间的欢呼声。
胡伟武迅速登录进去,他用英文编辑了由龙芯 1 号生成的第一个文件,文件中有一句这样写:“中国人以往只能依靠外国 CPU 来制造计算机的这种情况,已经一去不复返了。”
喜悦兴奋的劲头难以平息,持续了很久。胡伟武提议,前往毛主席纪念堂,向毛主席报告这个好消息。
中国自己的CPU
胡伟武于 1968 年在浙江永康农村出生。1986 年,他以永康市的第一名成绩考入中国科学技术大学。他的本科毕业设计是用 400 多个小芯片焊接出了一个 8086 的 CPU。
1991 年,胡伟武获得免试保送资格,进入中国科学院研究生院计算机系。他在此攻读博士学位,其导师是被称为中国“计算机之母”的夏培肃院士。1996 年博士毕业之后,他留在了中国科学院计算技术研究所。
当时,海外的计算机产品大量进入到中国市场,同时国内也有一批计算机整机产业诞生了。然而,作为计算机系统运算和控制核心的 CPU 芯片,却全部都要依赖进口。在这个行业里,有的人认为制造 CPU 芯片不如去购买,而有的人则觉得中国根本没有能力制造出自己的 CPU 芯片。
夏培肃、金怡濂、李国杰等一批科学家坚定地认为,通用 CPU 属于核心技术,不能被他人所掌控。
胡伟武认为,中国是一个大国。中国怎么能没有自己的 CPU 呢?这是很重要的事情。
2001 年初,在中国科学院计算所给予支持的情况下,33 岁的胡伟武率先行动,组建了龙芯课题组。随后,他们开始着手进行高性能通用 CPU 芯片的自主研发工作。
一年多之后,龙芯 1 号被研制成功了。胡伟武他们为它起了一个带有很浓厚传统特色的小名,叫做“狗剩”,他们希望这个名字听起来贱一些,这样容易将其养大。
龙芯 1 号是中国首枚具备自主知识产权的通用高性能微处理芯片。它的性能仅相当于上个世纪 Intel 586 处理器的水平。然而,它实现了我国通用处理器从无到有的跨越。
2003 年 10 月 17 日凌晨 4 点 30 分这个时刻,龙芯 2B 顺利通过了相关测试。并且,它成为了我国首个 64 位的高性能通用 CPU。
胡伟武取出一瓶放置许久的 XO,这瓶 XO 是硅谷的朋友送给他的。他给每个人都倒了半纸杯。喝完庆功酒之后,大家的兴致依然很高。接着,按照事先的约定,大家又乘坐出租车前往天安门广场去观看升国旗。之后,再次前往毛主席纪念堂,向毛主席汇报相关情况。
毛主席诞辰 110 周年那年,他们将这款芯片命名为“MZD110”。
2006 年,龙芯 2E 被研制成功。它的性能达到了中低档奔腾Ⅳ处理器的水平。它还具有功耗低以及安全性高等特点。在当时,它是除美国之外世界上性能最高的 CPU 产品。
龙芯课题组成立后的 5 年里,有 3 个春节和 4 个国庆节,这些节日都是在加班中度过的。为了按期完成任务,他们经常连续在实验室工作几天甚至十几天,日夜不停。有很多次,胡伟武在早上六七点钟打开实验室的门,都能看到有人手里拿着鼠标靠在椅子上睡着。
为什么这么拼?胡伟武的答案是:
我们落后太多,条件太差了。
这支队伍的核心研发人员都是国内培养的,并且全组的平均年龄还不到 30 岁。
其中最年轻的便是陈云霁。
2002 年,19 岁的陈云霁被胡伟武招为研究生。接着,陈云霁被带入龙芯研发团队。此后,陈云霁在胡伟武门下进行硕博连读。同时,陈云霁在龙芯团队工作了 12 年。他从龙芯 1 号的参与者晋升为龙芯 3 号的主要架构师。并且,他把弟弟陈天石也带进了龙芯课题组。
陈云霁、陈天石兄弟俩,也就是后来“寒武纪”神话的创造人。
陈云霁(左)、陈天石兄弟
陈云霁曾说,从导师胡伟武那里,他不但学会了怎样设计芯片,还更加明白了一个道理,那就是“科学研究从来都没有捷径可走,需要通过苦干和实干来实现”。
不停歇的苦干实干中,龙芯完成了技术积累。
2010 年之前,主要的国外 CPU 企业都曾尝试通过授权或者合资的方式与龙芯展开合作。然而,胡伟武有着清晰的认知,当国外那些垄断企业以很“友善”的态度劝说龙芯引进他们所谓“先进”的设计时,其背后实则隐藏着“缴枪不杀”这四个字。倘若不想被杀害,就必须让自己成长起来,并且要依靠市场来实现成长。
于是,他又在技术创新之外,修炼商业与市场竞争的课程。
产业化道路
龙芯发展的关键在于要将其从技术突破转移到应用的开拓以及产业化方面。判断龙芯成败的标准并非是在鉴定会上,而是在市场之中。导师夏培肃曾多次向胡伟武强调这一点。
2006 年,龙芯团队在江苏成立了龙芯产业化基地。2008 年,他们在北京组建了龙芯中科公司。2010 年,为推动龙芯产业化,胡伟武带领龙芯团队,将事业编改为企业编,集体投身商业领域,将命运与龙芯紧密相连,毫不退缩。
生死第一关是:研发资金从哪来?
我如同堂诘诃德一般,手持着一个短短的长矛,那长矛名为龙芯,想要与两个巨大的风车较量一番,其中一个风车叫 X86,另一个风车叫 ARM。胡伟武心中忧虑,因为没有人相信他能够做成此事,所以也就不可能融到资金,进而也不可能创办企业。
北京市中关村管委会召开了 20 多次协调会,最终促使北京工业发展投资公司投资 1 亿元,同时带动了民资跟投 1 亿元。
此后,龙芯中科又得到创投B、C、D轮投资。
生死第二关是:龙芯能不能卖出去?
2006 年龙芯 2E 研制成功之后,这个问题越发受到各方的关注。
高性能通用 CPU 是信息领域最为基础且最为核心的部件,它犹如芯片中的“珠穆朗玛峰”。对于龙芯来说,具有重要意义。若龙芯的产业化能够取得成功,便会打破美西方的科技霸权,对中国科技的自主发展起到重要的支持作用。
放到现在来看,它的芯片应该很好卖,但在当时,却很不容易。
首先是产品之间的竞争,客户为什么不选择更好的 Intel 或 AMD 呢?其次是产品背后所蕴含的竞争,如果客户购买了龙芯的某款产品,然而一旦 Intel 或 AMD 切断了整个 CPU 的供应,那该怎么办呢?
国内的系统集成企业都受到像 Intel 或 AMD 这样的 CPU 提供商的制约。其中,规模越大的企业,就越不敢去触怒 Intel 和 AMD。胡伟武表示。
龙芯要有市场机会,一方面得具备很强的竞争力且达到很高的成熟度;另一方面,龙芯只有拥有足够的市场,才能够获得更多用于支持产品研发的资金,同时在市场中也才能持续了解市场需求,进而提高自身的竞争力和成熟度。
现在,他似乎陷入了一种两难的死循环且毫无希望。一方面,产品力不够,这使得市场机会变得很有限;另一方面,市场机会有限,又导致公司的收入和实力也受到了限制;而公司收入和实力有限,又进一步使得无法做出更好的产品力。
怎么办?
在胡伟武的带领下,龙芯启动了根据地战术、星火战术。
根据地战术是这样的:首先要找准几个龙芯具有竞争力的市场,接着在这些市场上建立几个牢固的产业根据地,然后通过对这些产业根据地的建设,从而取得一定的利润,最后扩大龙芯的影响。
这些年,龙芯确立的根据地应用场景包含以下几种:有涉及国家安全的应用;有对传统制造业进行改造以及在先进制造业中的工业控制应用;还有面向特定领域及行业的桌面终端,像政务办公、教育、金融等领域的桌面终端。
星火战术是要团结一切能够团结的力量来参与龙芯的应用和推广工作。其中首先要团结的是一些中小企业,其次要团结一些反对当前市场垄断格局的其他国内外企业。
与此同时,龙芯在持续增强产品的能力。其核心在于,不一定在性能上比国外 CPU 更优,但必定在对客户需求的理解和满足方面更出色,且更具性价比。
这样的变化使得龙芯中科的营收迅速下降,从 2012 年的 9000 多万元降低到了 2013 年的 4000 多万元。
危情之下,龙芯中科开始让研发更多地转向以市场需求为导向。它从安全市场开始做起,逐步打开政策性市场。公司的营收重新回到了上升通道,并且在 2022 年成功在科创板上市。
在这期间,龙芯 CPU 在电子政务等领域的桌面应用数量达到了百万套这个量级。党的二十大报告中所提到的十项重大科技进展里,载人航天、卫星导航、探月探火、量子信息、核电技术、新能源、大飞机这七项,有的使用了龙芯 CPU,有的选用了龙芯 CPU。
2022 年上市之后,以电子政务为代表的政策性市场出现了大幅萎缩的情况。龙芯中科的营收再次经历了大幅下降。在此之后,公司启动了“两点一面”的转型,并且这是又一次的转型。
“两点”的意思是凭借通用 CPU 来构建专用解决方案,凭借自主研发来打造成本最低的专用芯片;“一面”的意思是在政策性市场的推动之下,持续提升龙芯 CPU 的性价比并且完善软件生态,以争取获得更大的市场份额。
龙芯芯片的性能在不断增强,同时品类也在日益齐全,这就是“两点一面”的背景。
如今,龙芯的 3A6000 被称为“剑客”,3C6000 被称为“剑客”,2K3000 也被称为“剑客”,它们并称“三剑客”;1C0203 被称为“尖兵”,2K0300 被称为“尖兵”,2P0300 也被称为“尖兵”,它们并称“三尖兵”。这些产品均以颇具竞争力的性价比,受到市场的广泛好评。其中,在 2023 年推出的龙芯 3A6000,其性能能够与 Intel 的第 10 代酷睿相媲美,达到了国际主流水平。
胡伟武因此相信,龙芯CPU已可以参与开放市场的竞争。
最近有消息表明,龙芯的第一代 GPU 产品即将问世。这将为龙芯面向 AI 时代的发展奠定基础。
打造自主产业生态
2008 年,胡伟武迎来了他的不惑之年,同时龙芯也到了不惑之年。在这一年,龙芯清晰地提出,要构建起自主可控的信息技术体系以及产业生态。
改革开放之后,在胡伟武的看法中,我国信息产业的生产力发展路径是由美国所制定的。整个产业主要是建立在美西方主导的两个信息技术体系之上。
一个是 X86 体系,它也被称作 Wintel 体系,其主要代表是 Intel 的 CPU 与微软的操作系统的组合;另一个是 ARM 体系,它也被叫做 AA 体系,其主要代表是 ARM 的 CPU 与 Android 操作系统的组合。
在 X86 体系这方面,美西方的公司负责提供 CPU 芯片以及操作系统,而我们则是进行“攒”电脑的操作;在 ARM 体系这里,美西方的企业会提供指令系统以及 CPU 核心 IP 授权,我们则是进行“攒”芯片的行为。
胡伟武称,我国无法凭借基于 X86 和 ARM 的信息技术体系来达成民族复兴这一目标。必须构建出一套独立于 X86 和 ARM 的全新信息技术体系以及产业生态,以此来对中国以及全球的信息产业格局进行改变。
但这是一条极其艰难的路。
首先,龙芯团队所研制的 CPU 的 MIPS 架构并非属于他们自己。那么,又怎么能称之为自主呢?
MIPS 是独立于 Wintel 和 AA 体系的指令系统。然而,获得 MIPS 授权与完全自主可控有着明显的区别。
胡伟武称,若使用国外的指令系统架构来研制自主 CPU ,就如同在他人的墙基之上砌建房屋,即便规模再大、外观再漂亮,也有可能难以经受风雨的考验,甚至有可能会轻易被摧毁。
中国科技必须从根本上更加自主。
2019年,龙芯下定决心,研发自主指令系统。
2020 年,龙芯中科推出了自主指令系统 LoongArch,此系统简称“龙架构”或“LA 架构”。龙芯中科凭借此成果,成为国内唯一一家坚持基于自主指令系统,构建独立于 Wintel 体系和 AA 体系的开放性信息技术体系以及产业生态的 CPU 企业。
龙架构在软件方面易于进行虚拟机的开发。
龙架构在生态兼容方面,能够借助高效的二进制翻译来运行 X86 平台上的二进制应用程序,同时也能够运行 ARM 等平台上的二进制应用程序。
2020 年开始,龙芯新研发的 CPU 都对龙架构提供支持。基于龙架构的 CPU 新品,其性能实现了倍增,成本也实现了倍降。自主优势得以体现,并且这种自主优势还被转化为了市场竞争优势。
龙架构获得了国际 GNU 组织编号 258 号。基于此,龙芯中科成为了国内仅有的一家拥有自主架构且能够对外进行 CPU 架构与 IP 授权的企业。
目前,龙架构已获得与指令系统相关的主要国际软件开源社区的全方位支持。龙架构得到了统信操作系统的支持,得到了麒麟操作系统的支持,得到了欧拉操作系统的支持,得到了龙蜥操作系统的支持,得到了鸿蒙操作系统的支持。同时,龙架构也得到了 WPS 基础应用的支持,得到了微信基础应用的支持,得到了 QQ 基础应用的支持,得到了钉钉基础应用的支持,得到了腾讯会议基础应用的支持。
2025 年 3 月发布的《龙架构生态白皮书(2024 年)》明确宣布:“独立于 X86 以及 ARM 的第三套新型信息技术体系已然基本建成,同时产业生态也已基本建成。”
当然,对于龙芯来说,打造信息技术体系的第三极,这依然是一场持续时间较长的战斗。
胡伟武设想,基于龙架构的自主生态将在 2035 年形成态势。此态势会与 X86 和 ARM 形成“三足鼎立”之势。这是一场至少持续 10 年的战斗。然而,他始终秉持着只争朝夕的精神。
胡伟武最喜欢的科学家是“两弹一星”元勋邓稼先和郭永怀。
一次核试验遭遇失败。之后,邓稼先找到了摔碎的核弹裂片。由于核辐射,他患上了溶血症,体内止不住地出现内出血的情况。在生命即将走到尽头的时刻,他叮嘱的话语是“不要让人家把我们落得太远”。
郭永怀和助手坠机后,他们的遗体已经被烧焦。然而,即便如此,遗体仍紧紧抱在一起,其目的仅仅是为了保护怀中的机密文件。
胡伟武身为龙芯中科董事长兼总经理,他表示自己没有业余爱好。他强调做龙芯就是他的兴趣所在,他对龙芯格外喜爱,即便不赚钱,只要能有饭吃,他也愿意去做。
2009 年,中国科学院计算所通过研究员投票推选胡伟武去报院士,当时正处于筹备阶段,而已经从事业编制“下海”的胡伟武谢绝了这一推选。2011 年,同样的情况再次出现,胡伟武也谢绝了。那时,龙芯确立了一条基本原则。
龙芯团队不评国家奖、不报院士。
中国有院士,然而缺少一个类似 Intel 的企业。胡伟武表明了这一观点。
今天,Intel已江河日下,但龙芯中科才刚刚开始。
参考资料