也許是龍芯名稱中的“龍”字,,承載著太多國人的希望,自誕生之初就處于社會輿論的風(fēng)口浪尖,。有人說龍芯是騙經(jīng)費的項目,,也有人說龍芯的科研人員是為理想而奮斗的志士,還有人說龍芯的科研人員“太天真”,,是土八路斗美械師,,自尋死路。龍芯究竟怎么樣,?無數(shù)篇橫看成嶺側(cè)成峰的報道給龍芯包裹上了層層迷霧,。那么今天,就讓我們一起揭開迷霧下的真相,,洞察志士的艱辛與心血,。
1、龍芯的誕生
回溯歷史,,中國也曾經(jīng)擁有過自己的CPU和全自主的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),。但因在上世紀(jì)80年代奉行“造不如買、買不如租”,、“市場換技術(shù)”等方針路線,,不僅沒能拉近和國外的技術(shù)差距,反而把原本的家底敗得精光,,國內(nèi)市場完全被外資占領(lǐng),。在中國失去獨立研制高性能計算機(jī)的能力之后,美國要求中國把高價進(jìn)口的高性能計算機(jī)放在透明玻璃房中,,并提出了非??量痰囊蟆AХ块T的鑰匙在美國人手里,使用用途需要向美國人匯報,,使用前都要經(jīng)過美國人許可,。
銀河號事件、臺海危機(jī),、中國駐南聯(lián)盟大使館被炸事件給中國政府敲響警鐘,,“落后就要挨打”。亡羊補牢,,猶為未晚,。中國于2000年前后重啟了一大批軍工科研項目,,中科院計算機(jī)所也開始著手芯片設(shè)計研發(fā)。于是,,龍芯開始了漫漫長征路,。
龍芯課題組成立之初是著眼于解決國防和信息安全領(lǐng)域無芯可用的困境。課題組成立于2001年,,成立的時候可以說用臺詞“七八號人,,兩三條槍”來形容再合適不過了。只有一間50-60平米的實驗室,,人員也是東拼西湊——有已經(jīng)年近70,,曾在上世紀(jì)70年代參與國產(chǎn)芯片研發(fā)的老研究院員,聽說計算機(jī)所要設(shè)計龍芯,,就主動帶著幾個學(xué)生過來,,其中也有剛走出校門的青年學(xué)子。
課題組成立時,,龍芯團(tuán)隊總計也就10來個人,。到2006年,龍芯團(tuán)隊逐步發(fā)展為將近100人的研發(fā)設(shè)計團(tuán)隊,。到2014年,,龍芯中科公司有研發(fā)設(shè)計人員將近400人。
2,、龍芯是國家的“親兒子”,?
龍芯的“龍”字會給國人一種錯覺,認(rèn)為龍芯是國家的“親兒子”,,是用舉國體制輸送資金和人才打造的國產(chǎn)芯片,。但實際上,龍芯成立之初僅僅是中科院計算機(jī)所里的一個芯片研發(fā)課題組,,國家對龍芯的扶持也非常有限,。
在人才方面,在課題組成立時候才10來個人,, 2006年才發(fā)展到100余人,,2014年才400人,可以說龍芯團(tuán)隊的骨干人才都是自己培養(yǎng)的,,不少設(shè)計師都是胡偉武親自帶出來的博士生,。與之形成鮮明對比的是兆芯和宏芯的親兒子待遇——2013年4月成立的兆芯,到2015年已有員工已擴(kuò)充至1000人,;而在2014年成立的宏芯,,國家則直接從計算機(jī)所抽調(diào)人才,停薪留職去支援宏芯。
在資金方面,,自2001年成立以來,,從國家863計劃、核高基專項中累計獲得項目經(jīng)費5億人民幣,。龍芯中科公司成立后,,獲得北京市政府2億人民幣的股權(quán)投資。也就是說龍芯成立至今共從國家獲得資金7億元,。平均下來,每年獲得國家補助為幾千萬元,。對比紫光,、兆芯和宏芯獲得的補助可謂少得可憐——
2014年紫光獲得國家集成電路大基金400億元人民幣;宏芯成立時獲6億注冊資本,,從2014年至今,,獲得補助不少于20億元人民幣;兆芯成立時上海市政府出資12億元,,從2013年成立至今,,獲得補助不少于70億元人民幣。
另外,,芯片研發(fā)對資金需求極大,,國家對龍芯的補助無異于杯水車薪。舉個列子,,俄羅斯貝爾加電子的Baikal-T1處理器研發(fā)成本折算為人民幣是1.85億元,,該芯片是購買MIPS Warrior P5600微結(jié)構(gòu)集成雙核CPU,主頻1.2G,,用于路由器,、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)等產(chǎn)品,。如果貝爾加電子自主研發(fā)微結(jié)構(gòu)的話,,成本會更高。
換言之,,貝爾加電子研發(fā)一枚路由器芯片的研發(fā)成本(而且還不是自己研發(fā)微結(jié)構(gòu))相當(dāng)于國家對龍芯的總投入的四分之一,。若以國外巨頭作參照,則差距更大,,2014年Intel研發(fā)經(jīng)費超過100億美元,,員工達(dá)10萬余人。
3,、龍芯經(jīng)營現(xiàn)狀
自2010年龍芯市場化運營以后,,龍芯選擇了走主動挖掘民用市場、提升造血能力的道路,將過去的向國家要經(jīng)費轉(zhuǎn)變?yōu)閺氖袌鲑嵤杖?,沒有再向國家要過一分錢,。2014年,龍芯在純商業(yè)行為的收入占總收入的比重從0上升到1/3,,國家安全市場的比重占2/3,,實現(xiàn)了自主經(jīng)營、自負(fù)盈虧,、收支平衡,。
4、龍芯科研隊伍兩個特點
一是用毛澤東思想武裝科研隊伍
龍芯中科研發(fā)團(tuán)隊繼承了老一代無產(chǎn)階級革命家的革命精神,,在技術(shù)研發(fā)走獨立自主的發(fā)展道路,,不依附于國外技術(shù)體系(例如Wintel、AA),。在工作中踐行艱苦奮斗,,自強(qiáng)不息的拼搏精神,每周6天班,,每天加班到深夜,,不少研究員以實驗室為家。當(dāng)為解決客戶的問題之時,,一周平均每天只睡3小時更是常態(tài),。雖然工資待遇很一般,工作強(qiáng)度非常大,,但骨干研發(fā)隊伍異常穩(wěn)定,。在龍芯公司化后,除少數(shù)研究員因計算機(jī)所科研需要外,,龍芯團(tuán)隊的大部分科研人員以破釜沉舟的勇氣和決心脫離體制下海,,接受市場的檢驗。
二是骨干研發(fā)人員全部自己培養(yǎng)
龍芯科研骨干基本來自國內(nèi)頂級學(xué)府,,有的是所在市,、縣高考狀元,有的是是科大少年班的天才少年,。比如龍芯總裁胡偉武,,就曾是浙江永康高考狀元,師從著名計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)專家夏培肅院士,,博士論文曾獲“中科院院長獎學(xué)金特別獎”,、首屆“全國百篇優(yōu)秀博士論文”,獲得了公費出國獎勵,,受夏培肅院士教誨,,胡偉武決定留在國內(nèi)做科研,。再比如入選MIT2015年TR35杰出青年創(chuàng)新人物的陳云霽,也是胡偉武的學(xué)生,,他就來自科大少年班,。
5、指令集
指令集就是一個編碼集合,。它是用一些代碼表達(dá)讀,、寫等操作,命令計算機(jī)做各種運算的一套命令標(biāo)準(zhǔn),。指令集可分為復(fù)雜指令CISC,、精簡指令RISC、超長指令集VLIW,。CISC指令集的每個指令可執(zhí)行若干低階操作,。諸如從內(nèi)存讀取、儲存,、和計算操作,全部集于單一指令之中,,指令數(shù)目多而復(fù)雜,,指令編碼格式混亂,導(dǎo)致編碼器復(fù)雜,,流水線設(shè)計較為困難,,指令不定長也帶來指令對齊方面的額外挑戰(zhàn),因此付出了性能的代價,。CISC指令集經(jīng)典代表:X86,。
RISC指令集對指令數(shù)目和尋址方式都做了精簡,固定指令長度,,統(tǒng)一指令編碼格式,,加速常用指令,流水線設(shè)計更容易,,因此效率也更高,。有一段時間,因為RISC的高效率,,Intel在發(fā)展CISC產(chǎn)品線的同時,,也不得不研發(fā)了RISC處理器。RISC指令集典型代表:Alpha,、Mips,。
CISC和RISC與在競爭的過程中相互學(xué)習(xí)、取長補短,,CISC指令集在解碼階段上實現(xiàn)向RISC類指令的轉(zhuǎn)化,,將后端流水線轉(zhuǎn)換成類RISC的形式。而隨著技術(shù)發(fā)展,RISC指令集也達(dá)到數(shù)百條甚至上千條(loongISA有1907條),,在指令集上殊途同歸了,。
超長指令集(VLIW)使用非常長的指令組合,把許多條指令連在一起,,以能并行執(zhí)行,。因為和CISC和RISC軟件生態(tài)不兼容的原因已經(jīng)很罕見了,Intel的安騰,,英偉達(dá)的丹佛都是其代表,。
龍芯選擇兼容Mips,一方面是因為課題組當(dāng)時只有10余名成員,,人力財力精力有限,。另一方面,龍芯自己定義一套指令集技術(shù)上沒有難度,,但是無法兼容現(xiàn)有的計算機(jī)體系,。
舉例來說,你既可以用“+”,、“-”,、“*”、“/”來定義加,、減,、乘、除和也可以用 “-”,、“+”,、“/”、“*”來定義加,、減,、乘、除,,既可以用大寫漢字來“壹”來表示1,,也可以用“一”來表示1。
1+1=2,,這種表述方式全世界都看得懂,。但是壹+壹=貳,就只有中國人才看得懂了,。而你若將“-”定義為加,,那么壹-壹=貳,就只有你自己看得懂了——因為你無法讓全世界的人跟著你的指揮棒走,,讓全世界人民在日常數(shù)學(xué)運算中用“-”來表示加,,無法讓全世界學(xué)校的教科書中用“-”來表示加,,無法讓已經(jīng)被證明的數(shù)學(xué)公式和定理中用“-”來表示加。
因此,,重新定義指令集技術(shù)上難度近乎于零,,美國也一度禁止將單獨的指令集申請為專利,只有當(dāng)指令集與實現(xiàn)方法相結(jié)合的時候才被允許申請專利,。研發(fā)兼容Mips指令集的CPU,,就如同我們在數(shù)學(xué)上放棄了傳統(tǒng)的漢字而使用阿拉伯?dāng)?shù)字去證明數(shù)學(xué)定理,Mips指令集和阿拉伯?dāng)?shù)字只是知識的載體而非知識本身,,真正具有價值的是指令集的實現(xiàn)方法和被證明的數(shù)學(xué)定理,。
ARM于2012年購買了498條Mips指令專利,但這并不會對ARM的自主知識產(chǎn)權(quán)造成影響,。同理,,龍芯使用兼容Mips指令并不會對自主知識產(chǎn)權(quán)構(gòu)成影響。而真正對龍芯自主可控路線產(chǎn)生影響的是指令集的發(fā)展權(quán)——是否有資格自主擴(kuò)展指令,,是否能讓軟件生態(tài)跟著你的指揮棒走,。
6、龍芯的指令集
龍芯走兼容MIPS指令集發(fā)展路線,,在2008年金融危機(jī)后,,以比較低的價格購買了MIPS指令的永久授權(quán),在十幾年的發(fā)展中對指令集進(jìn)行了相當(dāng)大的擴(kuò)展,,逐漸發(fā)展出了自己的指令集loongISA。
loongISA指令集共1907條指令,。源自mips:
216條mips基礎(chǔ)指令,,獲得永久授權(quán)。
311條DSP指令,,獲得永久授權(quán),。
自主指令:
mips基礎(chǔ)指令擴(kuò)展——148條loongEXT,
虛擬機(jī)擴(kuò)展——5條loongVM指令,,
二進(jìn)制翻譯擴(kuò)展——213條loongBT,,
向量指令擴(kuò)展——1014條loongSIMD
龍芯在MIPS的指令系統(tǒng)的創(chuàng)新方面已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了MIPS公司,之所以購買Mips指令永久授權(quán)主要是減少市場化過程中的麻煩,。舉例來說,,Transmeta公司曾經(jīng)市場前景良好,但I(xiàn)ntel起訴它,,打了兩年官司,。雖然最終Intel輸了,但兩年過程中沒有人敢跟Transmeta做生意,, Transmeta被官司拖垮了,。
MIPS公司破產(chǎn)后,,所擁有的技術(shù)專利分的比較散。雖然MIPS被英國Imagination公司收購,,但I(xiàn)magination的主營業(yè)務(wù)是GPU,,在CPU設(shè)計方面技術(shù)底蘊不足,它既沒有能力,,也沒有意志扛起MIPS陣營的大旗,,指令集擴(kuò)展和微結(jié)構(gòu)研發(fā)都不如龍芯。
而龍芯只要保持現(xiàn)有的發(fā)展勢頭,,使應(yīng)用軟件跟著龍芯走,,構(gòu)建并壯大自己的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,那么龍芯對Mips的擴(kuò)展就是行之有效的,,而且有機(jī)會奪取Mips陣營的主導(dǎo)權(quán),。
7、編譯器
程序員在編程的時候?qū)懙氖蔷幊陶Z言,,但是計算機(jī)運行的時候是機(jī)器語言,,編譯器就是將程序員的編程語言翻譯成機(jī)器語言的工具,而編譯器的好壞也非常影響一款計算機(jī)的整機(jī)性能,,比如SUN就曾經(jīng)依靠對編譯器的優(yōu)化使CPU的spec跑分提升了50%,,大幅提升了整機(jī)性能和用戶體驗。
國際上使用最為廣泛的編譯器是GCC,,該編譯器對X86,、ARM、MIPS,、Alpha等指令集的CPU優(yōu)化各不相同,,對市場占有率高的X86和ARM優(yōu)化得較好,版本也比較新(GCC部分代碼就是Intel提供的),,但對龍芯,、申威的優(yōu)化比較差,版本也比較老舊,。
因此,,龍芯自主研發(fā)了LCC以提高編譯器的效率,雖然LCC誕生的時間還很短,,對自家CPU的優(yōu)化能力無法與Intel公司的ICC編譯器相比較,,以GS464E的spec2000跑分為例,使用LCC比使用GCC4.8整數(shù)提升7%,,浮點提升36.8%,。畢竟萬丈高樓平地起,期待龍芯能不斷提升LCC編譯效率,。
8,、微結(jié)構(gòu)和主頻
CPU性能(單核)=主頻*IPC(這個公式必須是同指令集才能成立,,不同指令集不可比較)。主頻就是CPU工作的時鐘頻率,,同一款CPU在一個時鐘周期內(nèi)完成的指令數(shù)量是固定的,,因此主頻越高,完成一個時鐘周期所消耗的時間越短,,CPU的運行速度就越快,。
IPC是單位時間內(nèi)調(diào)用的指令集數(shù)量,微結(jié)構(gòu)設(shè)計得越好,,單位時間內(nèi)能調(diào)用的指令集數(shù)量越多,,CPU的性能就越好。微結(jié)構(gòu)好壞取決于前端設(shè)計水平,,主頻的高低一方面受微結(jié)構(gòu)流水線級數(shù)的影響,,但更多的是取決于后端的設(shè)計水平。再往細(xì)的方面說,,前端設(shè)計主要指芯片的執(zhí)行結(jié)構(gòu),、數(shù)字邏輯層設(shè)計、執(zhí)行狀態(tài)仿真等方面,,后端設(shè)計主要指物理層電路的具體優(yōu)化,,包括單元布局、時序優(yōu)化等方面,。
微結(jié)構(gòu)研發(fā)不僅技術(shù)門檻高,,而且費時費錢,一個微結(jié)構(gòu)從研發(fā)到產(chǎn)品一般需要3年,,而所需資金更是難以計數(shù),。龍芯自2001年以來,共研發(fā)GS132,、GS232、GS264,、GS464,、GS464V、GS464E共6個微結(jié)構(gòu),,以龍芯及其有限的人力和財力,,實現(xiàn)了以平均2.33年更新一個微結(jié)構(gòu)的發(fā)展速度,相較于國家非常有限的扶持,,龍芯拿出了遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過投入的產(chǎn)出,。
龍芯在2015年8月發(fā)布的GS464E微結(jié)構(gòu)測試參數(shù)非常亮眼。根據(jù)中電集團(tuán)的測試報告,,GS464E的SPEC2000使用GCC4.8編譯器跑分為:整數(shù)768/G,、浮點1153/G,,使用LCC編譯器跑分為:整數(shù)828/G、浮點1578/G,,微結(jié)構(gòu)的效率在整數(shù)性能方面基本追平了AMD目前最好的微結(jié)構(gòu),,在浮點性能方面接近Intel在2013年發(fā)布的Ivy,分支預(yù)測和訪存帶寬更是能直接與Ivy比肩(Intel公司2013年的Ivy和2015年的Skylake差距很?。?。
現(xiàn)在,龍芯和國外巨頭在微結(jié)構(gòu)方面的差距已經(jīng)比較小了,,差距主要在主頻方面和制程工藝方面,。在主頻方面,2015年發(fā)布的龍芯3A2000的主頻只有1G,,而代碼已凍結(jié),,即將流片的龍芯3A3000的也只有1.6-1.8G的主頻。相比之下,,Intel的CPU主頻大多在3G以上,,部分CPU主頻接近4G;在制程工藝方面,,受限于中芯國際的代工水平,,龍芯能使用的最好的制程為28nm,而市面上出售的Intel芯片制程大多為22nm,,Intel最新的產(chǎn)品普遍采用14nm制程工藝,。
9、龍芯產(chǎn)品
目前,,龍芯有龍芯1,、龍芯2、龍芯3三個系列,。武漢數(shù)字工程研究院研發(fā)了基于龍芯1A的可信移動終端,。龍芯1B多用于工業(yè)應(yīng)用,有工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī),、網(wǎng)絡(luò)稅控機(jī),、北斗車載終端和嵌入式數(shù)據(jù)采集器等產(chǎn)品。龍芯1C是針對民用市場定義的芯片,,被用于智能指紋鎖,、3d打印機(jī)、開源主板,、考務(wù)終端,、考勤/門禁等產(chǎn)品。龍芯1D,、1E,、1F是直接根據(jù)特地客戶提出的需求定制的,龍芯1D是超聲波熱表,、水表和氣表測量專用芯片,;龍芯1E和1F是宇航級芯片,被用于北斗衛(wèi)星,。
龍芯2系列芯片的微結(jié)構(gòu)為GS264,,龍芯2F被用于上網(wǎng)本和一體機(jī)等產(chǎn)品。中國兵器工業(yè)集團(tuán)研發(fā)了基于龍芯2F+1A的四余度火控計算機(jī)系統(tǒng),。龍芯2H被用于上網(wǎng)本,、防火墻、交換機(jī),、車載計算機(jī)平臺等產(chǎn)品,。龍芯2K是工控芯片,用于數(shù)控機(jī)床,。龍芯2J是按軍方需求定制,,該芯片被用戶單位總師評價為,“已知范圍內(nèi)性能最高,,設(shè)計最復(fù)雜的軍品CPU,。”龍芯3A1000微結(jié)構(gòu)為GS464被用于筆記本,。
龍芯3B1000和3B1500微結(jié)構(gòu)是GS464V,,3B1000被用于高性能計算機(jī)KD-90和超算曙光6000,KD-90集成了10片3B1000處理器,,理論峰值計算能力達(dá)到每秒1萬億次,。曙光6000超算使用了2500片3B1000,另外曙光還出品了3B1500的服務(wù)器和堡壘機(jī),。
中電十四所用GS464V微結(jié)構(gòu)研發(fā)了華睿2號(DSP),,華睿2號能將雷達(dá)信號處理算法提煉成FFT、FIR,、相關(guān),、矩陣求逆等17種基本計算構(gòu)件,較好地解決了雷達(dá)系統(tǒng)大帶寬,、高吞吐的應(yīng)用需求,。龍芯3A2000和龍芯3B2000的微結(jié)構(gòu)是GS464E,,龍芯3A2000有臺式機(jī)和筆記本產(chǎn)品,龍芯3B2000將被用于服務(wù)器,。
10,、BIOS,、操作系統(tǒng)和軟件生態(tài)
在BIOS方面,,龍芯聯(lián)合中電科技集團(tuán)開發(fā)的全中文龍芯安全bios----昆侖固件。昆侖固件支持龍芯,、飛騰,、申威等國產(chǎn)芯片,。在操作系統(tǒng)方面,,龍芯在2015年8月發(fā)布基于linux的社區(qū)版操作系統(tǒng)loongnix。此外,,龍芯還支持國產(chǎn)中標(biāo)麒麟操作系統(tǒng)以及Reworks嵌入式操作系統(tǒng)。在軟件方面,,龍芯支持金山WPS文字處理,,JAVA和Flash,火狐瀏覽器和Chrome瀏覽器,,達(dá)夢、金倉,、神州通用數(shù)據(jù)庫,,東方通、金蝶,、中創(chuàng)中間件,,中軟政務(wù)處理系統(tǒng)等,主要針對有信息安全要求的黨,、政,、軍、國企,、事業(yè)單位辦公電腦和服務(wù)器市場,。在軟件中有很多核心代碼,針對X86和ARM的芯片都是用匯編優(yōu)化過的,,而針對其它結(jié)構(gòu)是用C語言寫的普通功能性代碼,,有著很大的優(yōu)化提升空間。
例如某單位的指揮系統(tǒng)剛移植到龍芯CPU時,,開機(jī)就需要50分鐘,,但經(jīng)過兩個月的磨合優(yōu)化,開機(jī)時間降低到了30秒。又如有一個數(shù)據(jù)庫,,剛開始啟動需要10分鐘,,后來降到10秒。因此,,龍芯目前軟件生態(tài)的重點是對編譯器,、C庫、JAVA,、數(shù)據(jù)庫,、中間件進(jìn)行優(yōu)化,以及對一些專業(yè)應(yīng)用,,比如軍用的GIS應(yīng)用加速,、網(wǎng)絡(luò)安全的協(xié)議棧等。
對于普通消費者常用的軟件,,因龍芯電腦的市場占有率過于渺小,,加上龍芯人力、物力,、財力都非常有限,,在這方面實在是心有余而力不足,這也是民用PC市場基本看不到龍芯電腦的主要原因,。
11,、龍芯產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟構(gòu)建
龍芯想要市場化運營就離不開一個強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的支持。目前,,龍芯的合作伙伴主要有中國電子科技集團(tuán),、中航工業(yè)集團(tuán)、中國核工業(yè)集團(tuán),、中船重工,、中國船舶工業(yè)集團(tuán)、中國航天科技集團(tuán),、中國核建,、中國工業(yè)兵器集團(tuán)、曙光,、浪潮、中科夢蘭,、銳捷網(wǎng)絡(luò),、東軟集團(tuán)、神州數(shù)碼,、研華科技,、中興,、西安華芯、清華同方,、眾達(dá)精電等。到2014年底,,龍芯下游已有兩三百家合作伙伴企業(yè),,下游里僅僅是圍繞龍芯做研發(fā)的技術(shù)人員已有上萬人。
12,、Tick—Tock發(fā)展戰(zhàn)略
龍芯將設(shè)計團(tuán)隊一分為二,,一個團(tuán)隊負(fù)責(zé)前端設(shè)計,任務(wù)是提升微結(jié)構(gòu),,一個團(tuán)隊負(fù)責(zé)后端設(shè)計,,任務(wù)是提升主頻。龍芯2015年發(fā)布的3A2000是Tock,,是微結(jié)構(gòu)的提高,,明年發(fā)布的3A3000是Tick,提升主頻和制程工藝,。兩只設(shè)計團(tuán)隊交替進(jìn)行,,猶如鐘表“滴答滴答”(Tick—Tock原意是鐘表聲“滴答”)。采用Tick—Tock發(fā)展戰(zhàn)略,,不僅降低了科研人員的工作強(qiáng)度,,還使產(chǎn)品更新頻率也從原來的2.3年一次更新縮短到18個月一次更新,提升了產(chǎn)品研發(fā)的效率,。
13,、 龍芯的名譽
龍芯的名譽毀于媒體和網(wǎng)絡(luò)??赡苁菄鴥?nèi)部分傳統(tǒng)媒體的記者們因缺乏基本的硬件知識,,無法理解設(shè)計師的話語,導(dǎo)致寫出來的文章不僅空洞無物,,還詞不達(dá)意,。八股式報道模式總是一副趕英超美的科技大躍進(jìn)的口吻,將龍芯高高捧起,,而現(xiàn)實卻無情的一次又一次的打臉,,當(dāng)宣傳和現(xiàn)實多次沖突后,造成很多不明真相的群眾感覺龍芯就是一個大忽悠,。
而國內(nèi)很多網(wǎng)媒,,總是喜歡取非常聳人聽聞的標(biāo)題,一副語不驚人死不休的模樣,。一會兒龍芯“秒天秒地秒月球”,,一會兒又把龍芯黑成奧巴馬,,而一些連龍芯和漢芯都分不清的網(wǎng)民又參與其中,人人一副我比政治局更聰明的樣子,,大言不慚地指點江山,,在彼此間的網(wǎng)絡(luò)互動中把原本應(yīng)該理性、祥和的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境變得充斥著虐氣,,使真正理性的聲音淹沒在嘈雜的奇談怪論中,。
14、龍芯的性能
根據(jù)中電集團(tuán)的測試報告:GS464E的SPEC2000使用GCC4.8編譯器跑分為:整數(shù)768/G,、浮點1153/G,,使用LCC編譯器跑分為:整數(shù)828/G、浮點1578/G,,用Intel的芯片對標(biāo)的話,,以即將流片,也是龍芯目前性能最強(qiáng)的3A3000為例,。它的整數(shù)性能相當(dāng)于Q8200,,浮點性能相接近主頻降到1.6-1.8G的3代I5。
事實上,,單純比較CPU的性能對我們普通消費者而言意義不大,。因為影響用戶使用體驗的是整機(jī)性能,CPU性能僅僅是整機(jī)性能的一方面,。CPU,、編譯器、操作系統(tǒng)與CPU的磨合,,應(yīng)用軟件針對CPU的優(yōu)化都會對整機(jī)性能和用戶體驗產(chǎn)生很大的影響,,而后者才是龍芯目前的短板。因此,,龍芯把越來越多的資源向軟件傾斜,。
15、龍芯的定位
龍芯課題組成立之初是著眼于解決國防和信息安全領(lǐng)域無芯可用的困境,。所有工作都是圍繞著國防和信息安全需要開展,,開發(fā)嵌入式芯片也是為了從民用市場中賺錢,有了穩(wěn)定的資金來源后更好的支持用于國防和信息安全領(lǐng)域的高性能芯片研發(fā),。
對于目前的龍芯來說,,PC和服務(wù)器產(chǎn)品在整機(jī)性能上和國外產(chǎn)品的差距依然很大。對于在家用PC市場和國外產(chǎn)品競爭,,龍芯電腦在整機(jī)性能,、價格、軟件生態(tài)方面處于絕對劣勢,。以龍芯及其產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的實力要在商業(yè)上打敗微軟和Intel構(gòu)建的體系確實是癡人說夢,。
未來5年內(nèi),,龍芯在PC市場的目標(biāo)僅僅是在硬件性能穩(wěn)步提升的同時,通過不斷加強(qiáng)編譯器的優(yōu)化,、軟件和硬件的磨合,,使龍芯電腦和服務(wù)器的整機(jī)性能和軟件生態(tài)能夠滿足黨政機(jī)關(guān)的辦公需求。至于國內(nèi)家用PC市場,,只有等龍芯的軟件生態(tài)足夠豐富,、產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟足夠強(qiáng)大之后,龍芯的產(chǎn)品才會有競爭力,。
16、關(guān)于自主可控
自主,,顧名思義,,是自主知識產(chǎn)權(quán),不需要給國外繳納專利費,,可以自由選擇發(fā)展方向和技術(shù)路線,。
以龍芯為例,龍芯可以自由擴(kuò)展指令集,,比如龍芯擴(kuò)展了1014條向量指令,,使龍芯微結(jié)構(gòu)的浮點性能大幅提升,以至于都能客串DSP,;
從國外購買指令集授權(quán)的話,,不僅要支付一筆授權(quán)費,而且授權(quán)到期要再購買一次,,外商每一次更新指令集還要再購買一次,。另外,還會受到很多限制,,比如不具備發(fā)展權(quán),,不能擴(kuò)展指令集,只能按照國外巨頭的劃定路線圖走,,跟在身后亦步亦趨,。
可控,指的是芯片安全可控,。無論是自主指令集還是購買國外指令集,,只要是獨立自主設(shè)計微結(jié)構(gòu),就不存在安全問題,。
但如果是購買國外微結(jié)構(gòu)授權(quán)或者仿制國外CPU則存在安全隱患,。因為買到的微結(jié)構(gòu)若不是開源的,對于國內(nèi)廠商來說就是一個黑箱,;即使是開源的,,光指令系統(tǒng)里的源碼至少一兩千萬行,,在完全吃透技術(shù)以前,根本沒法保證里面沒有安全隱患,;仿制國外CPU很容易陷入知其然,,不知其所以然的情況,無法識別CPU里的到底有沒有后門電路,。
因此,,要做到真正自主可控就至少要有自己的指令集和微結(jié)構(gòu),目前國內(nèi)符合條件的只有龍芯和申威,。購買國外廠商指令集授權(quán),,比如ARM指令授權(quán),自己設(shè)計微結(jié)構(gòu),,雖然無法自主選擇發(fā)展路線,,但是在硬件方面安全可控,而且依附于AA體系后,,雖然會造成受制于人的情況,。但可以不需要研發(fā)自己的編譯器,可以兼容AA體系的軟件生態(tài),,大幅降低研發(fā)的技術(shù)門檻,、時間成本和資金成本。在沒有自己的體系可以依托或沒有資本和技術(shù)自建體系的情況下,,依附于國外體系,,有利于市場化運營。
購買國外微結(jié)構(gòu),,比如ARM的A53或A57,集成自己的SOC,,這種做法雖然能依附于AA體系,有利于市場化運營,,能賺快錢,,但既不自主,也不可控,,而且在利潤方面也被外商控制,。因為在購買微結(jié)構(gòu)要支付授權(quán)費,每生產(chǎn)一片芯片還要支付專利費,。
而且每個環(huán)節(jié)做什么,,有多少利潤,在AA體系中已經(jīng)形成潛規(guī)則,,國內(nèi)IC設(shè)計公司依附于AA體系基本上淪為外商的馬仔,,這也是國內(nèi)ARM陣營IC設(shè)計公司雖然營業(yè)收入不低,但利潤普遍不高的原因之一,。
即使是國內(nèi)IC設(shè)計公司營業(yè)收入排行第一的海思,,在有母公司輸血的情況下也曾經(jīng)連年虧損,,利潤主要依靠華為搭載海思芯片產(chǎn)品的高溢價,而非在市場上直接出售芯片,。
17,、總結(jié)
龍芯課題組成立14年來,忍受著社會上的冷嘲熱諷,,用少得可憐的人力和財力研發(fā)了自己的loongISA,,設(shè)計了6個微結(jié)構(gòu),研發(fā)了自己的LCC編譯器,,開發(fā)了自己的社區(qū)操作系統(tǒng)loongnix,。推出了幾十款產(chǎn)品,涵蓋軍用芯片,、宇航級芯片,、服務(wù)器芯片,桌面芯片,,嵌入式芯片以及這些芯片配套的軟件生態(tài),。構(gòu)建了一個涵蓋兩三百家企業(yè),,上萬名技術(shù)人員的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,。而這一切都是一支只有400余人的研發(fā)團(tuán)隊完成的。
相對于國內(nèi)依附于Wintel體系,、AA體系的IC設(shè)計公司在技術(shù)上和利潤上都受制于人,。龍芯可以自主擴(kuò)展指令集,在發(fā)展方向上可以自主選擇,;在安全可控方面,,可以實現(xiàn)從軟件和硬件上同時實現(xiàn)安全可控;在利潤方面,,可以實現(xiàn)所有利潤都留在龍芯構(gòu)建的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟內(nèi),,國外廠商除非加入龍芯的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,給龍芯當(dāng)馬仔,,否則無法分走一分一毫利潤,。
下一步,龍芯將以“l(fā)oongISA+LCC+GS464E等自主研發(fā)的微結(jié)構(gòu)+社區(qū)操作系統(tǒng)loongnix+軟件生態(tài)+產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”為基礎(chǔ),,力爭打造自己的體系,。若能成功構(gòu)建自己的體系,該體系將成為繼Wintel體系,,arm+安卓體系之后的第三極,,雖然弱小,但星星之火,,可以燎原,。