比龍芯２更重要的

龍芯2號(hào)的推出，使得中國(guó)人對(duì)于信息產(chǎn)業(yè)的未來(lái)更添了一份自信。在評(píng)價(jià)龍芯2號(hào)產(chǎn)品的同時(shí)，有比它更重要的東西，那才是支撐中國(guó)信息產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步走向輝煌的基礎(chǔ)。

理解產(chǎn)業(yè)比勇氣重要

從天才的設(shè)想到夢(mèng)想的實(shí)現(xiàn)并不是遙不可及。至少龍芯2號(hào)的研制成功證明了這點(diǎn)。除了中科院一幫工程師的勇氣可嘉外，他們對(duì)芯片產(chǎn)業(yè)的理解為整個(gè)研發(fā)奠定了成功基調(diào)。

IC設(shè)計(jì)比IC加工更適合國(guó)情也更有未來(lái)。在分析了這兩個(gè)領(lǐng)域的特點(diǎn)后，開(kāi)發(fā)組迅速地選擇了IC設(shè)計(jì)領(lǐng)域。IC加工是資金高密集的行業(yè)，且國(guó)外對(duì)先進(jìn)加工設(shè)備出口中國(guó)設(shè)置了限制，使得中國(guó)在這方面實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展難度很大。而IC設(shè)計(jì)既是智力密集型產(chǎn)業(yè)，也是高回報(bào)行業(yè)。在中國(guó)從事芯片設(shè)計(jì)的人才之多足以滿足需求，同時(shí)，芯片設(shè)計(jì)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)和專(zhuān)利很多都體現(xiàn)在系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)上，受到的阻力較小。更重要的是，這一設(shè)想在龍芯1號(hào)CPU物理設(shè)計(jì)的成功上得到驗(yàn)證，有了實(shí)踐保證。

發(fā)展通用型CPU比嵌入式CPU更符合芯片產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)。IC發(fā)展歷史已表明，通用CPU是IC技術(shù)發(fā)展的源頭。這種對(duì)芯片產(chǎn)業(yè)規(guī)律的把握，使得龍芯2號(hào)實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展。此舉也是基于對(duì)微處理器發(fā)展趨勢(shì)的理解與判斷。隨著Internet的普及與發(fā)展，人們心目中的P3、P4之類(lèi)的CPU和Windows之類(lèi)操作系統(tǒng)的地位正在不斷下降。隨著網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)和各式各樣的通信與終端設(shè)備直接接入互聯(lián)網(wǎng)，微處理器將分布在各種設(shè)備中。3C時(shí)代的到來(lái)使得新一代的微處理器和現(xiàn)在PC機(jī)上的CPU將會(huì)有很大區(qū)別，從Intel的最新發(fā)布可以看出，它正從傳統(tǒng)的Intel inside轉(zhuǎn)向Intel platform，表明Intel向產(chǎn)業(yè)鏈兩端拓展的野心，也預(yù)示了芯片產(chǎn)業(yè)的未來(lái)是通用型芯片的天下。

另一個(gè)需要認(rèn)識(shí)的問(wèn)題是龍芯2號(hào)在兼容性方面的考慮。開(kāi)發(fā)組認(rèn)為，在全球經(jīng)濟(jì)一體化下，要拋棄所謂“完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)”的舊觀念，一切依據(jù)市場(chǎng)來(lái)進(jìn)行。伴隨兼容的是在兼容時(shí)如何避開(kāi)專(zhuān)利。通過(guò)查閱了所有有關(guān)專(zhuān)利，開(kāi)發(fā)者們發(fā)現(xiàn)指令系統(tǒng)本身不是專(zhuān)利，而且?guī)缀鯖](méi)有一項(xiàng)概念性的專(zhuān)利。解決了這幾項(xiàng)認(rèn)識(shí)，才真正掃清了開(kāi)發(fā)者們的認(rèn)識(shí)障礙。

科學(xué)方法比想法重要

老鼠們都想在貓脖子上掛個(gè)鈴鐺，這個(gè)想法的確不錯(cuò)，但是實(shí)現(xiàn)的方法卻要比產(chǎn)生這個(gè)想法困難得多，也重要得多。開(kāi)發(fā)組掃清了許多認(rèn)識(shí)上的疑惑之后，還必須采用科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)拈_(kāi)發(fā)方法，這比想法更為重要。

開(kāi)發(fā)組科學(xué)地分析自身優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)后，根據(jù)自身資源采取了最佳策略。在分析了自身在系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的技術(shù)儲(chǔ)備與優(yōu)勢(shì)后，從龍芯1號(hào)設(shè)計(jì)起就提出了“高起點(diǎn)，一步到位”的要求。所謂高起點(diǎn)是指盡可能采用先進(jìn)的制造工藝；所謂“一步到位”，當(dāng)然不是指第一次設(shè)計(jì)就做出性能超過(guò)P4的CPU，而是針對(duì)當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)有些單位還在啟動(dòng)研制386、486的形勢(shì)，要求在微體系結(jié)構(gòu)上有創(chuàng)新，用國(guó)際先進(jìn)水平的體系結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)64位浮點(diǎn)運(yùn)算，盡可能實(shí)現(xiàn)技術(shù)上的跨越式進(jìn)步。它的另一層意思是不做實(shí)驗(yàn)室樣片，而做經(jīng)得起檢驗(yàn)可批量生產(chǎn)的商用芯片。其次，要求龍芯2號(hào)的體系結(jié)構(gòu)有自己明顯的特色，以最有效的方法實(shí)現(xiàn)四發(fā)射，為下一步研制超線程CPU和多處理機(jī)CPU打下基礎(chǔ)。

在處理兼容性問(wèn)題上，開(kāi)發(fā)組毫不猶豫地選擇了兼容做法。對(duì)于專(zhuān)利問(wèn)題，設(shè)計(jì)組認(rèn)識(shí)到，回避專(zhuān)利與采用什么指令系統(tǒng)沒(méi)有關(guān)系。開(kāi)發(fā)組在設(shè)計(jì)中沒(méi)有侵犯任何專(zhuān)利而且自己申請(qǐng)了十余項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利。

比龍芯2更重要的

作為一種具有突破性的產(chǎn)品，它本身并沒(méi)有什么值得研究的。人們關(guān)注龍芯2本身并沒(méi)有切入到核心問(wèn)題。其實(shí)，對(duì)于一項(xiàng)科技創(chuàng)新而言，持續(xù)的創(chuàng)新決心、對(duì)科學(xué)方法的遵循以及基于市場(chǎng)需求的設(shè)計(jì)才是至關(guān)重要的。

持續(xù)創(chuàng)新的決心與信心是龍芯不斷升級(jí)的意志保證?？茖W(xué)院計(jì)算所李國(guó)杰院士表示，龍芯3代將采用多核結(jié)構(gòu)，可能會(huì)有4個(gè)內(nèi)核。總開(kāi)發(fā)師胡偉武指出：未來(lái)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是，用多核加速單線應(yīng)用，使用65ms或更先進(jìn)工藝。這一設(shè)計(jì)與國(guó)際保持了同步，如果龍芯4、龍芯5順利推出，中國(guó)將直接進(jìn)入世界一流行列。

對(duì)科學(xué)方法的遵循是龍芯不斷升級(jí)的智力保證。實(shí)現(xiàn)一個(gè)理想比理想本身更有難度也更有價(jià)值。在龍芯2設(shè)計(jì)的過(guò)程中，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、邏輯設(shè)計(jì)以及物理設(shè)計(jì)三個(gè)階段，這三個(gè)階段互相重疊，其中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段和龍芯1號(hào)的設(shè)計(jì)也有所重疊。在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，開(kāi)發(fā)組充分遵循三個(gè)原則，取得了不錯(cuò)的效果。一是充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)和軟硬件協(xié)同的設(shè)計(jì)原則；二是以物理設(shè)計(jì)指導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則；三是在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法上穩(wěn)扎穩(wěn)打的原則。成功推出龍芯1號(hào)、龍芯2號(hào)后，開(kāi)發(fā)組總結(jié)了三條經(jīng)驗(yàn)。第一條是精益求精的經(jīng)驗(yàn)。做一個(gè)正確的設(shè)計(jì)和做一個(gè)精品的設(shè)計(jì)是有很大區(qū)別的；第二條經(jīng)驗(yàn)是在執(zhí)著于細(xì)節(jié)的理解和把握的同時(shí)退后一步進(jìn)行的全局的觀察和思考是十分必要的；第三條經(jīng)驗(yàn)是以事實(shí)為依據(jù)的經(jīng)驗(yàn)。對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行持續(xù)的性能分析、物理綜合、以及仿真驗(yàn)證為龍芯2號(hào)的改進(jìn)和改正提供了大量的事實(shí)依據(jù)。這是開(kāi)發(fā)組最終能夠推出龍芯2的原因，也保證了他們?cè)诮窈蟪掷m(xù)推出更高性能的芯片，因?yàn)榭茖W(xué)不是碰運(yùn)氣，而是實(shí)實(shí)在在的按照規(guī)律辦事的產(chǎn)物。

在整個(gè)過(guò)程中，對(duì)市場(chǎng)的理解應(yīng)該是最核心最關(guān)鍵的問(wèn)題。任何產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)必須基于市場(chǎng)的現(xiàn)實(shí)需求，或者能夠引導(dǎo)市場(chǎng)滿足未來(lái)需求。龍芯同樣會(huì)遭遇到這個(gè)問(wèn)題。盡管，李國(guó)杰院士對(duì)IC產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化的意義認(rèn)識(shí)得相當(dāng)透徹：“技術(shù)成功并不是項(xiàng)目成敗的關(guān)鍵，要害問(wèn)題是其能擁有多大的用戶群?！倍鶕?jù)他當(dāng)年推廣曙光機(jī)的經(jīng)驗(yàn)，“開(kāi)發(fā)組不能把產(chǎn)業(yè)化的希望寄托在用戶的愛(ài)國(guó)熱情上?！钡?，就本人看來(lái)，他們對(duì)市場(chǎng)的理解應(yīng)該是龍芯從產(chǎn)品轉(zhuǎn)向市場(chǎng)應(yīng)用，以及迅速帶來(lái)實(shí)際收益。但這并不是龍芯的核心問(wèn)題，核心問(wèn)題是如何基于市場(chǎng)的需求進(jìn)行龍芯產(chǎn)品的研發(fā)與推廣，而不是推出產(chǎn)品后進(jìn)行的市場(chǎng)推廣問(wèn)題。本人并不贊同“從某種意義講，推廣龍芯CPU是比研制CPU更艱苦的一場(chǎng)戰(zhàn)斗”這樣的觀點(diǎn)，因?yàn)閷?duì)于競(jìng)爭(zhēng)激烈的芯片市場(chǎng)，優(yōu)秀的芯片產(chǎn)品是能夠在市場(chǎng)規(guī)律的作用下獲得成功的。在這種意義上，研發(fā)芯片比推廣芯片更困難。我們從AMD推出的64位芯片一舉戰(zhàn)勝I(mǎi)ntel，迫使對(duì)方也進(jìn)行改變的例子可以看出，芯片最終是靠技術(shù)與質(zhì)量說(shuō)話的。

盡管，CPU的產(chǎn)業(yè)化比其他產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化更困難。但是，從中星微電子的“星光系列”在國(guó)際上的成功不難看出，這款第五代數(shù)字多媒體芯片已經(jīng)突破七大核心技術(shù)，申請(qǐng)200項(xiàng)專(zhuān)利，銷(xiāo)售超過(guò)1000萬(wàn)枚，占計(jì)算機(jī)圖像處理芯片全球市場(chǎng)份額40％以上，并使得三星、飛利浦、諾基亞、NEC都成為其用戶。另一個(gè)比較成功的“中國(guó)芯”則是由方舟科技公司研制應(yīng)用在國(guó)內(nèi)教育、金融、稅務(wù)等行業(yè)的方舟系列芯片。2004年2月12日，美國(guó)慧智公司宣布其銷(xiāo)往歐美市場(chǎng)的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)將采用方舟科技開(kāi)發(fā)的“方舟二號(hào)”芯片，以替代美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的X86芯片。盡管，這些都屬于嵌入式芯片，但是同樣能夠說(shuō)明產(chǎn)品在設(shè)計(jì)之初就針對(duì)市場(chǎng)需求的做法，以及卓越的技術(shù)優(yōu)勢(shì)與產(chǎn)品性能是其成功的保證。有了基于開(kāi)放的技術(shù)與應(yīng)用，有了合理的利潤(rùn)分配體制，一個(gè)圍繞龍芯的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟會(huì)依據(jù)市場(chǎng)規(guī)律自然組建，而不需要政府部門(mén)推動(dòng)。方正科技明確指出：“采用與否看用戶需求。對(duì)于國(guó)家自行研發(fā)設(shè)計(jì)的芯片，方正作為民族企業(yè)表示非常歡迎，十分樂(lè)于看到國(guó)家科研實(shí)力的上升，這也表明中國(guó)企業(yè)有實(shí)力有優(yōu)勢(shì)立于全球競(jìng)爭(zhēng)中。但方正是否采用該產(chǎn)品要看用戶的具體需求?！?/p>

龍芯2的推出讓我們看到一個(gè)不斷崛起的民族產(chǎn)業(yè)背后的一群信心十足、兼具創(chuàng)新力并遵循科學(xué)方法的年輕科學(xué)家。我們需要關(guān)注的是他們挑戰(zhàn)勁敵的勇氣、創(chuàng)新的持續(xù)投入、對(duì)科學(xué)方法的遵循，以及需要提醒的是他們?cè)谠O(shè)計(jì)之初對(duì)市場(chǎng)需求的把握。