自主可控CPU“三要素”

□ 胡偉武

習總書記提出“構(gòu)建安全可控的信息技術(shù)體系”。CPU作為信息技術(shù)體系中的核心器件，被大量運用在黨政、交通、金融、能源等關(guān)鍵信息基礎設施領域，事關(guān)國家安全。本文從“構(gòu)建安全可控的信息技術(shù)體系”的要求出發(fā)，對自主可控CPU提出了幾條簡單明了的原則，主要聚焦3點：一是CPU研制單位是否符合安全保密要求；二是CPU指令系統(tǒng)是否可持續(xù)自主發(fā)展；三是CPU核心源代碼是否是自己編寫。這3點作為構(gòu)成CPU是否自主可控最核心的評判標準。

近期，隨著我國自主CPU的研發(fā)和應用推廣取得持續(xù)發(fā)展，圍繞自主研發(fā)的技術(shù)路線和引進技術(shù)的技術(shù)路線展開了激烈斗爭。一些我們想通過自主研發(fā)擺脫依賴的CPU和操作系統(tǒng)，紛紛通過技術(shù)合作或企業(yè)合資的方式讓我們對其建立新的依賴。從產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度來說，各種技術(shù)路徑都是應當鼓勵的，有利于我國信息產(chǎn)業(yè)形成百花齊放的局面。但引進技術(shù)的CPU紛紛通過各種方式，打上“自主可控、安全可靠”的標簽，意圖魚目混珠，進入涉及國家安全的以武器裝備和黨政辦公為代表的信息化應用，對我國的國家安全形成新的威脅。根據(jù)在黨政軍研制和推廣龍芯CPU多年的經(jīng)驗，我認為面向黨政軍應用的自主CPU應該具備以下3個基本要素。

1）CPU企業(yè)無境外直接投資，且通過間接方式投資的外方投資者及其一致行動人的出資比例最終不得超過20%。上述要求是《武器裝備科研生產(chǎn)單位保密資格認定辦法》的規(guī)定。由于CPU的基礎性和應用的多樣性，在CPU應用過程中，需要CPU企業(yè)技術(shù)人員直接到應用現(xiàn)場進行技術(shù)服務。因此，在黨政軍裝備或信息化系統(tǒng)中應用的CPU，應該參照《武器裝備科研生產(chǎn)單位保密資格認定辦法》對企業(yè)性質(zhì)作出規(guī)定。鑒于股東對企業(yè)經(jīng)營信息有基本的知情權(quán)，為避免境外投資股東及其指定的企業(yè)經(jīng)營管理人員知悉、接觸國家秘密信息，確保國家秘密安全，提供應用于黨政軍裝備及信息化CPU的企業(yè)不應由境外直接投資。同時，我國會計準則規(guī)定，不具有共同控制或重大影響的投資，持股比例一般小于20%，因此通過間接方式投資的境外投資比例如果超過20%，境外投資人仍可以通過間接投資的方式知悉、接觸相關(guān)企業(yè)產(chǎn)品在黨政軍裝備和信息化的應用情況。

2）CPU的指令系統(tǒng)可持續(xù)自主發(fā)展。指令系統(tǒng)是計算機軟件和硬件的界面，反映了計算機所擁有的基本功能。自主可控CPU的指令系統(tǒng)應該是自主設計，或者得到已有指令系統(tǒng)的長期有效授權(quán)且可自行添加新指令。研制自主CPU不是目的，而是按照習近平總書記要求“構(gòu)建安全可控信息技術(shù)體系”，這就要求CPU的指令系統(tǒng)發(fā)展不受制于人。盧錫城院士在《中國信息安全》雜志2018年第3期上發(fā)表的“聚焦安全可控——核心信息技術(shù)自主可控發(fā)展思考”一文中指出，安全可控應包括3個方面內(nèi)涵，其中一個就是技術(shù)發(fā)展安全可控。指令系統(tǒng)可以持續(xù)自主發(fā)展是CPU技術(shù)發(fā)展安全可控的必要條件。如果得到境外企業(yè)指令系統(tǒng)授權(quán)，但授權(quán)是有期限的，到期后境外企業(yè)可以終止授權(quán)或漫天要價，則會使我們基于該指令系統(tǒng)辛辛苦苦建立的產(chǎn)業(yè)生態(tài)付之一旦。如果自己不能隨著應用的要求添加指令，則只能亦步亦趨地跟隨別人的技術(shù)路線，難以構(gòu)建安全可控的信息技術(shù)體系。

3）CPU核的源代碼自己編寫。CPU是巨復雜系統(tǒng)，影響其品質(zhì)的因素非常多，只能在實踐中邊試錯邊發(fā)展，隨時間推進而不斷演進。人們喜歡把一個系統(tǒng)分成很多子系統(tǒng)，子系統(tǒng)間的關(guān)系比較清晰，但是大腦這樣的復雜系統(tǒng)不是樹狀結(jié)構(gòu)，是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，你可以打開一個豬的大腦，每一個溝溝坎坎看得很清楚，但你不知道它在想什么。CPU也一樣，即使看懂了每一行代碼，上百萬行代碼拼起來卻不知道其奧妙。Intel 的CPU中最近發(fā)現(xiàn)的“熔斷”和“幽靈”隱患給我們一個啟示，即使設計者對CPU的復雜度引起的安全隱患都難以完全把握，更別說是看別人的設計了。因此，CPU核的源代碼一定要堅持自主設計。有一種情況可以認為對引進CPU的源代碼“消化吸收”了，那就是基于引進的CPU源代碼進行改進后在相同工藝下性能提高1倍以上，如果只是作局部改動，提高性能百分之幾十，還不能算。CPU中的其他模塊，如內(nèi)存控制器等，最好也自己寫源代碼。

此外，對于機要、保密等核心黨政軍信息化應用，應該優(yōu)先選用在境內(nèi)流片的CPU，在生產(chǎn)過程中加入后門雖然難度較大，但不是不可能。2016年，在DARPA和美國國家科學基金會支持下，美國密歇根大學首次在開源OR1200處理器的制造環(huán)節(jié)植入模擬惡意電路（即硬件木馬），可進行遠程控制和實施攻擊。此外，可以在生產(chǎn)過程中在芯片的電源網(wǎng)絡和地線網(wǎng)絡中加入后門，在關(guān)鍵時把芯片的電源地短路。

上述3個基本要素多數(shù)人會同意，對國家安全是有利的。但很多人會質(zhì)疑，自主研發(fā)的CPU能滿足應用要求嗎？答案是肯定的。從“十二五”以來，在黨政軍裝備和信息系統(tǒng)的應用或應用試點中，以CPU和操作系統(tǒng)為代表的自主基礎軟硬件從不成熟到成熟，自主基礎軟硬件產(chǎn)業(yè)鏈從組合發(fā)散到組合收斂，基于自主基礎軟硬件的黨政軍信息系統(tǒng)從基本可用、到可用、到好用。以龍芯CPU為例，龍芯CPU軟硬件生態(tài)已經(jīng)跨越了“越用問題越多”的問題發(fā)散的階段，開始快速問題收斂并趨于成熟。龍芯產(chǎn)業(yè)化主體龍芯中科技術(shù)有限公司從2015年起持續(xù)盈利。滿足上述3項要求的申威CPU在高性能計算機領域做到了世界第一。龍芯和申威的實踐充分表明，自主基礎軟硬件完全可以在試點應用中得到鍛煉成長，滿足以黨政軍信息化為代表的行業(yè)應用需求。那種認為自主研發(fā)的CPU滿足不了應用需求，需要通過引進技術(shù)的觀點是錯誤的。在滿足黨政軍應用需求后，隨著其他行業(yè)應用的拓展，自主CPU將再次經(jīng)歷一個從問題發(fā)散到問題收斂的階段。如此再有1~2次螺旋上升，自主CPU將可以面向開放市場競爭。

國內(nèi)經(jīng)濟最發(fā)達、GDP最高的2個省份，都曾經(jīng)有過通過引進技術(shù)發(fā)展自主CPU的嘗試，最后都失敗了。究其原因，就是再好的技術(shù)，只有符合中國國情、和具體應用需求相結(jié)合才能發(fā)展。一支有創(chuàng)業(yè)精神、有研發(fā)能力的團隊是自主CPU發(fā)展的內(nèi)因；政府先引進技術(shù)，然后臨時拼湊的團隊是難以在激烈市場競爭中獲勝的。那些引進的所謂國外先進技術(shù)，大都是在國際市場上被淘汰的產(chǎn)品，不符合市場發(fā)展需求，因此希望打著“自主可控”的旗號，在黨政軍信息化市場得到應用。須知天下沒有免費的午餐，想依靠外國人幫助中國建立安全可靠的信息技術(shù)體系是不現(xiàn)實的。有些單位或企業(yè)把國外的CPU拿來改換標簽，或者稍作改動進行流片，然后在黨政軍機關(guān)展開積極游說，試圖打上“自主可控”的標簽，其本質(zhì)是為小集團利益犧牲國家安全利益。改革開放40年來，對于國外壟斷集團在我們不掌握技術(shù)時就封鎖技術(shù)、在我們掌握技術(shù)后就通過技術(shù)合作阻止自主技術(shù)發(fā)展的微末伎倆，中國人民已經(jīng)洞若觀火。古人說“莫現(xiàn)乎隱、莫顯乎微”。那些為了小集團利益罔顧國家安全利益的人，那些千方百計貶低自主CPU、為買辦CPU路線搖旗吶喊的人，最終只能是搬起石頭砸自己的腳，最終身敗名裂，釘上中國信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷史的恥辱柱。