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胡偉武，現(xiàn)任龍芯中科技術(shù)股份有限公司總裁，中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所研究員，總工程師，博士生導(dǎo)師。國(guó)家杰出青年科學(xué)基金獲得者，2018年“CCF王選獎(jiǎng)”獲得者，第十一屆全國(guó)人大代表，第九、十屆全國(guó)青聯(lián)委員，黨的十八大、十九大代表。胡偉武 2001 年起投身于龍芯處理器的研制工作。先后主持完成了我國(guó)第一個(gè)通用處理器龍芯 1 號(hào)、第一個(gè) 64 位通用處理器龍芯 2 號(hào)、第一個(gè)四核處理器龍芯 3 號(hào)的研制，使我國(guó)處理器研制達(dá)到世界先進(jìn)水平。目前，龍芯處理器已經(jīng)形成系列產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于軍工、黨政辦公、工控、嵌入式等領(lǐng)域，為國(guó)家安全和自主信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。

近期，胡偉武走進(jìn)浙大紫金創(chuàng)享.創(chuàng)業(yè)大講堂，以《“芯芯”之火可以燎原：中國(guó)自主CPU發(fā)展道路》為題，與現(xiàn)場(chǎng)200多位師生分享龍芯科研團(tuán)隊(duì)20年來從關(guān)鍵核心技術(shù)突破到建設(shè)自主可控的軟硬件生態(tài)體系的探索之旅與感悟。

核心觀點(diǎn)

• 什么叫自主CPU，即自己從源代碼開始研制運(yùn)算器和控制器，CPU相當(dāng)于集成電路里邊的珠穆朗瑪峰。

• 自主的生態(tài)體系大循環(huán)主要包括三個(gè)環(huán)節(jié)，第一個(gè)是基于自主IP核的芯片設(shè)計(jì)；第二個(gè)是基于自主指令系統(tǒng)的軟件生態(tài)；第三個(gè)是基于自主材料設(shè)備的生產(chǎn)工藝。

• 發(fā)展核心技術(shù)的兩條路線：一條叫市場(chǎng)換技術(shù)，一條叫市場(chǎng)帶技術(shù)。

• 核心技術(shù)產(chǎn)業(yè)只能在試錯(cuò)中發(fā)展起來。

• 試錯(cuò)需要時(shí)間，因此時(shí)間是核心技術(shù)產(chǎn)品最重要的門檻。

• 如果把創(chuàng)新比作函數(shù)，體制、人才和經(jīng)費(fèi)是變量，時(shí)間是創(chuàng)新第四個(gè)變量。

• 不僅要擼起袖子加油干，還要耐著性子堅(jiān)持干。

• 核心技術(shù)突破的難點(diǎn)往往不在于科學(xué)原理，而在于工程細(xì)節(jié)的完善。

• 三流產(chǎn)品有錢就能做，二流產(chǎn)品有錢加有手藝才能做，一流產(chǎn)品有錢加有手藝以及長(zhǎng)期積累才能做，就像養(yǎng)孩子。

• 自主化替代關(guān)鍵在于體系替代而非產(chǎn)品替代。

• 龍芯的自主研發(fā)，已完成性能補(bǔ)課。性能之后，更關(guān)鍵的是生態(tài)。

• 走“市場(chǎng)帶技術(shù)”的道路，通過自主研發(fā)掌握CPU 的核心技術(shù)，建立自主可控的信息技術(shù)體系，我們失去的只有鎖鏈，得到的將是整個(gè)世界。

龍芯中科技術(shù)股份有限公司總裁，中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所研究員、總工程師胡偉武

下述內(nèi)容根據(jù)胡威武的現(xiàn)場(chǎng)演講整理而成，有刪減。

很高興有機(jī)會(huì)在浙大，跟各位老師、同學(xué)報(bào)告龍芯CPU發(fā)展過程的心得。講座主要分三部分：首先，什么是CPU；第二，我們應(yīng)該走什么道路；第三，關(guān)于信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的幾點(diǎn)思考。

第一部分：什么是CPU

首先，什么是CPU？CPU不等于芯片。

從Inside角度來說，目前計(jì)算機(jī)采用馮諾依曼結(jié)構(gòu)，有五部分，分別是運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。屏幕是輸出，鍵盤鼠標(biāo)輸入，硬盤既是輸入設(shè)備又是輸出設(shè)備，存儲(chǔ)器就是內(nèi)存條。其中，運(yùn)算器加控制器叫中央處理器（Central Processing Unit，CPU），這是學(xué)術(shù)定義。

什么是CPU？IBM 時(shí)代，CPU體現(xiàn)為一堆柜子。Intel時(shí)代，CPU體現(xiàn)為一個(gè)芯片。因此，在Intel時(shí)代，大家都覺得CPU與芯片幾乎劃等號(hào)。再看現(xiàn)在ARM時(shí)代，CPU體現(xiàn)為一個(gè)IP，軟 IP 為源代碼，硬 IP 為版圖。

什么叫自主CPU，即自己從源代碼開始研制運(yùn)算器和控制器，CPU相當(dāng)于集成電路里邊的珠穆朗瑪峰。

從Outside角度來說，2018年電腦企業(yè)聯(lián)想做整機(jī)，英特爾做芯片，英特爾凈利潤(rùn)210億美元，聯(lián)想凈利潤(rùn)只有6億美元。但我們看手機(jī)，蘋果做整機(jī)，凈利潤(rùn)595億美元。

經(jīng)常有人問我，我們國(guó)家不缺錢不缺人，全國(guó)人民都很重視CPU，為什么做不出來？

因?yàn)镃PU非常復(fù)雜。IT產(chǎn)業(yè)本質(zhì)上是解決方案為王的產(chǎn)業(yè)，解決方案決定用戶習(xí)慣和產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)權(quán)。

十九屆五中全會(huì)提出要建立國(guó)內(nèi)大循環(huán)。習(xí)近平總書記指出，要打通供應(yīng)鏈，產(chǎn)業(yè)鏈的痛點(diǎn)和堵點(diǎn)。

自主的生態(tài)體系大循環(huán)主要包括三個(gè)環(huán)節(jié)，第一是基于自主IP核的芯片設(shè)計(jì)。龍芯之所以被稱為“自主”，是因?yàn)辇埿镜腎P核是自己做的；第二是基于自主指令系統(tǒng)的軟件生態(tài)；第三是基于自主材料設(shè)備的生產(chǎn)工藝。

第二部分：自主CPU發(fā)展道路

我國(guó)要發(fā)展CPU，應(yīng)該走什么道路？

發(fā)展核心技術(shù)有兩條路線：一條叫市場(chǎng)換技術(shù)，一條叫市場(chǎng)帶技術(shù)。

市場(chǎng)換技術(shù)就是通過合資等方式把中國(guó)市場(chǎng)給予國(guó)外企業(yè)，希望在合資過程中得到先進(jìn)技術(shù)。我國(guó)的汽車產(chǎn)業(yè)是市場(chǎng)換技術(shù)的典型代表。

另一條是市場(chǎng)帶技術(shù)，通過體制內(nèi)市場(chǎng)引導(dǎo)帶動(dòng)技術(shù)進(jìn)步，再參與體制外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。航天產(chǎn)業(yè)是市場(chǎng)換技術(shù)的典型代表。

核心技術(shù)產(chǎn)業(yè)只能在試錯(cuò)中發(fā)展起來。高復(fù)雜系統(tǒng)變量多，若把此類產(chǎn)品的品質(zhì)比作函數(shù)，那就有上萬個(gè)變量。核心技術(shù)突破的難點(diǎn)往往不在于科學(xué)原理，而在于工程細(xì)節(jié)的完善。而工程問題要靠迭代來解決。

舉兩個(gè)例子，人類在發(fā)明蒸汽機(jī)一百多年之后才建立了熱力學(xué)，而熱力學(xué)是蒸汽機(jī)的科學(xué)原理；飛機(jī)上天幾十年之后，我們才建立了空氣動(dòng)力學(xué)。

試錯(cuò)需要時(shí)間。因此，時(shí)間是核心技術(shù)產(chǎn)品最重要的門檻。

三流產(chǎn)品有錢就能做，這類產(chǎn)品中國(guó)人已經(jīng)做透了；二流產(chǎn)品有錢加有手藝才能做，我們正在大力發(fā)展，手藝就是人才，目前我國(guó)對(duì)科技人才的需求真的是非常急迫；一流產(chǎn)品有錢加有手藝以及長(zhǎng)期積累才能做，這就像“養(yǎng)孩子”。

有些產(chǎn)品的研發(fā)過程就像“養(yǎng)豬”，一年就出成果，這是資本最喜歡的。有句話說“在風(fēng)口上豬都能飛起來”，但在風(fēng)口上被吹起來的豬是很危險(xiǎn)的，因?yàn)轱L(fēng)停了，豬摔下來就死了。

有些產(chǎn)品的研發(fā)像“養(yǎng)牛”，養(yǎng)三年就可以開始拉犁了。有些產(chǎn)品像“養(yǎng)孩子”，二三十年后才能退出，資本不喜歡這樣的，資本沒有這么長(zhǎng)期的耐心。但中央政府有這個(gè)耐心，有些地方政府也沒這樣的耐心。

像“養(yǎng)孩子”一樣做產(chǎn)品，企業(yè)要對(duì)產(chǎn)品有長(zhǎng)期的耐心，政府、投資人也需要對(duì)產(chǎn)品有這個(gè)耐心。說實(shí)話，資金可以籌來，人才可以挖來，機(jī)制可以改進(jìn)，但時(shí)間是沒法超越的。

龍芯CPU是在試錯(cuò)中發(fā)展起來的。2001年我們?cè)谥锌圃河?jì)算所開始研制龍芯CPU。在2001-2010年間，國(guó)家關(guān)于芯片技術(shù)怎么發(fā)展還沒有形成共識(shí)。五中全會(huì)是轉(zhuǎn)折點(diǎn)，會(huì)上把科技自立自強(qiáng)作為國(guó)家發(fā)展的戰(zhàn)略支撐，才使得一直在爭(zhēng)論的問題有了個(gè)句號(hào)。

在這期間，我們得到了國(guó)家863、973、自然科學(xué)基金和核高基重大專項(xiàng)等的支持。這十年間，我們的研發(fā)費(fèi)用花掉了國(guó)家四個(gè)多億，雖未給國(guó)家交稅，但培養(yǎng)了人才，掌握了技術(shù)。到2010年，我們認(rèn)識(shí)到要自己辦企業(yè)。

龍芯目前有三個(gè)產(chǎn)品系列，分別是面向桌面/服務(wù)器類應(yīng)用的龍芯3號(hào)“大CPU”系列、面向工控和終端類應(yīng)用的龍芯二“中CPU”號(hào)系列、面向特定應(yīng)用的龍芯一號(hào)“小CPU”系列。

2008、2010、2012年美國(guó)MIT Review 三篇文章都在說中國(guó)的龍芯快追上Intel了。但當(dāng)我們把那些芯片裝起來用的時(shí)候，卻發(fā)現(xiàn)它不可用。瀏覽器和office打不開或打開很慢。

我們打開文件靠的是通用處理性。我以“做飯”舉例，一個(gè)人一小時(shí)可以做好一頓給一家三口吃的飯，但要求60個(gè)人在一分鐘把飯做好，那是不行的。因?yàn)榇诵阅芊潜诵阅堋?/p>

我們的芯片和Intel的差距到底在什么地方呢？2012-2013年，我們左右反思，總結(jié)出三個(gè)方面。

首先，我們的芯片通用處理性能不行而非專用處理能力；其次，我們的單核性能不足而非核數(shù)不夠；最后，我們的設(shè)計(jì)能力不行而非工藝不行。

通用處理性能是需要平衡的，計(jì)算性能、訪存性能、 IO（輸入輸出）性能平衡。這就像蓋樓，Intel蓋了個(gè)100層的樓，這個(gè)樓很熱鬧，有很多人在里面住，有繁華的生產(chǎn)，有酒店。龍芯也蓋了一個(gè)100層的樓，或者蓋到80層就說龍芯的樓快超過Intel了。蓋好之后我們才發(fā)現(xiàn)，第一，沒建停車場(chǎng)；第二，這個(gè)樓只有一條單車道進(jìn)出。而Intel建的樓配套設(shè)施齊全，很平衡。我們的樓光有高度，沒有停車場(chǎng)且只有單車道通馬路。

當(dāng)時(shí)，我們的芯片沒強(qiáng)調(diào)平衡。我們只強(qiáng)調(diào)計(jì)算性能，并沒有強(qiáng)調(diào)IO和訪存能力。2013年，我們下定決心練內(nèi)功，通過設(shè)計(jì)優(yōu)化提高單核通用處理性能。

2010年開始辦企業(yè)，共經(jīng)歷了3代，到2020年終于把性能這課補(bǔ)完了。

第一代（2011-2015）實(shí)現(xiàn)基本可用（小學(xué)畢業(yè)）。按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)跑分（單核性能跑程序spec CPU 2006），市場(chǎng)主流產(chǎn)品在20~40分之間。Intel的最新產(chǎn)品能達(dá)到40多分，它賣的最多的產(chǎn)品在35~40分，而我們的產(chǎn)品當(dāng)時(shí)才2~3分。

第二代（2016-2019）實(shí)現(xiàn)可用（中學(xué)畢業(yè)）。跑分達(dá)到10-11分，提高四倍。

第三代（2020-）達(dá)到好用（大學(xué)畢業(yè)）。單核通用處理性能提高到2-3倍（20-30分），達(dá)到AMD水平。

經(jīng)過20年發(fā)展，自主CPU和OS基本完成性能“補(bǔ)課”。一是百萬片規(guī)模應(yīng)用驗(yàn)證了成熟度，二是CPU通用處理性能達(dá)到市場(chǎng)主流CPU水平，OS成熟度接近Windows XP水平。

性能之后，更關(guān)鍵的是軟件生態(tài)。如果我們把自主和兼容當(dāng)做一對(duì)矛盾，那么這個(gè)矛盾既有對(duì)立面，也有統(tǒng)一面。我們的目標(biāo)是構(gòu)建自己的生態(tài)，我們稱之為L(zhǎng)oongarch龍芯架構(gòu)。

第三部分：關(guān)于信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展有幾點(diǎn)思考

“信創(chuàng)”的全稱是信息技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)。

要發(fā)展信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)，首先要建立自主可控的信息產(chǎn)業(yè)體系。這與我國(guó)構(gòu)建國(guó)內(nèi)大循壞為主體、國(guó)內(nèi)國(guó)際雙循環(huán)互相促進(jìn)的新發(fā)展格局是一致的。以自主化應(yīng)用帶動(dòng)CPU快速發(fā)展。自主化替代的關(guān)鍵在于體系替代而非產(chǎn)品替代。龍芯CPU適合支撐產(chǎn)業(yè)集群。

其次要建立開放的生態(tài)。龍芯的生態(tài)建設(shè)模式被稱為“四兩撥千斤”。在浙江金華，我們通過產(chǎn)業(yè)聚集（技術(shù)基礎(chǔ)、市場(chǎng)牽引、產(chǎn)業(yè)鏈主干和培養(yǎng)人才）輻射出千億級(jí)的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。

最后要以自主生態(tài)產(chǎn)業(yè)形成內(nèi)循環(huán)帶動(dòng)外循環(huán)。自主生態(tài)的建設(shè)需要30年，到2030年我們的自主生態(tài)要跟Wintel、AA形成三足鼎立。

中國(guó)的計(jì)算機(jī)事業(yè)發(fā)展可以分為三個(gè)階段。

第一個(gè)階段是1950-1980年，沒有市場(chǎng)化，構(gòu)建的是內(nèi)循環(huán)。

第二個(gè)階段是1980-2010年，融入國(guó)際循環(huán)完全市場(chǎng)化，但是喪失自主性。

第三個(gè)階段是2010年至今，在市場(chǎng)化條件下實(shí)現(xiàn)自主性，構(gòu)建雙循環(huán)。

發(fā)展核心技術(shù)不僅要擼起袖子加油干，還要耐著性子堅(jiān)持干。高復(fù)雜系統(tǒng)建設(shè)是以30年為周期的，需要多輪試錯(cuò)、爬樓梯，不要幻想彎道超車。

中國(guó)人民從來沒想省努力和省錢，唯一想省的就是時(shí)間。然而，對(duì)于核心技術(shù)的發(fā)展，時(shí)間是省不得的。

如果把創(chuàng)新比作函數(shù)，機(jī)制、人才、經(jīng)費(fèi)和時(shí)間都是變量，波浪式發(fā)展螺旋上升是一切事物的發(fā)展過程。

寫在最后：三條人生建議

對(duì)在座的各位同學(xué)，我有三條人生建議。

第一條，做好全局優(yōu)化的人生設(shè)計(jì)。人生不是百米賽跑，而是馬拉松。首先眼睛是向上看還是向下看，這是一道分水嶺。這就像爬山，你若盯著最高峰，雖然有時(shí)會(huì)走回頭路、彎路或下坡，但如果堅(jiān)持走一輩子，你總會(huì)比別人爬得高。

其次是要有遠(yuǎn)大志向。眼睛是向上看還是向下看代表兩種思維。前者是對(duì)自己有好處，后者是對(duì)人民和國(guó)家有好處。后者選擇對(duì)自己的好處最大。

最后，成功的人不輕易調(diào)整目標(biāo)，但不斷調(diào)整方法。而失敗的人不調(diào)整方法，但不斷調(diào)整目標(biāo)。

第二條，勤于學(xué)習(xí)。首先要有“志”和“向”。本科、碩士、博士所學(xué)的書本知識(shí)，作用是有限的，更重要的是在實(shí)踐中學(xué)習(xí)。

其次，學(xué)是書本知識(shí)，習(xí)是實(shí)踐，有志還要有效。失敗是成功之母，學(xué)習(xí)是成功之父。成功之父就是在實(shí)踐中不斷學(xué)習(xí)和調(diào)整。

第三條，艱苦奮斗。首先，要建立一種“我做的好就是因?yàn)楸葎e人努力”的世界觀。

其次，不以物喜，不以己悲，受侮不辯、聞謗不答。也就是要耐得住寂寞，擋得住誘惑，受得了委屈。

最后，我想用下面這段話作結(jié)語：

走“市場(chǎng)帶技術(shù)”的道路，通過自主研發(fā)掌握CPU 的核心技術(shù)，建立自主可控的信息技術(shù)體系，我們失去的只有鎖鏈，得到的將是整個(gè)世界。如果走“市場(chǎng)換技術(shù)” 的道路，通過引進(jìn)技術(shù)發(fā)展自主CPU產(chǎn)品，只是將一副鎖鏈換成另外一副鎖鏈。