? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? “龍芯之父”胡偉武：中國(guó)IT產(chǎn)業(yè)的出路在于構(gòu)建自己的體系

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2021-12-11 來源：鳳凰網(wǎng)科技

12月10日消息，在2021鳳凰網(wǎng)科技峰會(huì)的“‘芯’突破：搶占智能時(shí)代制高點(diǎn)”論壇上，龍芯中科董事長(zhǎng)胡偉武圍繞“自主CPU發(fā)展道路”的話題發(fā)表了演講。

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為什么要自主研發(fā)國(guó)產(chǎn)CPU？胡偉武認(rèn)為，實(shí)際上做芯片、做整機(jī)并不重要，重要的是控制解決方案，控制產(chǎn)業(yè)什么時(shí)候升級(jí)，中國(guó)IT產(chǎn)業(yè)的根本出路在于構(gòu)建自己新的體系。

胡偉武表示，現(xiàn)在全世界信息產(chǎn)業(yè)有兩個(gè)美國(guó)主導(dǎo)的體系支撐：一個(gè)是Intel+微軟，一個(gè)是ARM+Android，只要硅谷幾個(gè)企業(yè)產(chǎn)品一升級(jí)，整個(gè)中國(guó)的信息產(chǎn)業(yè)跟著動(dòng)，全世界的信息產(chǎn)業(yè)也會(huì)跟著動(dòng)?！拔覀円鲆粋€(gè)自己的生態(tài)，要構(gòu)建獨(dú)立于Wintel和AA體系的安全可控信息技術(shù)體系和產(chǎn)業(yè)生態(tài)，構(gòu)建安全可控的信息技術(shù)體系?！?/span>

因此，胡偉武指出，想要做出中國(guó)的生態(tài)體系，需要時(shí)間和試錯(cuò)的機(jī)會(huì)。“三流產(chǎn)品全球能做，二流產(chǎn)品有錢加上手藝，需要人才才能做，一流產(chǎn)品需要有錢、有手藝，以及長(zhǎng)期即使積累?！?/span>

胡偉武解釋道，試錯(cuò)有兩個(gè)方面的含義，一個(gè)是試性能，一個(gè)是試生態(tài)。在試錯(cuò)的過程中，技術(shù)平臺(tái)和產(chǎn)業(yè)鏈才有可能不斷完善，性能才能不斷提高。

而龍芯中科正是希望通過自主研發(fā)掌握CPU的核心技術(shù)，建立自主可控的信息技術(shù)體系。胡偉武認(rèn)為，如果龍芯中科選擇走市場(chǎng)換技術(shù)的道路，通過引進(jìn)國(guó)外的技術(shù)發(fā)展，所謂的自主CPU產(chǎn)品，只是將一副鎖鏈，換成另外一副鎖鏈。“現(xiàn)在龍芯的CPU已經(jīng)逼近市場(chǎng)主流產(chǎn)品的性能，可以說是及格水平，同時(shí)幾千家企業(yè)正在形成一個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，和一個(gè)新的產(chǎn)業(yè)生態(tài)?！焙鷤ノ浔硎尽?/span>

“挑戰(zhàn)與變革——2021年鳳凰網(wǎng)科技峰會(huì)”是鳳凰網(wǎng)科技頻道傾力打造的年度巨獻(xiàn)，議程設(shè)置緊跟碳中和、芯片、AI與元宇宙以及新消費(fèi)等科技最前沿話題，邀請(qǐng)了360集團(tuán)創(chuàng)始人、董事長(zhǎng)周鴻祎，攜程集團(tuán)董事局主席梁建章，國(guó)美控股集團(tuán)CEO杜鵑，峰瑞資本創(chuàng)始合伙人李豐，梅花創(chuàng)投創(chuàng)始合伙人吳世春，創(chuàng)世伙伴CCV創(chuàng)始合伙人周煒等24位重量級(jí)嘉賓，共同論道科技發(fā)展，思辨未來趨勢(shì)。

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以下是演講內(nèi)容：

大家好！我是龍芯的胡偉武，很高興有機(jī)會(huì)在鳳凰網(wǎng)給大家介紹一下我國(guó)CPU的發(fā)展情況，所以我的報(bào)告叫做“自主CPU發(fā)展道路”。

什么是CPU？很多人說CPU就是芯片，這個(gè)說法也對(duì)也不對(duì)，我們先給一個(gè)稍微有點(diǎn)學(xué)術(shù)性質(zhì)的定義。現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)都采用一種馮?諾伊曼結(jié)構(gòu)，這是美國(guó)一位數(shù)學(xué)家在上個(gè)世紀(jì)四十年代提出的結(jié)構(gòu)，論文中說計(jì)算機(jī)由五部分組成：運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備，其中運(yùn)算器+控制器合在一起叫中央處理器，就是Central Processing Unit，簡(jiǎn)稱CPU，存儲(chǔ)器我們知道，就是計(jì)算機(jī)中的內(nèi)存條，輸入設(shè)備和輸出設(shè)備就是鍵盤、鼠標(biāo)顯示器，硬盤等，計(jì)算機(jī)就是這么組成的。

CPU在不同的階段有不同的表現(xiàn)方式，可以體現(xiàn)為很多機(jī)柜，可以體現(xiàn)為一個(gè)芯片，也可以體現(xiàn)為一個(gè)IP。

今天我們講自主CPU，什么是自主CPU？根據(jù)馮?諾伊曼的學(xué)術(shù)定義，（能夠）自主研制運(yùn)算器和控制器的叫自主CPU。我國(guó)的手機(jī)芯片做得非常好，國(guó)內(nèi)有不少做手機(jī)芯片的企業(yè)，國(guó)內(nèi)手機(jī)芯片的自給率，尤其是里面的主處理器自給率超過20%，計(jì)算機(jī)芯片的自給率可能也就是3%-5%。什么意思呢？計(jì)算機(jī)全球一年賣2.5-3億臺(tái)，中國(guó)要用掉5000萬臺(tái)，3%-5%就是每年用自己的芯片來做的計(jì)算機(jī)大概有200萬臺(tái)左右。但如果就CPU來說，我國(guó)手機(jī)CPU的自給率是0%，所有做手機(jī)芯片的都是買ARM的CPU核來做芯片，我國(guó)計(jì)算機(jī)CPU的自給率至少有1%-2%。比如龍芯CPU的運(yùn)算器、控制器都是自己做的，每年大概有100萬片左右，除以5000萬就是2%左右。

為什么要在概念上把芯片和CPU分得那么清？因?yàn)槲覀円此淖饔?，就是看它的Outside。屏幕上列了兩張表，一個(gè)是2017年的，一個(gè)是2018年的，都是從網(wǎng)絡(luò)上找的數(shù)據(jù)，列了幾個(gè)企業(yè)，有兩個(gè)是做電腦的，其中聯(lián)想是做計(jì)算機(jī)，Intel是做計(jì)算機(jī)芯片。有兩個(gè)是做手機(jī)的，蘋果做手機(jī)，展銳做手機(jī)芯片。兩個(gè)是美國(guó)的，兩個(gè)是中國(guó)的，兩個(gè)是做整機(jī)，兩個(gè)是做芯片。這里的數(shù)字單位都是億美元，2018年人民幣和美元的匯率是6.7，我們看到一個(gè)很奇怪的現(xiàn)象，電腦是做芯片的賺錢，我們來看Intel （在）2018年賺了211億美元，聯(lián)想只賺了6億美元，2017年甚至有點(diǎn)虧損，所以我們覺得芯片很重要，全中國(guó)人民都覺得芯片很重要。

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表面上看，凡是中國(guó)企業(yè)做的都不賺錢，不管是做整機(jī)還是做芯片，實(shí)際上IT產(chǎn)業(yè)是解決方案為王的產(chǎn)業(yè)。什么是解決方案？解決方案決定用戶習(xí)慣和產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)權(quán)，電腦怎么用誰說了算？Intel和微軟說了算，電腦什么時(shí)候升級(jí)誰說了算？也是Intel和微軟說了算，到現(xiàn)在為止，只要Intel和微軟推出新的操作系統(tǒng)和CPU，全球的計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)都跟著升級(jí)。手機(jī)什么時(shí)候升級(jí)是Google、ARM和蘋果說了算，中國(guó)不管是做手機(jī)芯片的、做整機(jī)的，至少對(duì)手機(jī)的大升級(jí)我們說了不算。ARM最近推出ARMv9指令系統(tǒng)，全球手機(jī)肯定要跟著升級(jí)，Google推出一個(gè)新Android，全球的手機(jī)也要跟著升級(jí)。

我們看到實(shí)際上做芯片、做整機(jī)并不重要，重要的是控制解決方案，控制產(chǎn)業(yè)什么時(shí)候升級(jí)，中國(guó)IT產(chǎn)業(yè)的根本出路在于構(gòu)建自己新的體系。我們知道現(xiàn)在全世界信息產(chǎn)業(yè)有兩個(gè)美國(guó)主導(dǎo)的體系支撐：一個(gè)是Intel+微軟，一個(gè)是ARM+Android，只要硅谷幾個(gè)企業(yè)產(chǎn)品一升級(jí)，整個(gè)中國(guó)的信息產(chǎn)業(yè)跟著動(dòng)，全世界的信息產(chǎn)業(yè)也會(huì)跟著動(dòng)。我們要做大的解決方案，就是一個(gè)自己的生態(tài)，要構(gòu)建獨(dú)立于Wintel和AA體系的安全可控信息技術(shù)體系和產(chǎn)業(yè)生態(tài)，構(gòu)建安全可控的信息技術(shù)體系是習(xí)總書記2016年對(duì)我們整個(gè)產(chǎn)業(yè)提的要求。

CPU的研制是一個(gè)復(fù)雜的過程，十九屆五中全會(huì)提出要構(gòu)建一個(gè)國(guó)內(nèi)的大循環(huán)為主體，國(guó)際國(guó)內(nèi)兩個(gè)循環(huán)相互促進(jìn)的新發(fā)展格局，我們就是要構(gòu)建國(guó)內(nèi)大循環(huán)。信息產(chǎn)業(yè)要構(gòu)建國(guó)內(nèi)大循環(huán)，我認(rèn)為有三個(gè)主要的環(huán)節(jié)：

基于自主IP核的芯片，現(xiàn)在我們做芯片可以買別人的IP來攢芯片，其實(shí)不難，如果買ARM的IP，買Imagination的IP來做手機(jī)芯片，相信一兩年就夠，但做ARM那樣的CPU核沒有五到十年是不行的。恰恰是芯片的IP決定芯片的性能、成本、功耗、安全性，當(dāng)然IP分為軟IP和硬IP，屏幕右上角的方塊就是IP，中間的版圖也可以摳出一些硬IP，所以芯片的研發(fā)要IP自己來做。

基于自主指令系統(tǒng)的軟件生態(tài)，X86承載著電腦的生態(tài)，ARM承載手機(jī)的生態(tài)，軟件生態(tài)包括什么？包括操作系統(tǒng)，像Windows和Android，數(shù)據(jù)庫比如Oracle，中國(guó)的企業(yè)要做產(chǎn)品，融入X86和ARM的生態(tài)是相對(duì)容易的，比如手機(jī)芯片，Android一跑起來，所有APP都能跑，但基于自己的指令系統(tǒng)建自己的生態(tài)是很難的。

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基于自主材料和設(shè)備的生產(chǎn)工藝，我們知道境內(nèi)的生產(chǎn)工藝像14納米已經(jīng)很穩(wěn)定了，7納米也研發(fā)成功了，生產(chǎn)工藝是不錯(cuò)的，但是關(guān)鍵是材料和設(shè)備受制于人，光刻機(jī)、光刻膠。我們做芯片設(shè)計(jì)有幾個(gè)不如境外工藝的地方，IP不夠全，因?yàn)樾枰约涸霫P，性能不夠高，（要）通過優(yōu)化設(shè)計(jì)提高性能。當(dāng)然，我們還是需要在自主的工藝，在材料和設(shè)備上還是需要攻關(guān)。

基于自主IP核、基于自主指令系統(tǒng)、基于自主的材料和設(shè)備，這三個(gè)基于就是今天信息產(chǎn)業(yè)要形成國(guó)內(nèi)大循環(huán)的痛點(diǎn)和堵點(diǎn)。

我們要解決這些問題、發(fā)展核心技術(shù)，我認(rèn)為改革開放以來只有兩條路線：一個(gè)是市場(chǎng)換技術(shù)。另一個(gè)是市場(chǎng)帶技術(shù)，就是通過體制內(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)。

今天我們發(fā)展CPU也存在兩條路線，現(xiàn)在我們確實(shí)看到，因?yàn)橹袊?guó)要發(fā)展自主CPU已經(jīng)成為國(guó)家戰(zhàn)略，境外的主要CPU企業(yè)都是通過合資或者授權(quán)，境內(nèi)也有很多企業(yè)覺得這個(gè)好，這條路當(dāng)然也是對(duì)的。為什么呢？我們CPU需要融入業(yè)務(wù)生態(tài)，如果不和X86和ARM兼容就沒有軟件可跑，連一個(gè)瀏覽器都跑不起來，所以這條路有好幾個(gè)企業(yè)在做。當(dāng)然也有龍芯這樣的企業(yè)，包括太湖之光，強(qiáng)調(diào)都是要自己做CPU、自己的指令系統(tǒng)，并且在應(yīng)用中不斷演進(jìn)，強(qiáng)調(diào)要建自己的生態(tài)，我們叫做第三套生態(tài)體系，獨(dú)立Wintel體系和AA體系的第三套生態(tài)體系。

時(shí)間是核心技術(shù)產(chǎn)業(yè)最重要的門檻，因?yàn)槲覀兊驮囧e(cuò)需要時(shí)間。三流產(chǎn)品全球能做，中國(guó)人民已經(jīng)做透了，二流產(chǎn)品有錢加上手藝，需要人才才能做，我們正在大力發(fā)展，一流產(chǎn)品需要有錢、有手藝還要有長(zhǎng)期積累才能做。

我們現(xiàn)在是第三輪迭代，上了三步臺(tái)階。整個(gè)“十二五”期間我們?cè)诤芏嘀匾O(shè)備，比如電力設(shè)備、軌道交通設(shè)備等等中應(yīng)用，到了2015年，我們每年銷售幾萬片CPU，從零開始。第二輪試錯(cuò)是2016年到2019年電子政務(wù)中應(yīng)用，2019年每年CPU出貨幾十萬片。第三輪試錯(cuò)是2020年到2022年，我認(rèn)為三年就夠，（在）金融、教育、電子政務(wù)中應(yīng)用。2020年開始我們就上百萬片，全面推廣。

試什么錯(cuò)呢？一個(gè)是試性能，一個(gè)是試生態(tài)。在這個(gè)過程中技術(shù)平臺(tái)和產(chǎn)業(yè)鏈不斷完善，性能不斷提高，應(yīng)該說現(xiàn)在的龍芯CPU已經(jīng)逼近市場(chǎng)主流產(chǎn)品的性能，及格了，幾千家企業(yè)形成了產(chǎn)業(yè)鏈，一個(gè)新的產(chǎn)業(yè)生態(tài)正在形成。

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我們自主CPU和國(guó)外先進(jìn)水平主要差距在什么地方？

當(dāng)時(shí)我們重點(diǎn)做的是高性能的浮點(diǎn)峰值性能，計(jì)算機(jī)里用的是通用處理性能。比如當(dāng)時(shí)Intel芯片是四核的時(shí)候我們做了八核，Intel當(dāng)時(shí)的運(yùn)算通路是128位，可以做兩個(gè)64位的運(yùn)算，當(dāng)時(shí)我們就做256位，可以做四個(gè)64位的運(yùn)算，通路比他們寬一倍，核數(shù)比他們多一倍，Intel主頻是3個(gè)多G，我們是1G，確實(shí)看起來峰值性能不錯(cuò)。但我們計(jì)算機(jī)用的是通用處理性能，那些上浮點(diǎn)運(yùn)算的是專用處理性能。神威太湖之光做到世界第一，我們中國(guó)人都以此為自豪，但它不跑瀏覽器也不跑Office，通用處理性能需要平衡，計(jì)算、緩存的平衡。

我們知道2005年前后全球的市場(chǎng)從單核向多核發(fā)展，英特爾做四核我們做八核，其實(shí)核多是好辦法，就是人多力量大。

我們的設(shè)計(jì)能力不行還是工藝不行？一說起CPU就經(jīng)常說我們工藝不行，好像所有東西都怪到工藝上，比如Intel用130納米工藝，現(xiàn)在都是10納米、7納米，奔騰IV主頻做到3.8G。我們2010年四核的龍芯主頻是1G，如果把當(dāng)時(shí)Intel市場(chǎng)主流產(chǎn)品降到1G，我們的性能仍然只有他們的1/5。什么叫做1/5？跑相同的程序我的時(shí)間是他們的五倍。

所以從三個(gè)方面讓我們看到，要提高通用處理性能、要提高單核性能，要通過設(shè)計(jì)能力的提高，而不是依靠工藝提高性能。我們決定練好內(nèi)功，通過設(shè)計(jì)優(yōu)化提高單核通用處理性能，不是把核弄得很多。經(jīng)過這么多年的努力，我們終于完成了性能上的技術(shù)補(bǔ)課。屏幕上是Intel的CPU性能提高圖，綠色的部分是從1985年到2003年每年性能提高52%，確實(shí)一年就翻一番。2003年到2010年每年性能提升23%，2010年到2015年每年性能提升12%，2015年之后每年性能提高3%，確實(shí)Intel已經(jīng)逼近天花板。經(jīng)過多年的補(bǔ)課，我們到了灰色的部分，現(xiàn)在市場(chǎng)上Intel灰色的階段的CPU其實(shí)還在用，我們只要再有一兩年就可以達(dá)到紅色的區(qū)間。

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剛才講的是CPU的性能，還有對(duì)CPU最重要的軟件生態(tài)。說實(shí)話，CPU指令系統(tǒng)是繞不過去的話題。我們做CPU到底應(yīng)該是兼容國(guó)外的指令系統(tǒng)還是我們自己做自主指令系統(tǒng)？各有各的道理，要是自己做的話沒有可跑的軟件，要是兼容的話又受制于人，總是很難的。龍芯CPU基于自主指令系統(tǒng)做自己生產(chǎn)，有沒有辦法一個(gè)自主指令系統(tǒng)既自主又兼容？我們2020年推出自主指令系統(tǒng)，我們領(lǐng)（悟）出了一個(gè)道理，指令系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)里最基礎(chǔ)的語言，就是軟硬件界面和語言，就像英語和漢語這些自然語言一樣。我們知道可以基于英文寫文章掙錢，甚至拿諾貝爾獎(jiǎng)都是可以的，我們可以用英文寫小說發(fā)行賺錢，但中國(guó)人不可能基于英文構(gòu)建出我們的民族文化，中華民族的文化唐詩、宋詞、元曲、先秦散文肯定得構(gòu)建在漢語上，所以如果信息產(chǎn)業(yè)只滿足于做產(chǎn)品，那就可以和ARM、X86兼容，但如果中國(guó)人立足要做自己的生態(tài)體系，再難也得做自己的指令系統(tǒng)。

剛才說過，指令系統(tǒng)要自己做就有一個(gè)兼容問題，經(jīng)過多年的積累，我們想到了一個(gè)方法，就是充分考慮兼容需求的自主指令系統(tǒng)。我們從基礎(chǔ)指令系統(tǒng)加上一些擴(kuò)展，大概將近2000條指令，現(xiàn)在芯片也出來了。

還有微軟操作系統(tǒng)的問題，其實(shí)操作系統(tǒng)有兩種模式：一種是微軟模式，一種是Android模式。Android模式就是由一個(gè)企業(yè)提供基礎(chǔ)操作系統(tǒng)，Google提供Android是免費(fèi)的、開源的，把它做成產(chǎn)品操作系統(tǒng)。龍芯也提出了基礎(chǔ)操作系統(tǒng)，包括操作系統(tǒng)企業(yè)、整機(jī)企業(yè)可以基于龍芯這樣的基礎(chǔ)操作系統(tǒng)做自己的產(chǎn)品，這個(gè)也走通了，涉及到瀏覽器、Java虛擬機(jī)等等核心模塊都要掌握。

我們建黨百年的時(shí)候龍芯也進(jìn)入了新階段，從Inside到了Outside，經(jīng)過20年的發(fā)展，到了2021年自主CPU基本完成技術(shù)補(bǔ)課。百萬片規(guī)模的應(yīng)用驗(yàn)證了自主CPU的成熟度，CPU處理性能達(dá)到市場(chǎng)主流產(chǎn)品水平，操作系統(tǒng)成熟度接近Windows XP的程度?，F(xiàn)在差的是產(chǎn)業(yè)鏈和生態(tài)，所以“十四五”期間我們要努力完成三個(gè)轉(zhuǎn)變：從技術(shù)補(bǔ)課到生態(tài)建設(shè)者轉(zhuǎn)變，從政策性市場(chǎng)向開放市場(chǎng)轉(zhuǎn)變，從跟隨性發(fā)展的必然王國(guó)到自主發(fā)展的自由王國(guó)轉(zhuǎn)變。

這個(gè)事情不僅要擼起袖子加油干，還要耐著性子堅(jiān)持干。我認(rèn)為自主CPU發(fā)展需要三十年，現(xiàn)在我們已經(jīng)發(fā)展了二十年，正在呈現(xiàn)出加速發(fā)展的態(tài)勢(shì)。

有沒有辦法避免上述耗時(shí)的多輪試錯(cuò)？不用爬樓梯，一步就上？

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發(fā)展核心技術(shù)只有一步一個(gè)腳印地追趕，不能幻想彎道超車，在不斷試錯(cuò)中改進(jìn)是復(fù)雜系統(tǒng)創(chuàng)新的必要過程，好的體制機(jī)制和更多的經(jīng)費(fèi)可以加速試錯(cuò)迭代，但不能取代試錯(cuò)迭代。浮躁會(huì)讓我們的產(chǎn)業(yè)發(fā)展走入誤區(qū)，反而發(fā)展得更慢。兩彈一星的先輩們和改革開放頭三十年發(fā)展的主力軍幾億農(nóng)民工，靠的都是5+2、白加黑的追趕，我們今天也沒有取巧的理由，因?yàn)橛行┍砻嫔系闹钡牢覀円詾槭浅私溃鋵?shí)是更彎的彎道。

我們走市場(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。如果我們還是走市場(chǎng)換技術(shù)的道路，通過引進(jìn)國(guó)外的技術(shù)發(fā)展所謂的自主CPU產(chǎn)品，只是將一副鎖鏈，換成另外一副鎖鏈。