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为建立自主可控的信息产业体系而努力奋斗!

---在中科院计算所2013年春季战略规划会上的报告

胡伟武

我报告的题目是“为建立自主可控的信息产业体系而努力奋斗”。这个政治口号式的题目中有两个关键词——“体系”和“奋斗”。所谓“体系”,是我这几年的深切体会,做cpu并不仅仅是完成一件产品,而是在构建一个软硬件生态体系;所谓“奋斗”,是因为做体系很难,需要我们花一辈子去努力。

一、为什么要建立自主可控的信息产业体系

为什么要强调建立自主可控的信息产业体系呢?先举几个例子。第一个例子是我国it产业的产值和利润。2003年我国it产业产值为1.88万亿元,利润为750亿元,利润率为4.0%;2005年我国it产业产值为3.84万亿元,利润为1307亿元,利润率为3.4%;2009年我国it产业产值为5.13万亿元,利润为1791亿元,利润率为3.0%;我国的it产业发展很快,现在产值已经超过10万亿元,利润率却是逐年降低。第二个例子是2011年中国电子信息百强企业的利润总额为138亿美元,仅为美国苹果公司的四成;在这百强企业中,我相信包括了华为、淘宝、中兴、联想等这些我们引以为豪的民族企业。第三个例子是2011年中国自主设计集成电路企业总销售收入为100亿美元,仅仅是intel从2010年到2011年销售收入的增加值;我国自主设计的集成电路企业包括了海思、展讯等,芯片按理说这几年也发展得不错。

我认为:要改变目前中国it产业受制于人的局面,光靠其中一、两项核心技术或一、两个产品的突破是不管用的,必须建立起自主可控的信息产业体系,就像“两弹一星”时代我们的先辈建立起自主可控的工业体系一样。为什么毛主席、周总理那代人当年花那么大力气去炼钢铁、找石油?因为他们知道没有这两样东西就没有自主的工业体系。同样,我们今天如果没有自主的软硬件就没有自主的信息产业体系。

为什么要强调“奋斗”呢?因为建体系很难,不仅客观上难,主观上更难。应该说,当前我国要发展自主可控的软硬件,已经成为领导、专家、公众的共识。从“十五”开始,经过十余年努力,以cpu和操作系统为代表的自主软硬件已经基本可用。“核高基”重大专项从“十二五”开始推进自主信息化试点工作,选择了包括中央办公厅、工信部在内的十几个部门作为试点单位,我国有关装备的研制也将采用自主cpu和操作系统。上百家自主软硬件企业迅速形成集聚,联合攻关,通过软硬件磨合优化,一起解决了几百个问题。在装备、指挥系统、党政信息化等方面做到了基本可用。

在自主软硬件体系建设工作取得实质性进展,上百家企业联合起来形成自主可控的装备及信息产业体系的关键时刻,代表不同利益集团的软硬件系统纷纷粉墨登场,造成了思想混乱,形成了干扰。主要体现在三个方面。(1)既得利益集团看到自主软硬件取得进展了,想方设法加以渗透。以amd、via为代表的x86体系通过各种包装,疏通种种关系,也打着“安全、可靠”的旗号,利用目前自主软硬件碰到的暂时困难,希望得到中国政府的支持,进而占据党政等信息化应用的主角。这种做法得到了有关部委领导的认可和支持。改变了自主软硬件发展的技术路线,使自主软硬件已经形成的良好局面陷入危机。这种做法固然可以充分利用现有的intel和微软形成的软硬件生态,在短期取得一定的进展,但我们只是在现有的产业格局中取得一定的经济利益,不可能形成自主的软硬件能力,更不可能建立起自主可控的信息产业体系,国家安全和产业发展还是受制于人。用钱买不来技术,用市场也换不来技术,这是经过几十年的实践证明了的。过去不行,现在不管如何包装还是不行。(2)学院派与产业派的意见不一致。到底是支持技术好的还是支持能产生效益的队伍?这个问题一直是困扰我国科技体制的大问题。教育要讲公平,科技要讲效益。我现在站在企业角度说话,必然选择支持能产生效益的。但事情没这么简单,因为很多科研单位嗓门很大,动不动给领导写信告状。而且他们的观点也很有迷惑性,甚至他们自己也认识不清。例如,在“十一五”期间,“核高基”没有形成非常明确的目标,只能说有一个良好的愿望:那就是培养中国自己的intel和微软。这句话虽然没有说出来或者写出来,但多数人心中都是这样想的。这一方面是良好愿望,另一方面也是目前科技界浮躁的心态在“核高基”中的具体体现。“十二五”以来,“核高基”把满足国家安全和国民经济安全的自主软硬件作为主要目标,在党政办公,事务处理(如工商税务)、实时调度(如电力调度、铁路调度)等领域实现自主信息化。这个调整是正确的、务实的、可行的。但很多人,尤其是对具体情况不了解的专家领导站出来说,这样不行,不能靠国家,我们一定要像intel、google那样的企业一样,要把市场做大。这就像共产党在井冈山建立根据地的时候,共产国际不了解具体情况,要求共产党打阵地战,最后的结果是第五次反围剿失败,红军被迫进行两万五千里长征。这种左倾的思想在“核高基”很有代表性。(3)自主软硬件研制单位内部意见不统一。随着软硬件磨合的不断深入,深层次的问题开始出现,容易磨合的都磨合完了,剩下的都是很难的问题了。很多人碰到困难就认为自主软硬件不行。代表性的观点是先软后硬。即先在x86平台上建立自己的软件,再移植到自主的硬件上。历史经验表明,自主软硬件必须两条腿一起走路,一条腿是走不通的。在x86架构上培养不出我国的核心软件能力,因为主要的磨合适配工作已经由国外企业或社区完成,我们只能做些界面优化和集成工作。相反,在自主cpu上进行软件磨合,没有现成的可以拷贝,马上能看出软件企业的能力,而且能在这个过程中培养能力。如果先软后硬的路线走得通,早就走通了,因为过去三十年我们一直是这么做的。这条路走了三十年没走通,现在照样走不通。关键还是要建立自主体系,培养自主能力。

透过现象看本质,目前自主软硬件的发展已经到了十字路口,选择的关键是要不要建立自主可控的信息产业体系。我认为,在现有体系中具体产品(芯片、软件)的突破,都不代表这个体系的建设。我国正面临建立自主可控信息产业体系的难得机遇。一方面,当前it产业正在经历一个广泛而深刻的变革:云计算和新型移动终端的兴起改变了传统信息化的应用模式;it产业的商业模式在经历了ibm的纵向整合模式到intel的横向整合模式后,正重新经历着从横向到纵向的螺旋上升过程;以cpu为代表的基础技术平台的进一步发展遇到了物理极限,正经历着从快速发展到发展放缓,以及“够用就行”的转变。另一方面,我国经济发展正在经历转型,it产业界对过去三十年没有主导权的发展进行反思,巨大的市场需求为我国自主软硬件发展提供了空间,过去十余年我们在自主软硬件方面形成了较强积累,加上体制机制的优势,我们完全可以抓住目前it产业从单极化向多极化发展的机遇,争取在it产业的多极世界中形成既开放又竞争的一极,而不是成为其它极的参与者。宁愿自主体系刚开始小一点,也一定要形成体系,再小的体系也是块根据地。就像共产党打天下一样,有了根据地就有了进一步发展的基础,否则,如果像当年斯大林要求的那样在国民党政府中取得若干部长的席位,最终都会丢失。

二、什么是产业体系

问一个问题:为什么在电脑领域,做芯片的比做整机的挣钱;而在移动终端领域,做芯片的不如做整机的挣钱?大家知道在电脑市场,intel是很挣钱的,广达、富士康、联想是很辛苦的。而在移动终端市场,苹果、谷歌做整机和服务很挣钱,很多芯片企业,如国内的展讯和瑞芯微电子,为了给他们提供芯片,却争得头破血流。intel的芯片动辄卖几百上千美元,而移动终端的芯片,如包含1.5ghz的双核a9处理器,具有高清媒体解码、3d图形处理以及各种丰富接口的芯片,售价不超过10美元才有竞争力。

事实上,发展任何一个点技术,包括芯片和软件,都不是目的,而是控制产业生态的手段。所谓建立自主可控的产业体系,说得俗一点,就是要自己当“老大”,而不是给别人当马仔。老大控制马仔的方式有很多,有的靠义气当老大,有的靠武功当老大,有的靠有钱当老大。为什么要当老大而不当马仔呢?因为老大制人而不受制于人。同样,产业生态的控制者可以设计对自己有利的商业模式。wintel的商业模式是“卖升级”;如果电脑像电视一样,买一台用十年,他们就挣不了钱;因此即使你觉得够用,也得不断升级。苹果的商业模式是卖整机加苹果店;在苹果店里,苹果是规则制定者,让你上架你才可以上架,让你下架都不用通知你就下架。谷歌的商业模式是搜索加广告。他们这些企业都设计了对自己有利的商业模式,因为在他们的产业体系中,他们是老大,其他人都是马仔,每个老大都有控制马仔的手段。

每个产业体系的背后,都有各自的技术平台。谁控制了技术平台的主导权,软件企业就跟谁走,产业体系就由谁来控制。

在wintel体系中,x86指令架构和windows操作系统是其技术平台。intel实际上是举着inside的旗帜做了outside的事;微软是举着操作系统的旗帜做了应用。像办公软件、浏览器……这些都是应用,但现在成了操作系统的组成部分。掌握技术平台后,基于该平台培养大量的应用软件就成了关键。比如说,如果今天微软来支持龙芯,能解决问题么? 解决不了。windows能跑,office能跑、浏览器能跑,但是可能用友的财务软件跑不了,大量游戏软件跑不了,股票软件跑不了,照样没人买。所以体系一旦形成,就很难打破了。

乔布斯最可贵的地方在于坚持自成体系,他拒绝了微软用windows平台支持苹果,坚持进行软硬件一体优化,实现了比wintel系统更好的用户体验。

谷歌建设体系的故事比较曲折。谷歌最早基于java平台,但是java的主导权不在谷歌手里,而是在sun手里,后来在oracle手里。于是google就开始在某个版本的java上研发了dalvik,自己当老大,不跟oracle走了。oracle马上跟他打官司,索赔几十亿美元。google为此收购了motorola几万件专利与oracle抗衡。另外,谷歌为了和arm争夺手持终端的主导权,开始支持mips与arm抗衡,让android操作系统支持mips架构。但android平台早期为了提高性能(基于java平台的时候,有些应用软件性能不够)开放了一个c语言的native接口,导致现在手持终端的几十万个应用软件中,有80%是mips能跑的,有20%由于直接编译成arm指令在mips上不能运行,比如大家都知道“愤怒的小鸟”游戏,就是直接基于c语言开发的,只能在arm上运行。为了解决这个问题,google现在又推出了llvm,也就是低层次的虚拟机。它屏蔽了不同指令系统的细节,由此可见google还在努力抢夺手持终端技术平台的主导权。

支撑技术平台的是技术创新能力。只有自己建立起能力才能做到可控,自主创新能力是实现自主信息化的“枪杆子”。在实现自主信息化过程中,我们不能闭门造车,要开放,要合作,但开放也好、合作也好,一定要做到以我为主,做到可控。自己要当老大,而不能为了点利益给别人当马仔。关于什么是自主,专家领导都莫衷一是,吵不出结果来。但大家都同意自主的目的是为了可控,是为了不受制于人。要做到可控,一定要形成自己的能力,能力比技术重要。共产党在解放战争时期,为了战略需要,连延安都可以放弃,但“人民的武装,一杆枪,一粒子弹都不能交出去”。在实现自主信息化的过程中,能力就是“枪杆子”。有了“枪杆子”,就不受制于人。假设中美发生了严重的军事冲突(如为台湾问题打起来了),我们的信息化和自动化装备不受制于人,包括cpu在内的核心元器件以及包括操作系统在内的基础软件企业中,管理人员、核心研发人员等在内的主要人员听共产党的话,而不是反之,这才算自己有“枪杆子”。值得指出的是,有时候即使通过取得企业的控股权也做不到可控,因为其中主要人员不受控制。这方面我们已经有很多吃亏的例子。

建立自主可控的软硬件技术体系,就能基于该技术体系进行持续改进,形成螺旋上升,否则在别人的技术体系中跟着升级,永远没有超越的机会,只能永远落后。例如,苹果ipad用的cpu性能比intel的桌面cpu性能至少差一个数量级,但因为苹果坚持建立自主的软硬件体系,ipad的用户体验比桌面电脑要好。又如,俄罗斯的cpu技术远远不如我国,但因为其坚持自成体系,其多数信息化武器装备水平超过我国。以龙芯为代表的我国自主cpu技术水平远远超过美国十年前的水平,但我国的多数信息化装备比美国落后十年,甚至更多,其中没有坚持自主体系是重要原因。

三、如何建立自主可控的信息产业体系

要建立自主可控的信息产业体系,一要建立自主可控的技术平台,二要结合具体应用建立技术和产业根据地,三要建立有威慑力的知识产权体系。

(一)要建立自主可控的信息产业体系,首先要建立自主可控的技术平台。经过龙芯产业化三年的实践,我们深刻地认识到,cpu的关键是产业生态,outside比inside重要。

如果问一个问题:电脑是谁设计的?很多人肯定觉得电脑是电脑厂家设计的。真正的答案是:电脑是intel、微软设计,广达、富士康等代工厂生产,戴尔、联想等整机厂家搬运。这就是电脑的产业链。

对电脑产业链来说,cpu就是电脑。产业链中任何一个环节碰到问题都归结到cpu这里来。像java不稳定、flash跑不了、linpack效率不高等,大家都习惯于都找cpu企业来解决。即使像联想、曙光这样的大企业,自己也无法解决,因为一直以来这些问题都是intel帮他们解决的。

只有在国家安全相关的一些行业部门,cpu不是电脑,而是核心元器件。他们还能自己设计电脑。我曾经拜访过北京的一个所,他们已经做了十几款基于龙芯cpu的产品,我们都不知道。我问他们是怎么做的,他说龙芯有手册,芯片也买得到,自己就能做起来。有一个所的领导还曾经对我说,龙芯的服务好,以前用国外cpu的时候,因为量小,没有人愿意服务他们;现在用龙芯,打一个电话,服务人员就上门了。这些企业或者研究所,过去三十年一直坚持自己研发整机,甚至在手册不完整的情况下也能猜出芯片的功能,保持了能力,枪杆子没丢。

自主cpu发展的主要矛盾已经从技术转到市场,从inside转到outside。我们除了要完成芯片从样品到产品的跨越,还要建立标准化、模块化的技术平台以及清晰开放的商业模式,这样才能吸引大量的企业来参与体系建设。

首先,基础硬件要提供支撑。除了cpu以外,桥片也很重要。计算机主板其实是以桥片为中心的,cpu也是桥片的外围部件。intel一直通过桥片来控制产业链,并在cpu和桥片的接口方面安排了若干专利。例如,intel于2006年终止了对威盛的接口专利授权,不让威盛继续卖桥片。我们吃够了没有自主桥片的亏。例如现在龙芯采用amd的ht接口桥片,但它的高清解码和3d gpu驱动一直不对外开放;有时单买桥片的价格比买cpu 桥片的价格还要高。现在我们下决心研制自主桥片,龙芯pci接口的桥片已经处于产品阶段,ht/pcie接口的桥片处于样片阶段,桥片中包括高清媒体解码、音视频接口、南桥等。

oem/odm厂商是cpu产业链中的重要环节。电脑企业不会或者不愿意自己设计电脑主板,cpu企业必须找到odm/oem厂商。像广达、富士康这样的企业都不愿意为龙芯做oem/odm,我们就联合中科梦兰在党政信息化领域中转型做广达、富士康这样的角色。中科梦兰支撑了曙光、同方甚至联想等企业做龙芯电脑。

其次,基础软件要统一技术规范,形成合力。开源社区的研发人员比微软还多,但是没有形成合力。开源软件有两个主要分支,一个是debian(ubuntu),一个是fedora(redhat),两个分支的包管理接口不一致;操作系统内核接口有o32、n32、n64等,不同接口的应用软件二进制不兼容;开源的版本不断升级,升级时影响应用的兼容性。基于上述原因,应用软件企业的利益得不到保护。因此,ibm、redhat等企业都自己维护一套,保证应用软件的兼容性。谷歌的android和chrome正是吸取了开源社区的教训,在linux基础上统一了有关接口的标准。其实这里面并没有什么核心技术,只是谷歌有号召力来定有关接口规范,能保证应用软件的兼容性,于是大家为了赚钱就跟上去了。

正是由于linux分支太多,版本太多,国内厂商基于不同的分支及版本进行优化发展,很难形成合力。想要形成合力,需要分析国产基础软硬件产品间的接口关系,梳理各产品适配优化的工作方向;明确各产品的外部接口,建立相关软件层的接口规范;提高各单位间的工作效率,有效解决国产基础软硬件在应用适配中出现的各自为战、适配困难等问题。

过去几年,龙芯通过软硬件联盟等方式,和国内软件企业形成沟通和协调工作的机制,统一技术规范,使相关软件形成合力。首先是基于国际通行的uefi标准统一了bios与操作系统接口规范。bios管理板级的细节,os管理cpu细节差异,分工明确,不随意变动。其次是统一了操作系统包管理分支。2011年之前,由于mips架构debian基础好,龙芯公司长期支持debian;但中科方德、中标麒麟这些厂商都是基于redhat分支。龙芯公司通过与各厂商沟通,统一到redhat分支。再次是统一了基础版本,最大程度地减小客户开发和运维成本,加速用户应用向龙芯cpu迁移的速度。基础版本不轻易升级,开源社区的升级如果确实需要的,作为反向补丁打到基础版本上去。最后是完善与cpu紧密相关的核心软件,如编译器、c库、java、flash等,由龙芯公司统一维护和优化,并提供给操作系统厂商集成到他们的操作系统中去。

经过努力,龙芯cpu现在已初步形成一个软件生态。如reworks嵌入式操作系统,中标麒麟操作系统,金山wps文字处理,java,flash,达梦、金仓、神州通用数据库,东方通、金蝶、中创中间件,中软政务处理系统等等。此外,龙芯的flash还得到了adobe的支持,vxworks操作系统得到了风河公司的支持。

最后,cpu企业要守住软件生态建设的底线和后墙。我们要有这样一种心态,从cpu到最终客户,任何一个环节出了问题,都是cpu企业要解决的问题。例如我们提供的一块开发板,运行linux非常稳定,但客户在这块板子上运行vxworks不稳定。如果从技术的角度,肯定不是我们的开发板问题,因为该板子运行linux是稳定的;但如果从市场的角度,客户搞不定vxworks或者是我的手册没写好,或者是我的服务没到位,总之客户搞不稳定就不会找我买cpu。又如,flash是adobe开发的,不是开源软件,按理说龙芯上运行不了flash也不是我们的责任,但如果运行不了flash,上土豆网看电影都看不了,还能叫什么电脑?因此,从市场角度,运行flash也是cpu企业的责任。所以cpu企业要守住软件生态建设的底线,找一千个技术理由都不如解决一个技术问题。否则就没人用。

(二)要建立自主可控的信息产业体系,要采取“应用牵引、系统优化、形成体系”的措施建立技术产业根据地。在自主软硬件示范应用项目的牵引下,自从2011年下半年以来,自主软硬件企业迅速形成集聚,联合攻关,进行充分的软硬件磨合,解决了一系列问题,从不可用做到基本可用,形成了一个局部的自主软硬件技术链和产业链。在这个过程中,找到了市场经济条件下举国体制的正确方法。我国有举国体制的优势,但现在的举国体制不同于“两弹一星”时代周总理、聂帅亲自领导、组织、协调的举国体制,而应该是市场经济条件下的举国体制。自主软硬件试点工作探索并形成了市场经济条件下举国体制的方法,包括以下几个特点。一是政府引导下的企业主体机制。在工信部的组织和领导下,用户、集成商、整机厂商、cpu企业、操作系统企业等几十家企业积极参与,有不少是自带干粮。国家项目支持固然是一个重要因素,但更重要的是企业看重未来的市场。二是在政府组织下通过市场法则进行优胜劣汰,帮助自主软硬件企业成长。通过联合攻关、稳定性和性能评测、小批量供应、价格等手段考验并提高有关企业的研发能力、产品化能力、批量生产能力、成本控制能力、服务能力等,通过优胜劣汰的“丛林法则”而不是传统的专家机制选择有竞争力的企业参加,同时也帮助了自主软硬件企业的成长。三是央企发挥初期的引领作用。在自主软硬件示范应用过程中,以中软、长城为代表的央企立足国家战略,发挥了引领作用,在他们的引领下,大量其它商业企业跟进,迅速形成集聚。

以用户体验为中心进行系统优化是建立体系的重要手段。cpu的性能是永远够用的,也永远不够用,系统优化是关键。例如,1960年代美国阿波罗登月的时候,全美国的计算能力加起来,还不如现在一台笔记本,但是他们依然能完成那么复杂的计算任务。在龙芯参与党政示范应用的过程中,通过软硬件磨合优化,很多应用的性能提高了几十倍甚至上百倍。如某单位的指挥系统刚移植到龙芯cpu时,开机就需要50分钟,但经过两个月的磨合优化,开机时间降低到了30秒。又如有一个数据库,刚开始启动需要10分钟,后来降到10秒。同时,在系统优化过程中也发现了有更多深度优化磨合的空间。

形成体系是最终的目标。技术上通过规范形成合力,商业上大量的上下游企业参与。不怕慢就怕站,每天改进一点,时间一长系统就很优化。建立一个生态体系,一定要有打持久战的准备。要打持久战,就要先建立几个根据地作为基础。比如一些产业链短、软件比较固定的服务器应用就可以作为根据地;再如与国家安全相关的应用,龙芯可以发挥自主的优势;嵌入式应用软件相对比较固定,也比较容易突破。以邮件服务器为例,邮件服务器应用软件相对单一,龙芯还有不怕x86的病毒的优势。目前龙芯正在与中国最大的邮件服务器软件企业coremail联合推出基于龙芯cpu的coremail邮件服务器。现在龙芯公司已经完全替换上了基于龙芯cpu的邮件服务器。像这种根据地,只要耐心建好,逐渐做透,就能形成持久战的优势。

我们应该清醒地看到发展自主可控的信息产业体系绝非易事,需要长时间的积累。无所作为的怀疑论和盲目乐观的速胜论都是错误的。在战略上藐视它,在战术上重视它是我国发展自主可控的信息产业时应遵循的一个基本原则。

(三)要建立有威慑力的知识产权体系。在现有体系中做一些增砖添瓦的事情,知识产权问题不迫切。因为如果跟着wintel走,只要按他们的意图去做,有wintel这个老大罩着,没人会告你。但要建立新的技术平台和产业体系,就是自己当“老大”。到时候这个新的技术平台不仅没有“老大”罩着,而且还要罩得住“兄弟”。因此一定要建立能跟国际垄断集团抗衡的知识产权体系。

我们不可能避开现有的所有知识产权建立一个新技术体系。因此必须和现有体系的知识产权体系形成一个可以互相摧毁的“核威慑”。其实这个不难,有句话说“光脚的不怕穿鞋的”。专利最大的作用也是在“发射架”上,要形成疑兵、掩护、攻坚、防卫的有效布局。例如,即使人家用了我也敢申请,只要通过了审核,这项专利就是我的。就像打仗一样,虽然你占了山头,只要我要把你打下去,这个山头就是我的了,你再攻上来就要花力气。

专利要质量和数量并重。用上万个一般专利中包着百来件核心专利。我研究过intel的媒体指令专利,95%以上都是公知技术,可以把它无效掉。比如intel的一项媒体处理专利内容是把64位数划分成4个16位进行并行运算。这个专利在欧洲、美国都被驳回了,但在中国、日本、巴西得到了授权,因此我们可以引用欧美驳回的理由把它无效掉,但这样要花很多力气、很多时间。这个山头一旦被占领了,再想攻下来很难。专利不仅要有高质量的,还要多,数量很重要,简单的东西要写得不容易看懂。多到对手的律师分析不了的时候,就形成威慑了。

我们现在做cpu有技术的壁垒、市场的壁垒、知识产权的壁垒。我认为知识产权的壁垒是最大的,迟早有一天要碰到。现在大家都在关注龙芯的技术,当然技术必须提高;市场做得不够好也要改进,但问题迟早还是要落在知识产权上。因为我们不可能完全不触碰别人的知识产权去搞一个全新的东西出来。所以一定要形成你中有我,我中有你,互相威慑的局面。

对cpu来说,要高度重视与指令系统相关的知识产权,建立自主的指令系统知识产权体系。作为软硬件的界面,指令系统是自主软硬件体系的重要技术平台。指令系统的关键是要处理好兼容和自主的关系,不兼容不行,不自主也不行。可以先兼容后自主,比如在mips上进行扩展;也可以先自主后兼容,像transmeta一样对x86指令系统进行二进制翻译。指令系统是随着技术的发展而发展的,从8位、16位到32位、64位,从一般运算到支持媒体、安全等特点。有时虽然取得授权,但没有自主扩充的权利,被迫跟随升级不能算自主。指令系统授权必须要取得自主扩展的发展权。

现在龙芯已经有了比较明确的发展路线:一是在mips基础上进行自主扩展;二是要实现x86的二进制翻译,高效运行windows系统。我希望,在生态上中国指令集(cisa)和x86、arm三分天下有其一。哪怕这个生态比较小,也是很重要的力量。

自主指令系统的关键是取得软件生态的主导权。龙芯在mips这一基础指令上面加了虚拟机指令、媒体指令、多核同步指令等。我们要逐渐取得mips在电脑产业生态的主导权。如果所有软件企业跟龙芯走,那时候龙芯在mips上的指令扩展是算数的,别人的不算数。同时我们还在跟mips联合,争取取得在中国境内进行mips指令系统授权的权利。那时我们可以在此基础上通过扩展形成自主指令系统,并对中国境内客户进行统一授权。

四、龙芯中科的现状和使命

过去三年的产业化转型为龙芯的可持续发展打下了坚实的基础。cpu产品形成了系列,初步解决了芯片的供给问题。龙芯三大应用领域:安全和嵌入式都已经走上了可持续发展道路,通用领域虽然现在主要还是靠政府的支持,但可持续性也在加强。2013-2015年将是龙芯的高速增长期。

(一)龙芯的产品研发情况。龙芯在2010年有2款可以卖的产品:龙芯2f和3a,2011年有4款,包括龙芯2f、3a、1a、2j,2012年有了十多款,包括龙芯2f、3a、1a、2j、2h、3b、1b、1c、1d、1e、1f。在上述产品中,龙芯2j、1d、1e、1f这四款是直接根据某个客户提出的需求定制的,这几个芯片产业链短,市场明确,在特定市场竞争力强;如龙芯1d是结合数字水表用户需求定制的,通过把现有数字水表的两个独立芯片集成在一起大幅度降低了成本,降低了功耗,并且提高了精度。龙芯1a、1b、1c是龙芯公司调研市场需求自主研发的嵌入式cpu产品,定义得不如客户自己直接定义的那几款那么准,尤其是有些大而全的毛病,但也有“有心栽花花不发,无心插柳柳成荫”的地方,如1b有12个串口很受一些工业应用的欢迎;而且2012年定义的1c比2010年定义的1a和1b的市场竞争力明显增强。其它芯片包括龙芯2f、3a、2h、3b是国家项目支持的,在研制时对规格做了必要的调整,使产品规格更加贴合市场需要,是目前安全和通用应用的主打芯片。

过去三年,龙芯重点建立了芯片产品的质量管理体系,加大量产的质量管理,初步建立起满足要求的cpu芯片管理体系。以前我们在计算所做科研时,生产了100片,挑出50片来用作鉴定会就可以了。现在要求100万片卖出去,有问题的不能超过100片,这是非常难的。

龙芯目前发展的主要瓶颈在软硬件生态的建立。虽然龙芯已经在完善软硬件生态上做了很多,但还远远不够,而且已经成为制约龙芯发展的首要瓶颈。所以,我们今年准备加大软件队伍的建设,在合肥和重庆专门设立软件研发中心。争取经过1-2年的努力,将芯片与系统研发的投入比例从7:3转为3:7。今年,龙芯要在去年工作的基础上全面展开性能优化,争取桌面用户体验提高1倍以上,服务器性能提高50%以上。我们发现,在开源软件中有很多核心代码,针对x86和arm的结构都是用汇编优化过的,而针对其它结构是用c语言写的普通功能性代码。我们的目标是,通过操作系统、编译和c库优化提高性能20%-30%,通过图形库优化提高x相关性能1倍以上,通过javascript和浏览器优化提高浏览器性能1倍以上,通过java优化提高相关服务器应用能50%以上,媒体播放器、flash等重要应用也要大幅度提高性能。cpu企业首先是软件企业。未来的龙芯有一个人做集成电路,十个人做软件,才是合理的布局。

(二)龙芯的市场情况。龙芯的市场主要分为安全、嵌入式、通用三个方向。在安全领域,龙芯的应用已经不可逆转,成为了主要供应商,占领了主要的市场,拥有几十个客户,基于龙芯的板卡研制了上百套产品;目前安全应用事业部已经形成了每年千万元量级的盈利,预计未来3-5年这个部门能带来每年5000万到1个亿左右的利润,成为龙芯的第一个利润中心。在嵌入式市场,通过前几年的积累,2013年将拉开快速增长的序幕,行业应用显示出爆发性增长的端倪,如数字水表、电表集总器、工业以太网交换机、税控机、北斗终端、协议转换器、智能指纹锁等行业应用目前都处在中试阶段,预计2013年将有小批量销售,明后年开始有大批量;此外,龙芯针对特定客户的ip授权也将显示出效果,如海尔、海信用龙芯ip做的几款数字电视产品,今年达到量产状态。通用领域2013年要走上可持续发展道路,目前通用领域瞄准了三个重要方向:党政信息化、单一应用服务器和高性能计算机;在这几个领域要扎扎实实完善产业生态,争取今年有所突破。如果说安全是我们的陕北根据地,嵌入式是我们的山东根据地,那么现在我们要挺进大别山,试试看打主战场,这是我们今年很重要的布局。方针已经明确,工作已经铺开,现在就是要坚持,希望再有三年能出效果。

(三)龙芯公司的两种前途。龙芯公司将有两种可能的前途:一种是成为行业型的cpu龙头企业,也就是成为一些行业的主要cpu供应商,这目前是有把握的,未来几年,将在3-5个行业实现突破;另一种前途,也是我们的使命和目标,就是成为产业型的龙头企业,就像intel那样支撑产业发展。我希望通过特定的信息化应用入手,先建立几块产业根据地,并在此基础上探索出一条星火燎原的道路。未来三年龙芯公司的主要任务就是成为国内行业型的cpu龙头企业,同时探索成为产业型cpu龙头企业的路径。纵观整个龙芯的发展,2010-2012年是准备阶段;2013-2015是在行业市场快速增长阶段,争取到2015年龙芯公司在没有国家支持的情况下能够实现自我发展;此后,争取到2020年龙芯公司在通用领域也成为国内的龙头企业,要实现这一目标,关键是要完善产业生态。

计算所是中国计算机事业的摇篮。在中国计算机事业发展的每一个阶段,计算所都做出了突出贡献。可以说,没有计算所,就写不出中国计算机事业的历史。可以把我国计算机事业发展分为三个阶段:第一阶段(1950-1980)是完全自主但没有市场化阶段。在计算所,以夏培肃院士为代表的第一代计算所人在华罗庚先生的倡导下,通过“先集中、后分散”的方式,从无到有建立了中国计算机事业,为两弹一星研制计算机,他们完成了他们的历史使命。第二个阶段(1980-2010)是完全市场化但丧失自主性阶段。以柳传志为代表的第二代计算所人抓住改革开放的机遇,以企业为主体,市场为导向,建立起计算机产业,2012年联想电脑销量世界第一,他们也完成了他们的历史使命。当然,市场化的过程同时也是丧失自主性的过程,计算机软硬件主要基于国外的技术平台,国内计算机的研究从操作系统和cpu两大核心技术中退出,队伍解散,能力丧失。这不是谁的错,而是改革开放必须付出的代价,是我们必须交的学费。第三个阶段(2010-)需要在市场化条件下实现自主性。这是我们这一代计算所人应当承担的使命。龙芯公司作为从计算所成长起来的队伍,理应承担起这个使命。

五、结束语

目前,自主软硬件取得了很大的进展,但面临更多的困难。软硬件磨合到了深度磨合的阶段,随着适配的深入,深层次的问题不断出现,到了黎明前的黑暗期,但曙光已经在前面。毛主席说过:“我们的同志,在困难的时候,要看到成绩,要看到光明,要提高我们的勇气。”越是困难的时候,越说明胜利就在前头;困难越大,说明克服困难后取得的成绩也越大。抗日战争期间,国民党封锁解放区,解放区面临困难的时候,共产党没有在困难面前低头,而是积极展开生产自救;中国的改革进入深水区,各种矛盾交织问题凸显,共产党也没有在困难面前低头,而是不断深化改革,走科学发展的道路。我们要倍加珍惜自主软硬件通过多年的探索取得的这条来之不易的道路,不为任何风险所惧,不为任何干扰所惑,坚定不移走下去,直到实现我们的目标。

发展自主知识产权的微处理器,建立自主知识产权的信息体系是国家的需要、时代的需要、产业发展的需要,而且我们已经初步具备了条件,再没有理由怀疑我们能做这种事情。许多时候不是我们没有跨越的能力,而是缺乏创新的胆识;许多事情不是我们没有突破的可能,而是我们缺乏必胜的信心。只要我们紧密围绕国家信息化的需求,面向国际信息技术前沿,以安全可控为主题,以产业发展为主线,以体系建设为目标。既在成绩面前保持清醒的头脑,又在困难面前坚定必胜的信心,脚踏实地、积极进取,我们不屈不挠的努力,必将稳步达到我们自己的目的。