龙芯CPU首席科学家 龙芯中科总裁 胡伟武
十年以来，我们先后研制了龙芯3A1000、3B1000、3B1500、3A2000/3B2000、3A3000/3B3000五款龙芯3号系列芯片，大的流片版本12个，小的流片版本（只改几层掩膜板）6个，碰到了各种各样的问题，经历了很多坎坷。为什么龙芯CPU的研制经历这么多坎坷呢？除了龙芯的质量流程需要持续改进以外（最近结合3A2000和3A3000的全定制问题正在举一反三，并完善全定制流程），究其根本原因，是因为我们**芯片中的核心模块自己研制。前面提到的龙芯3号研制过程中碰到的问题，都是包括CPU、HT控制器、内存控制器、全定制寄存器堆、全定制锁相环等核心模块内部的问题，并不是把这些模块“攒”在一起产生的问题。这些问题，如果购买商业IP（如ARM的CPU，Imagination的GPU等）来“攒”芯片一般不会碰到。自从2001年开始研制CPU以来，我直接或间接负责了近百次流片，流片后碰到的问题除了极个别外，都是核心模块内部的问题。
龙芯长期**芯片中的核心IP自己掌握。这些核心IP包括CPU核、内存控制器、DDR2/3/4的PHY、互连网络、HT控制器、HT PHY等，最近还展开了GPU的研发，只有少量的外围IP使用商用IP。不是吃饱了饭没事干，而是我们使用别人的IP吃过亏。2003年我们刚开始研制龙芯2号时委托一个很有名的EDA和设计服务公司定制一个3写6读寄存器堆，在交付流片后发现其中的电源地严重缺失，跟他们交涉时他们说这个不会有问题，导致龙芯2号系列的第一款芯片龙芯2A流片失败，后来我们自己定制了该寄存器堆才使龙芯2B流片成功。龙芯3A1000刚开始研制时曾经使用过商业DDR2/3 PHY，我们在检查中发现了一些问题，但厂家觉得没问题不愿意修改，后来3A1000流片时同时流了使用商用DDR2/3 PHY和自主研制DDR2/3 PHY的两个版本，并在使用自主DDR2/3 PHY的版本流片成功后确定使用自主DDR2/3 PHY的版本进行量产。龙芯3A1000和3B1000曾经使用过商业的内存控制器，但商业的内存控制器满足不了高性能CPU的带宽要求（使用商业内存控制器的SOC在双通道下不可能做出龙芯3A3000 的13GB/s实测带宽来），因此从3B1500开始自主设计内存控制器。龙芯2H集成了商用的GPU核，该GPU核有 Android操作系统的驱动程序，但我们需要Linux的Xserver驱动，厂家自己开发不了，我们希望厂家把内部配置寄存器如何使用的手册给我们，我们自己开发，可是厂家说这是商业机密，不愿意给，至今龙芯2H只有在Android上有3D驱动，Linux的Xserver驱动只有2D的。
一是吃过亏，二是觉得洋鬼子干得还不如我们，所以就自己干。在国际上，虽然Nvidia巴心巴肝地帮Intel做配套GPU，Intel还是**自己做GPU；虽然Imagination巴心巴肝地帮ARM做配套GPU，ARM也**自己做GPU；虽然开源的火狐浏览器很不错，谷歌还是**自己做Chrome。苹果和高通公司都是在ARM的架构授权下自主设计处理器核，其性能远高于ARM的处理器核。他山之石、可以攻玉。只有技术上不受制于人，才有产业上的主动权。
做任何事情，依靠别人总是容易一些，完全靠自己则困难得多。但依靠得多了，吃过亏后才明白还得靠自己。毛主席在青年时期也没有想过要革命，想着改良主义可以救中国，后来才觉得马克思主义是“山穷水尽诸路皆走不通了”的选择；建党后在陈独秀领导下在湖南搞工人运动，光大的**就举行了十多次，结果是**受镇压，工人领袖被杀；国共合作期间依靠国民党的武装干革命，结果蒋介石发动“四一二”政变杀共产党人；好不容易上井冈山建立了自己的军队，找到了武装夺取政权、农村包围城市的道路，却被那些在上海租界呆不住跑到井冈山避难的书生们轻松地夺了权，不得不进行两万五千里长征；经历千难万险与四方面军会师了，还差点被贪心不足的张国焘武力扣押。吃了这么多亏后，毛主席在以后的革命和建设中就牢牢掌握了主动权，包括国共第二次合作时**独立自主的山地游击战，反对共产国际的“一切通过统一战线”的错误主张；重庆谈判**保留边区和军队；建国后先是抗美援朝，后是中苏论战。等等。
在中国的近代史上，我们有三次向外国老师学习的经验，每次都是受老师欺负吃了亏后走上自力更生的道路。第一次是洋务运动，晚清时期中国海关关长都是英国人担任的，是中国历史上最开放的时期，却被西方列强欺负得水深火热，毛主席领导共产党推翻了三座大山，解放了中国人民。第二次是建国后向苏联学，一边倒，结果苏联在中国的土地上又想建联合舰队，又想建长波电台，毛主席拒绝后苏联又撤专家又逼债，毛主席还是领导中国人民自己搞了“两弹一星”，建立了自主可控的工业体系。第三次是改革开放，我们学习西方的管理理念和科学技术，刚开始觉得挺好的，现在有点觉得吃亏了（像我这样气性大的觉得忍无可忍了，很多人觉得还可以再忍忍）。2011年我国IT产业百强企业的利润总和是苹果公司的40%（我刚开始觉得华为是通信企业，可能不算在IT百强里面，后来查到华为也算在这里面时很有挫折感）。总是听专家说，我国跟美国的经济互相依赖，美国也不敢把我们怎么样，可是当美国制裁中兴时，我们不得不认怂，中兴公司定期向美国商务部报告工作，以获得延期制裁。美国可以通过不卖元器件在三个月之内把国人引以为豪的华为、联想、中兴等企业搞死，十大军工集团有大半开不了张，我们有哪种产品不卖给美国企业，会把美国的Intel、IBM、谷歌、微软、苹果搞死呢，我们顶多能把沃尔玛搞得比较难受。现在想想，毛主席周总理带着全国人民勒紧裤腰带炼钢铁、打油井、发展两弹一星，建立起自主可控的工业体系真是无比英明。
正如改革开放进入深水区，容易改的都改完了，剩下都是难改的；创新也进入深水区，容易创新的都创完了，剩下难创新的，需要十年磨一剑的积累。我们的IT产业先学会了用国外的芯片在主板上“攒”系统，后来又学会了用国外的IP在硅上“攒”系统。掌握这些简单技术后，下面该深入到CPU、GPU这些复杂的核心模块中去了。这些复杂的创新不是领导重视、钱多、人多就能一下子干出来的，还需要时间来磨，在探索和试错过程中不断演进。领导重视、人多、钱多可以加速探索和试错的过程，但不能消除这个过程。中国航天建空间站，先来个天宫一号试试看，再来个天空二号（还分两期）接着试，最后再发射正式空间站，也是这个演进的道理，不是缺钱，也不是领导不重视。CPU是超复杂系统，超复杂系统只能走进化论的道路，在产业化实践中通过长期演进发展起来。即使在这个过程中，得到别人的源代码，也只能加速自主研发的进度，取代不了自主研发的工作。更何况复杂系统是很难消化吸收的，即使拿到国外CPU的源代码，每一行都看得明白，但把几百万行代码拼在一起就不知道是干什么的，就像我们可以打开一头猪的大脑看得清清楚楚，但不知道猪在想什么。很多人现在还寄希望于引进国外技术发展我国的CPU，那是因为吃洋鬼子的亏没吃够。须知天上是不会掉馅饼的，要发展以自主CPU和操作系统为代表的基础软硬件，我们必须克服急躁情绪，克服崇洋情绪，发扬愚公移山精神，**实事求是作风，在自主创新实践中不断发现问题，在解决问题过程中不断提高能力，才能保障国家安全和支撑产业发展。
龙芯今年15岁了。中国共产党在15岁的时候完成了举世瞩目的**长征，建立了陕北根据地，取得了生存的基础，但共产党长征的目的决不仅仅是建立一块根据地活下来，而是以此为基础解放全中国。龙芯在15岁的时候完成了3A3000的研发，跨越了国际上通用CPU的第一个性能门槛，性能超过了引进设计的CPU，龙芯公司实现盈利，取得了生存的基础，但龙芯的目标绝不是为了生存和挣钱，而是为了建立自主可控的信息产业体系。目前我国的信息产业主要建立在以Wintel体系（Intel的CPU和微软的Windows操作系统）和AA体系（ARM的CPU和谷歌的Android操作系统）为代表的国外基础软硬件平台上。要改变我国信息产业和信息安全受制于人的局面，不能只着眼于单项技术的突破和产品市场占有率的提高，必须建立起自主可控的信息技术与产业生态体系，形成与Wintel体系和AA体系“三足鼎立”的局面，才能掌握产业发展主导权，消除安全隐患。如果我们没有建立起自主可控的IT产业体系，继续在已有的Wintel体系和AA体系中当“马仔”，是难以实现中华民族的伟大复兴的“中国梦”的。反之，只要我们**自主创新，打通技术链，完全可以在局部指标不如国外产品的情况下，建设出优于国外产品的应用系统。须知判断技术是否先进的标准，不是看其跟美国人跟得紧不紧，而是看其跟应用结合得紧不紧。
古人说“事非经过不知难”。但只要认真去做，也有“事非经过不知易”的道理。龙芯3号系列CPU通用处理性能在从2013年起的不到四年时间提高到了原来的五倍以上，充分说明了这个道理。2001年我们开始研制龙芯CPU的时候，很少人相信我们能够做出来，在整个“十五”期间，网络上“龙芯打假”的言论层出不穷，但我们**做出来了，方法是在别人都不信的情况下，做给他看。2006年我们开始推广龙芯CPU应用的时候，也很少有人相信龙芯能用起来，不知受了多少奚落和冷嘲热讽，甚至有人说，如果龙芯能够卖得出去，他就从此倒立着走，但龙芯公司现在能够通过龙芯CPU的销售养活自己了，方法还是在别人都不信的情况下，做给他看。今天我们说要建立自主可控的信息产业体系，还是多数人不信，无非是认为做生态太难，自己肯定做不好，不如跟着别的老大当个马仔，所以总说与X86和ARM兼容生态好，总之是一种畏难情绪。对付信心不足，我们还是老套路，做给他看。世界上做CPU的企业中，凡是不做生态（DEC、IBM、HP、SUN、SGI）或者跟生态（AMD、威盛）的CPU企业都活不好。八十年前几万衣不蔽体的红军刚到陕北时有谁相信这帮泥腿子能解放全中国？改革开放初期以能买到日本彩电为荣的中国人有几个相信今天中国的制造业产值已超过美国加日本的总和？在建立自主信息产业体系方面，我们要在自己内部肃清一切软弱无能的思想，就像毛主席说的：“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”。
八十年前，当衣不蔽体的几万红军完成两万五千里长征时，他们是中国最生气勃勃，具有百折不挠的献身精神，真正的民族精英。他们是怀着对革命的坚定信念，在崇高理想的指导下走完长征的。同样，自从2001年开始龙芯处理器研发以来，龙芯人也是怀着**自主创新、保障国家安全、支撑产业发展的坚定信念走了一条别人没有走过、多数人不信能走通、非常艰难的“长征”。十五年来，很多龙芯的技术骨干都把人生最美好的青春献给了龙芯的“长征”。加班加点仍是龙芯研发人员的常态，而龙芯的薪酬长期低于同行业水平，有些人三十多岁就出现了各种健康问题。不少龙芯的技术骨干都接到过猎头公司百万年薪的电话，但龙芯团队的核心骨干非常稳定。为了龙芯的产业化，很多技术骨干都毅然放弃中科院的事业编制，辞职到龙芯公司。人都是有私心的，但我敢保证龙芯人的私心相对少一些；大家离毛主席要求的“一个高尚的人，一个纯粹的人，一个有道德的人，一个脱离了低级趣味的人，一个有益于人民的人”都有差距，但我敢自豪地说龙芯人的差距相对小一些。后之视今，尤今之视昔。我相信，我们的后人会像我们今天崇敬长征的英雄、崇敬抗美援朝的英雄、崇敬两弹一星的英雄一样，来崇敬今天在建立我国自主可控的信息产业体系道路上历经艰难险阻完成新长征的我们。
龙芯十五年的**来自中国科学院的光荣传承。中科院计算所是我国计算机事业的摇篮，经历了“完全自主但没有市场化”的第一个三十年，为两弹一星做计算机；也经历了“完全市场化但丧失自主性”的第二个三十年，创办了联想和曙光，为了与市场接轨，研发工作忍痛从CPU和操作系统中退出。我们是中国第三代计算机人，任务是在市场化条件下实现自主性，保障国家安全和支撑产业发展。我的导师夏培肃院士是我国计算机事业的重要奠基人，她多次对我说过，这辈子最大的心愿就是把中国的计算机事业搞好，她们这代人没搞好，希望我们搞得比她们好。李国杰院士曾经在一次自主可控行业的大会上动情地说：我的导师夏老师（李国杰院士也是夏培肃院士的学生）已经九十岁了，干不动了；我也七十岁了，快干不动了；如果到胡伟武这一代我国的CPU和操作系统还没有发展起来，中国的IT产业就没戏了。龙芯团队有一个老研究员黄令仪老师，今年八十岁了还天天在屏幕前拖着鼠标查版图。有一次我请黄老师参加某用于安全领域的芯片研发工作时，黄老师脱口而出：胡老师，我这辈子最大的心愿就是匍匐在地，擦干祖国身上的耻辱；我是亲眼见过我的同胞被日本鬼子的飞机炸死的。前辈的精神感染了我们，前辈的荣光照亮了我们前进的道路，让我们咬着牙关，勇往直前！
龙芯十五岁了。2001年8月19日清晨当屏幕上第一次出现“godson login”时的那声欢呼已经远去，在雨中登黄山的台阶上高唱《真心英雄》时的那种豪情已经消退，夜深人静时在计算所北楼长长的走廊尽头泡方便面**已经模糊，但龙芯人“为人民做龙芯”的初心未改，“十年磨一剑”的执着依旧，“人生能有几回搏”的奋斗长在。我们已经走在“以安全可控为主题、以产业发展为主线、以生态建设为目标”的新长征道路上。迷失方向时，**从国家和人民的角度（而不是自己的角度）做出选择就是我们心中的“北斗星”。长征的道路蜿蜒曲折，不仅有芳草鲜美、落英缤纷，更有沼泽沙漠、雪山草地、豺狼虎豹，因此前进的路上就要苦我们的心智、痛我们的体肤。龙芯走自主研发道路，比直接引进处理器芯片或者引进处理器核的道路见效慢一些，在路上会被别人暂时超过心里着急；走市场化道路，要结合客户需求把短板补齐，比起在计算所做研究时只关注几个有显示度的指标来，在显示度方面差一些；要建立自主软硬件体系，比只在单一领域做单一产品难度大很多。这就要求我们在前进的道路上不仅要有冲天的豪情，艰苦奋斗、奋勇争先，而且要有钢铁般的意志，做到专心致志、持之以恒、精益求精，直至取得最后的胜利。我们是“苦命”而光荣的龙芯人，虽千万人吾往矣。
我们正在前进。我们正在做我们的前人从来没有做过的极其光荣伟大的事业。我们的目的一定要达到。我们的目的一定能够达到。
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