龍芯中科、上海高性能集成電路設(shè)計(jì)中心、國(guó)防科大是國(guó)內(nèi)為數(shù)不多的走自主路線的IC設(shè)計(jì)單位，龍芯、申威、飛騰更是承載著國(guó)人的希望。龍芯和麒麟操作系統(tǒng)自誕生之初就居于社會(huì)輿論的風(fēng)口浪尖，褒獎(jiǎng)和貶低不絕于耳；飛騰和申威的軍方項(xiàng)目更是給他們披上一層神秘的面紗。記者專訪了龍芯中科總裁胡偉武，揭示自主可控基礎(chǔ)軟硬件發(fā)展之路的艱辛與國(guó)產(chǎn)基礎(chǔ)軟硬件發(fā)展的現(xiàn)狀。
記者：自主可控基礎(chǔ)軟硬件方面內(nèi)容，能具體說(shuō)說(shuō)嗎？
胡偉武：自主可控軟硬件就是從基礎(chǔ)軟件和基礎(chǔ)硬件方面實(shí)現(xiàn)自主可控，實(shí)現(xiàn)全國(guó)產(chǎn)化。從“十五”期間開(kāi)始做，在十多年的時(shí)間里飽受質(zhì)疑，經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展，我們已經(jīng)用實(shí)踐回答了“自主可控軟硬件要不要做的問(wèn)題、能不能做的問(wèn)題、能不能用的問(wèn)題”，而且已經(jīng)積攢了一定力量，形成了一定勢(shì)力，建立了一些根據(jù)地，已經(jīng)到了發(fā)展的分水嶺階段，需要聯(lián)合學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界更多的朋友，來(lái)把自主可控軟硬件做大做強(qiáng)。
記者：那現(xiàn)在中國(guó)基礎(chǔ)軟硬件到底發(fā)展到什么水平了？
胡偉武：以汽車(chē)來(lái)打個(gè)比方吧，從產(chǎn)品的角度，一般的汽車(chē)時(shí)速200—300公里，現(xiàn)在自主軟硬件大致處于時(shí)速100—150公里的水平；或者說(shuō)相對(duì)于進(jìn)口產(chǎn)品，我們做到了奇瑞的水平。當(dāng)然局部已經(jīng)取得了不少可喜的成績(jī)，甚至可以做到和西方比肩的水平，比如上海高性能集成電路設(shè)計(jì)中心的眾核芯片，但總體上和國(guó)外還是有較大差距。
記者：那能具體說(shuō)說(shuō)有哪些可喜的成績(jī)嗎？
胡偉武：最可喜的成績(jī)是用起來(lái)了——在一些特定的領(lǐng)域，尤其是和國(guó)家安全緊密相關(guān)的戰(zhàn)略領(lǐng)域，自主CPU已經(jīng)被全面用來(lái)了。
做一款產(chǎn)品，一方面在于研，另一方面在于用。以前我們?cè)谠核隹蒲校?jīng)常說(shuō)科研成果達(dá)到國(guó)外什么水平。確實(shí)，我們的科研成果在某些指標(biāo)上不比國(guó)外的差，甚至還有超越，但存在一些短板，導(dǎo)致科研成果用不起來(lái)。因?yàn)橐粋€(gè)產(chǎn)品能不能用，不是看長(zhǎng)板，而是看短板，我們以前只是著眼于技術(shù)長(zhǎng)坂，對(duì)很多技術(shù)短板缺乏技術(shù)積累，現(xiàn)在逐步補(bǔ)齊這些技術(shù)短板，所以逐步被用起來(lái)了，并建立了幾塊產(chǎn)業(yè)根據(jù)地。而且龍芯在使用中不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，得到反饋后解決問(wèn)題，不斷改進(jìn)，形成螺旋式上升，這是最大的突破，也是最可喜的成績(jī)。
記者：能具體說(shuō)說(shuō)在那些領(lǐng)域建立了產(chǎn)業(yè)根據(jù)地嗎？
胡偉武：有很多，比如高性能計(jì)算、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航、武器裝備、工業(yè)控制等好多方面都在用龍芯。
記者：一個(gè)月前，網(wǎng)絡(luò)上有一篇談龍芯和申威的文章里對(duì)自主可控做了如下解釋：
自主，顧名思義，是自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，不需要給國(guó)外繳納專利費(fèi)，可以自由選擇發(fā)展方向和技術(shù)路線。以龍芯和申威為例，兩者都可以自由擴(kuò)展指令集；而從國(guó)外購(gòu)買(mǎi)指令集授權(quán)的話，不僅要支付一筆授權(quán)費(fèi)，而且授權(quán)到期要再購(gòu)買(mǎi)一次，外商每一次更新指令集還要再購(gòu)買(mǎi)一次。另外，還會(huì)受到很多限制，比如用途被限制，外商限制——只能用來(lái)做服務(wù)器芯片，不能用來(lái)做桌面芯片和手機(jī)芯片；比如不具備發(fā)展權(quán)，不能擴(kuò)展指令集，只能按照國(guó)外巨頭的劃定路線圖走，跟在身后亦步亦趨。
可控，指的是芯片安全可控。無(wú)論是自主指令集還是購(gòu)買(mǎi)國(guó)外指令集，只要是獨(dú)立自主設(shè)計(jì)微結(jié)構(gòu)，就不存在安全問(wèn)題。但如果是購(gòu)買(mǎi)國(guó)外微結(jié)構(gòu)授權(quán)或者仿制國(guó)外CPU則存在安全隱患。因?yàn)橘I(mǎi)到的微結(jié)構(gòu)若不是開(kāi)源的，對(duì)于國(guó)內(nèi)廠商來(lái)說(shuō)就是一個(gè)黑箱；即使是開(kāi)源的，光指令系統(tǒng)里的源碼至少一兩千萬(wàn)行，在完全吃透技術(shù)以前，根本沒(méi)法保證里面沒(méi)有安全隱患；仿制國(guó)外CPU很容易陷入知其然，不知其所以然的情況，無(wú)法識(shí)別CPU里的到底有沒(méi)有后門(mén)電路。
請(qǐng)問(wèn)，您對(duì)這種說(shuō)法認(rèn)同么？
胡偉武：剛才說(shuō)的觀點(diǎn)，從過(guò)程角度說(shuō)我是很同意的。我從另外一個(gè)角度看，就是一定要形成自己的能力。國(guó)內(nèi)公司可以從國(guó)外買(mǎi)技術(shù)、買(mǎi)產(chǎn)品，然后貼上自己的牌子，宣稱這是國(guó)產(chǎn)。但是能力是買(mǎi)不來(lái)的，你買(mǎi)來(lái)的產(chǎn)品和技術(shù)，在性能、功耗、安全方面你說(shuō)了不算——因?yàn)槟銢](méi)有這方面的能力去提升性能、降低功耗，也沒(méi)有能力去讀懂外商賣(mài)給你的源碼，沒(méi)有能力去發(fā)現(xiàn)里面是否暗藏玄機(jī)。因?yàn)闆](méi)有自己的能力，無(wú)論是解決使用中遇到的問(wèn)題，還是想要進(jìn)一步發(fā)展技術(shù)，你都只能去找外商。
記者：實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)軟硬件自主可控的意義在哪里？
胡偉武：關(guān)于自主可控的意義，就是推翻兩座大山：一是國(guó)家安全受制于人；二是產(chǎn)業(yè)發(fā)展受制于人。只有建立自主可控的軟硬件技術(shù)體系，才能基于該技術(shù)體系進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)，形成螺旋上升，否則在別人的技術(shù)體系中跟著升級(jí)，永遠(yuǎn)沒(méi)有超越的機(jī)會(huì)，只能永遠(yuǎn)落后。
記者：基礎(chǔ)軟硬件自主可控是指要研發(fā)自己的CPU和操作系統(tǒng)嗎？
胡偉武：CPU和操作系統(tǒng)都是實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)軟硬件自主可控的具體方法，是自主體系的一部分，而非體系的全部。基礎(chǔ)軟硬件包括CPU、DSP、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、中間件、辦公軟件等方面。單單有個(gè)CPU或者操作系統(tǒng)，無(wú)法做到獨(dú)立自主，只有體系自主才是是真正自主。目前IT產(chǎn)業(yè)主要由Wintel體系和ARM+Android體系來(lái)支撐，只有建立能與前兩者抗衡的自主體系，才能實(shí)現(xiàn)真正的自主可控。
記者：建立能與Wintel體系、AA體系相抗衡的自主體系，這個(gè)目標(biāo)非常遠(yuǎn)大，很多人想都不敢想。以中國(guó)現(xiàn)在的實(shí)力，有建立這樣一個(gè)體系的可行性嗎？
胡偉武：中國(guó)要發(fā)展自主可控體系還是有一定基礎(chǔ)的。我們可以把IT產(chǎn)業(yè)從技術(shù)上分為三個(gè)層次：一是應(yīng)用層，中國(guó)的應(yīng)用層是比較不錯(cuò)的，比如有BAT等互聯(lián)網(wǎng)巨頭；我們的整機(jī)產(chǎn)業(yè)也很不錯(cuò)，有華為、聯(lián)想這些巨頭；但中國(guó)的基礎(chǔ)軟硬件就不行了，比如CPU、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)這些和國(guó)外都有一定差距。其實(shí)，只要我們把國(guó)產(chǎn)CPU、操作系統(tǒng)和應(yīng)用層、整機(jī)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)對(duì)接，以應(yīng)用為牽引，自主體系就有可能發(fā)展起來(lái)。
記者：那如何發(fā)展自主可控體系呢？
胡偉武：我們過(guò)去有個(gè)誤區(qū)，覺(jué)得自主體系的關(guān)鍵是指令集系統(tǒng)。其實(shí)我們要和應(yīng)用對(duì)接，應(yīng)用并不關(guān)注你的指令系統(tǒng)，只關(guān)注你的API。因此，體系的樞紐是API，操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序的接口才是構(gòu)建體系的關(guān)鍵。
具體來(lái)說(shuō)，那些是API呢？B/S應(yīng)用的JavaScript、C/S應(yīng)用的QT、服務(wù)器和安卓應(yīng)用的Java這些都是API，像安卓的成功就是API的成功。體系建設(shè)首先要把API做好，建成體系后落腳點(diǎn)才在指令系統(tǒng)上。只要把API這個(gè)樞紐抓住了，體系建設(shè)也沒(méi)有大家想象的那么難，那么復(fù)雜。另外，商業(yè)模式上要以應(yīng)用為牽引。政府不要只給錢(qián)讓CPU企業(yè)關(guān)起門(mén)來(lái)搞研發(fā)，應(yīng)該牽頭讓一些單位去用這些CPU，在使用中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，軟硬件結(jié)合，對(duì)全系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，最后逐步形成自己的體系。
記者：說(shuō)到全系統(tǒng)優(yōu)化，想起專題論壇中看到的例子——某數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用，HP的X86服務(wù)器需要50分鐘，龍芯服務(wù)器優(yōu)化前8小時(shí)，優(yōu)化后80秒；某圖形應(yīng)用，X86 i7平臺(tái)每秒40幀，龍芯平臺(tái)優(yōu)化前每秒不到1幀，優(yōu)化后每秒80幀；某指揮系統(tǒng)（GIS）應(yīng)用，X86 i7平臺(tái)每秒20幀，龍芯平臺(tái)優(yōu)化前每秒3幀，優(yōu)化后每秒30幀。非常好奇這是怎么做到的？
胡偉武：因?yàn)槟阌脟?guó)外的產(chǎn)品，人家賣(mài)給你什么就是什么，它的產(chǎn)品你說(shuō)了不算；用龍芯、中標(biāo)麒麟和達(dá)夢(mèng)這些軟硬件，在使用中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，可以做改進(jìn)，產(chǎn)品的性能、功耗、安全性等方面我們自己說(shuō)了算。這其實(shí)就是我剛才說(shuō)的，要以應(yīng)用為牽引，在使用中通過(guò)軟硬件磨合，提升系統(tǒng)性能。類似的應(yīng)用做的多了，自己的體系也就構(gòu)建起來(lái)了。
記者：那發(fā)展自主可控體系的薄弱環(huán)節(jié)在哪里？
胡偉武：基礎(chǔ)軟硬件總體上都是薄弱環(huán)節(jié)，但最薄弱的環(huán)節(jié)是API，整機(jī)系統(tǒng)性能瓶頸也在于API相關(guān)軟件不行，我國(guó)在API基礎(chǔ)軟件方面沒(méi)有積累，API的差距比CPU的差距大得多。中國(guó)寫(xiě)Java的程序員有上百萬(wàn)人，寫(xiě)JavaScript的程序員也有上百萬(wàn)人，寫(xiě)QT的也很多，但Java虛擬機(jī)、JavaScript引擎、QT庫(kù)卻沒(méi)多少人干。基礎(chǔ)軟硬件要把這幾塊做起來(lái)，就能夠打破硬件、操作系統(tǒng)、應(yīng)用層之間的藩籬，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)軟硬件和應(yīng)用層的對(duì)接。
記者：為什么我們很容易買(mǎi)到搭載華為海思芯片的手機(jī)，但卻很難在市場(chǎng)上買(mǎi)到龍芯的產(chǎn)品？
胡偉武：華為是垂直整合，垂直整合在商業(yè)上是比較好做。龍芯是Intel的商業(yè)模式，是做產(chǎn)業(yè)生態(tài)，一個(gè)是做產(chǎn)品，一個(gè)是做生態(tài)，因此，龍芯肯定是慢一些。
記者：我們知道華為為了扶持自己的麒麟芯片不計(jì)成本，還犧牲華為終端的利益，在2年時(shí)間里堅(jiān)持在華為中高端機(jī)型上使用功耗大、兼容差、小毛病多的K3V2。垂直整合優(yōu)勢(shì)是指龍芯必須在價(jià)格、性能、軟件生態(tài)上取得相對(duì)優(yōu)勢(shì)后才會(huì)有企業(yè)來(lái)采購(gòu)，無(wú)法做到華為海思的麒麟芯片自產(chǎn)自用自銷(xiāo)？
胡偉武：還有一方面就是技術(shù)路線的選擇。海思選擇購(gòu)買(mǎi)ARM公司的IP核授權(quán)集成SOC的技術(shù)路線，依附于AA體系后市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)要容易的多。
龍芯走獨(dú)立自主路線，就必須事必躬親，建立一個(gè)足以和Wintel體系和AA體系相抗衡的自主體系——自己擴(kuò)展指令集、自己設(shè)計(jì)微結(jié)構(gòu)、自己開(kāi)發(fā)編譯器和社區(qū)版操作系統(tǒng)、自己構(gòu)建產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟和軟件生態(tài)......什么事情都自己做......不僅工作量非常大，技術(shù)門(mén)檻比較高，而且還造成龍芯的產(chǎn)品和現(xiàn)有的軟件生態(tài)都不兼容，市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)難度大。而國(guó)內(nèi)的ARM陣營(yíng)廠商，很多事情ARM和谷歌等國(guó)外公司都已經(jīng)幫它們做好了，只需要給AA體系當(dāng)馬仔就可以了——在硬件方面只需要購(gòu)買(mǎi)ARM的IP核集成SOC；軟件方面依賴谷歌等公司，運(yùn)行安卓系統(tǒng)，兼容安卓的軟件生態(tài)。因此，技術(shù)門(mén)檻，研發(fā)的時(shí)間成本、資金成本都被大幅降低，也不存在像龍芯那樣被產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟弱小和軟件生態(tài)貧乏掣肘的情況，所以市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)的道路就比較順利。
記者：那我們何時(shí)能在市場(chǎng)上買(mǎi)到價(jià)格便宜又好用的龍芯電腦呢？
胡偉武：像大家比較關(guān)心的，比如家用PC和服務(wù)器，因?yàn)檫@些產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)鏈比較長(zhǎng)，軟件生態(tài)非常豐富，龍芯電腦在整機(jī)性能、價(jià)格、軟件生態(tài)方面處于劣勢(shì)，無(wú)力硬撼國(guó)外巨頭，要想在這方面有所建樹(shù)，難度非常大。目前，龍芯也沒(méi)有涉足消費(fèi)品電子市場(chǎng)的實(shí)力，所以龍芯采取了優(yōu)先滿足國(guó)家信息安全需要，后滿足普通消費(fèi)者的需要的分步走戰(zhàn)略：
第一步滿足單一的應(yīng)用，比如前面講到過(guò)的嵌入式芯片，通過(guò)嵌入式芯片從市場(chǎng)中賺錢(qián)，保障自己能在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中活下來(lái)，目前龍芯已基本滿足了單一應(yīng)用的需求。
第二步是滿足比較固定和復(fù)雜的通用應(yīng)用，比如辦公系統(tǒng)、信息化類的系統(tǒng)，因?yàn)檫@一類的應(yīng)用邊界是比較清晰，基本上是政府的OA和辦公軟件，并且已經(jīng)取得了一定成績(jī)，而且再過(guò)1—2年，龍芯就能基本滿足黨、政、軍在這方面的需求。
第三步才是比較商業(yè)化的、公眾的、開(kāi)放的市場(chǎng)應(yīng)用，這就需要更長(zhǎng)的時(shí)間，要把自主軟硬件做到更好的程度。工信部有一個(gè)說(shuō)法，只要一款芯片市場(chǎng)占有率超過(guò)5%，就會(huì)有大量的軟件廠商自愿加入到該軟件生態(tài)體系中。目前在桌面芯片市場(chǎng)基本被X86芯片壟斷情況下，要想打破壟斷，難度非常大，分步走的模式是比較現(xiàn)實(shí)的選擇。
記者：VIA、IBM找中國(guó)合作的目的是為了讓中國(guó)掏錢(qián)委托他們?cè)O(shè)計(jì)產(chǎn)品，進(jìn)而將自己的產(chǎn)品打上國(guó)產(chǎn)標(biāo)簽獲取中國(guó)政府的政策傾斜和國(guó)家資金扶持。
胡偉武：對(duì)。除非有足夠的證據(jù)證明，比如你做出了自己設(shè)計(jì)的微結(jié)構(gòu)和CPU，否則ODM技術(shù)路線是不具備自主可控屬性的。而且我前面說(shuō)過(guò)，CPU自主可控僅僅是自主可控體系的一部分，哪怕你做到了再創(chuàng)新，但技術(shù)體系是別人的，還是無(wú)法實(shí)現(xiàn)自主可控。
記者：那買(mǎi)ARM的IP核的技術(shù)路線？
胡偉武：我認(rèn)為那種做法根本就不能叫設(shè)計(jì)CPU，應(yīng)該叫SOC，因?yàn)樾酒男阅堋⒊杀尽⒐摹踩远俭w現(xiàn)在微結(jié)構(gòu)上。購(gòu)買(mǎi)現(xiàn)成的CPU核（ARM）、GPU核（Imagination、Mali）以及各種接口IP核（Synopsys），通過(guò)一定的流程，“攢”出SOC，這比“攢”電腦復(fù)雜一些，但復(fù)雜不了多少。
在整個(gè)過(guò)程中，因?yàn)椴簧婕白灾髟O(shè)計(jì)微結(jié)構(gòu)，既無(wú)法形成自己的能力，又無(wú)法掌握核心技術(shù)，更無(wú)法確保芯片安全可控。
記者：什么是微結(jié)構(gòu)呢？
胡偉武：CPU的核心是微結(jié)構(gòu)，舉例來(lái)說(shuō)：
Intel的SandyBridge，IvyBridge、Haswell；
ARM的Cortex A9, A15, A17, A53, A57；
龍芯的GS232、GS264、GS464、GS464E；
只有微結(jié)構(gòu)自主設(shè)計(jì)，才是掌握核心技術(shù)，才能保證芯片安全可控。
如果能證明你掌握了這個(gè)微結(jié)構(gòu)，并有一定提升和發(fā)展，甚至做到自主創(chuàng)新，設(shè)計(jì)出了自己的微結(jié)構(gòu)，也是可以的。但是又回到體系自主、生態(tài)自主的問(wèn)題了，哪怕自己設(shè)計(jì)了兼容ARM V8指令的微結(jié)構(gòu)，但是體系是ARM和谷歌的，而不是你自己的，這樣還是做不到自主可控。
記者：龍芯購(gòu)買(mǎi)了MIPS永久授權(quán)，是否意味著自主可控技術(shù)路線的失敗？
胡偉武：這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)講了很多次了，重新定義指令集技術(shù)上難度近乎于零，美國(guó)也一度禁止將單獨(dú)的指令集申請(qǐng)為專利，只有當(dāng)指令集與實(shí)現(xiàn)方法相結(jié)合的時(shí)候才被允許申請(qǐng)專利。
研發(fā)兼容Mips指令集的CPU，就如同我們?cè)跀?shù)學(xué)上放棄了傳統(tǒng)的漢字而使用阿拉伯?dāng)?shù)字去證明數(shù)學(xué)定理，Mips指令集和阿拉伯?dāng)?shù)字只是知識(shí)的載體而非知識(shí)本身，真正具有價(jià)值的是指令集的實(shí)現(xiàn)方法和被證明的數(shù)學(xué)定理。
龍芯使用兼容Mips指令并不會(huì)對(duì)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)構(gòu)成影響。真正對(duì)龍芯自主可控路線產(chǎn)生影響的是指令集的發(fā)展權(quán)——是否有資格自主擴(kuò)展指令，是否能讓軟件生態(tài)跟著你的指揮棒走。而且在十幾年的發(fā)展中，龍芯對(duì)MIPS指令集進(jìn)行了相當(dāng)大的擴(kuò)展，逐漸發(fā)展出了自己的指令集loongISA 。loongISA指令集共1907條指令，源自MIPS的有527條，其余都是龍芯自己擴(kuò)展的。龍芯在MIPS的指令系統(tǒng)的創(chuàng)新方面已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了MIPS公司，之所以購(gòu)買(mǎi)Mips指令永久授權(quán)主要是減少市場(chǎng)化過(guò)程中的麻煩。舉例來(lái)說(shuō)，Transmeta公司曾經(jīng)市場(chǎng)前景良好，但I(xiàn)ntel起訴它，打了兩年官司。雖然最終Intel輸了，但兩年過(guò)程中沒(méi)有人敢跟Transmeta做生意， Transmeta被官司拖垮了。
