5月21日晚7点,被誉为“龙芯之父”的胡伟武总工程师在阶一6教室主讲“高性能CPU发展趋势及自主CPU发展之路”,会场座无虚席。本次讲座由国科大2014级物理专业本科生田程同学主持。

 

在本次讲座中,胡伟武首先讲解了CPU在信息产业、国家安全等方面的重要意义,CPU的基本组成、评价指标和研制过程中的重点问题,以及计算机产业的发展趋势;然后结合他的亲身经历介绍了我国CPU曲折的发展历程和现状;最后总结多年经验,谈了他对于我国未来CPU发展之路的深刻认识。

 

讲座结束后,台下的同学纷纷提出自己的问题,从我国信息产业生态的构建,到“龙芯”相关产品的市场化,再到我国技术赶超的途径,胡伟武的每一次回答都赢得在场观众一阵热烈的掌声。

 

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“每当仰望星空,我们就多一重自豪”

如果用今天的流行语来评价学生时代的胡伟武,那就是超级“学神”。1991年,胡伟武刚从中科大毕业,就免试进入中科院计算所直接攻读博士,师从著名计算机专家夏培肃院士。值得一提的是,胡伟武的博士论文也写得非常出色,一举获得了“全国首届百篇优秀博士论文奖”。

 

2001年,他开始投身于龙芯处理器的研制工作,自此开始与CPU的研制工作结缘。在中国科学院知识创新工程、国家863计划、国家重大专项以及国家自然科学基金等的资助下,先后主持完成了我国第一个通用处理器龙芯1号、第一个64位通用处理器龙芯2号、第一个四核处理器龙芯3号的研制,使我国处理器研制达到世界先进水平。

 

“CPU是国家大宗战略产品,我国由于缺少自主的CPU技术和产业,不仅信息产业严重受制于人,国家安全也面临威胁。” 在信息产业方面,2011年中国电子信息百强企业利润总额全部加起来(138亿美元),也只有苹果公司的四成。

 

在国家安全方面,CPU无处不在。大到国家的超级计算机,小到电子水表,都离不开这个小小的芯片。胡伟武在讲座中提到了2012年伊朗核离心装置遭到“震网”病毒攻击的实例,20%的离心机报废,监控录像被篡改,更令人惊恐的是,遭攻击的电脑是物理隔离的,也就是说和外界的网线是完全断开的。同样,在我国也存在这样的威胁。“我们的公务用车奥迪A6也有通用处理器后门,可以被监听,也可以被控制,甚至导致车毁人亡。我们的电站也可以被控制远程关机。”

 

CPU优劣的评判标准除了性能、价格、功耗,还有体积和可靠性、稳定性、寿命等。在一些特殊的方面还要求CPU具有特殊的能力。如在卫星上,就要求CPU的抗辐噪特性很强,能够在宇宙射线中正常、稳定地长期工作。比如我们每天看的天气预报云图。最早是使用别人的云图,后来发射了风云一号卫星,但是不久就因为抗辐噪性能不够强而损坏。后来发射了风云二号卫星,现在我们看到的天气预报云图上标明的就是“风云二号双星云图”。“目前卫星已经稳定工作了很长时间,说明我们芯片的抗辐噪性能已经做得很好,在宇宙空间工作的寿命很长。”

 

近年来,每当我们看到中国的航母、新型战斗机横空出世,先进的战舰“像饺子一样下”,都会感到由衷的自豪。而在这背后,更蕴含着胡伟武等科研人员为中国“芯”做出的巨大贡献。1968年出生的胡伟武如今已是霜染青丝,他虽未在讲座中详述龙芯研制和发展过程中的艰辛,但是我们也不难想象其中的滋味。由于很多成果涉及安全机密无法公开,他们无法拥有应得的赞誉和荣耀。支撑他们为中国“芯”奉献青春的就是一颗拳拳的中国心。胡伟武说:“每当听到这些激动人心的消息,每当仰望星空,我们就多一重自豪。”

从“学院派”到“市场派 ”

“龙芯”研制初期,主要依靠国家的“天使投资”完成了九年的技术积累,达到世界先进水平。2010年龙芯团队转型,成立公司,正式走向产业化。他们的学院派理念还较强烈,国家项目导向明显。开始在市场中吃了很多亏。“原来我们的CPU研制主要做技术‘长板’,在应用面前发现技术‘短板’缺课太多,长板与国际先进水平差2-3年,相当于不差,而短板差10年以上,比如在自主CPU的计算机上看优酷视频,上谷歌地图,应用的瓶颈不在长板在短板。”

 

他们从一些专门用途的CPU入手。既满足“北斗”卫星等国家需求,也细致到电子水表等家用芯片。他们发展出大、中、小三个产品系列的CPU,应用领域涉及安全、通讯和嵌入式应用(如电表、防火墙、数字电视机顶盒等)。从党政办公、学校教学到家用电子设备,范围极广。

 

2014年龙芯中科步入高速发展期。转变思维,建立企业文化,摆脱国家项目导向,在多个领域产品通过产业链到达最终消费者。取得的成果也令人惊叹。如今下游客户中基于龙芯CPU的软硬件研发人员达到上万人,2013年芯片销售数量1.8万片,2014年则销售了35万片。

 

“只要和‘用’结合,我们就能赶超别人”

提问环节,有位同学说:“我们国家的技术赶超,有两种超越,一个是在全新的领域超越别的国家和企业,另外一种就是在别人的传统优势产业,我们迎头赶上。”他请教胡伟武这两种技术赶超的方式之间的关系和胡伟武对这两种方式的看法。

 

胡伟武在实际工作当中看到了很多次由新技术,从顶端往下的创新,最终都没有搞成。他的观点是:“技术超越重要的途径或者说我们国家的特点就是在‘用’的方面。我们相比于国外的优势就在于‘用’的优势、市场的优势、体制的优势。”他举了高铁、特高压输变电、阿里巴巴等我国世界领先的高技术产业作为例子:“我们有高铁的需求,人们通过高铁出行;中国对特高压输变电有特殊的需求,因为我们的特点是能源、发电集中在西部,而用电集中在东部;阿里的成功也是无数的用户在使用的过程中不断地发现问题,不断地完善它的技术和平台。”

 

“我们的高技术产业发展关键是看和‘用’结合得紧不紧密。我们的技术的突破不是在与某一点上的突破,比如高铁这一项技术世界领先。而在于整个高技术产业的突破。需要有一批像IBM、像因特尔、像谷歌这样的研发中心性的企业诞生出来。在10年、15年之内,我们的高技术产业就能赶上、甚至超越美国。”

 

他认为从某种意义上说这个问题其实是一个伪命题,“因为衡量一项技术的发展前景,不是看它是新还是旧,而是看它和‘用’结合得紧不紧。”

 

胡伟武引用毛泽东思想中的论述说:“我们的方针要放在什么基点上?放在自己力量的基点上叫做自力更生。”他总结道:“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……成熟产业是中国的机会,别人发展空间不大了,只要中国人会做的,别人就没有市场,迟早有一天,中国人会像卖衣服和卖鞋一样把CPU卖给全世界。”

毛主席的粉丝与人民的芯片

在提问环节,有同学问起胡伟武的衬衫上别着的毛泽东像章。“如果说我是谁的粉丝的话,那就是毛主席的粉丝。”胡伟武说,他是农民的儿子,因为毛主席等革命先驱的奋勇斗争才改变了命运。每年9月9日是毛主席的忌日,他都会饿一天肚子让自己不要忘记历史。

 

胡伟武对毛泽东思想很熟悉,在讲座之中引用观点时信手拈来,而且阐释得很深入。他将这些思想应用在团队的实际工作之中,也用这些精神激励自己在繁重的科研任务和巨大的压力下坚持下来。

 

“中国的历史很久以来都是精英的历史,但毛主席提出‘人民’的概念,讲平等,强调政府是‘人民公仆’,我们要‘为人民服务’。所以我经常说,龙芯的根本出路就是信息化为人民服务,真正让中国50%-60%的人享受到信息化带来的好处,而不是为了谋取利益,这是我们的根本。”美国《连线》杂志在报道龙芯的成果时,所用的文章题目就叫“人民的芯片”。

 

龙芯发烧友的“强心针”

国科大首批本科生张志宇是“龙芯”发烧友,这次讲座是他期待已久的,在提问环节提出了很专业的问题,与胡伟武就龙芯的市场化进行了交流。他谈到自己曾有幸获得一台配有龙芯2F的电脑,但是其性能方面仍有许多不足。虽然知道配有龙芯3A1500型和3B1500型的新产品已问世,但是作为普通消费者的他几乎没有获取它们的途径。他特地就这一问题向胡伟武提问,得到的回复是,今年下半年将有一批配有最新的龙芯3A2000型处理器的产品提供给发烧友。他说:“胡老师给出的消息,无疑给我们龙芯爱好者注入了一针强心剂。”

 

讲座之后张志宇接受了记者的采访,讲述他与龙芯的“情缘”,“我关注胡伟武老师和龙芯大概有六七年的时间了。自从第一次在政治课本上了解到龙芯处理器后,我作为一个普通的对我国自主设计的CPU充满好奇的爱好者,对它以及它的总设计师胡伟武老师持续关注至今。可能我进入国科大的原因之一,就是为了能更好地了解龙芯和胡老师。之前我只能在一些爱好者社区和贴吧潜水来获取一些关于龙芯的消息,这些消息亦真亦假,对于胡老师的评论也是趋于两极化。今天有幸能参加胡伟武老师的讲座,能够近距离接触龙芯总设计师,了解到CPU的发展前沿,获得龙芯的最新消息,令我非常激动。”

 

年轻一代的心声

展望未来,张志宇觉得:“就像胡老师说得那样,自主CPU的发展,必然是持久战,从硬件到软件生态,龙芯还有很长的路要走。相信胡老师会带领他的课题组一步步攻坚克难,把自主CPU真正做好,将‘中国无‘芯’’的帽子远远甩在身后,实现计算机的自主化、国产化。我辈学子,若是不想苦苦等待,那就与胡老师一样,怀着一腔热血投身到中国‘芯’中吧!”

 

汪诗洋同学说:“胡老师讲得很透彻,涉及CPU的战略意义、设计难度、未来的发展趋势、中国CPU制作的现状和未来的发展战略等方面,非常全面深刻。我个人的收获一是胡老师举的有关国家安全的事例让我对信息安全的意义有了更深的认识,中国自主研发是唯一的必须路径。二是让我意识到现在中国转型升级的道路,不能针对某一两个核心技术进行研发,而是必须形成整个产业链,然后要配套。一开始可以做的不是那么普适,可以做的专一点,但是一定要一起向前推。三是着眼于应用,任何产业都有很多人在做,最后成功与否还是归结于能不能满足市场的需求,我觉得这个经验特别重要。”

陈瑞新同学从这场讲座之中受益匪浅,她谈到:“胡老师本人在科研前线,但是同时也在企业中进行管理,他的视野更加宽广,给了我们不同于其他科学家的一些独到的见解。其次,之前我对龙芯的了解确实很少,一直片面地认为国内的CPU制作技术是极落后于美国的。胡老师让我了解到了中国的CPU制造技术的现状,并且对现在的这个产业有了一个全局的认识。”最后他回到自身,说:“现在的计算机技术正在飞速发展,正如胡老师所说,这个行业里,‘种瓜得瓜,种豆得豆’,我们面对许许多多的机遇。现在的我们唯有磨砺自身,赶上这发展的浪潮。”

 

王丽娜同学说:“首先最大的收获就是对于CPU的发展历史有了一个更为全面深入的认识,其次,胡伟武教授在研发龙芯的过程中,从理论研究到顺应市场需要的转变,让我看到科学研究与实际应用的密切关系,最后,胡教授谈到了自己对毛泽东思想和马克思主义的认识,也让我对他的人文情怀很敬佩。”

 

计算机专业的张赛喆高中时就在机器人大赛中夺得金牌。他对胡伟武关于我国技术超越的问题的回答有不同意见:“与应用紧密联系的研究固然有其长处,但在未来真正能够提升国家科技水平的还是那些现在看来‘没用’的研究。法拉第最初展示他发明的发电机时也饱受质疑,他的话让我印象深刻‘新生的婴儿能有什么用呢?’”

 

尾声

正如美国《连线》杂志中所说的那样,“一个国家需要完全依靠从一个与之有着战事冲突或经济不稳定的国家进口某种珍贵商品,而且没有这种商品,其整个社会将被迫停顿”是多么可怕的一件事情。而如今,“中国空‘芯’”的达摩克利斯之剑已从中华民族的头顶解下。胡伟武和他的“龙芯”团队完成了中国CPU从0到1的突破,并不断在产业化的道路上积极探索,更加深刻地改善中国高技术产业的面貌。而未来,又会有一批像国科大学子这样满怀热忱、富有创造力的年轻人,在杰出的前辈研究者的引导下,继续在这条道路上树立新的里程碑,开辟新的天地。

 

中国的未来,正如突破黑暗、越来越亮的曙光。

 

主讲人简介:

胡伟武,男,1968年11月出生于浙江永康,1991年大学毕业于中国科技大学计算机系,随后免试进入中科院计算所直接攻读博士学位,师从著名计算机专家夏培肃院士。现任中科院计算所总工程师、研究员、博士生导师,全国青联常委,第十一届全国人大代表,党的十八大代表。胡伟武2001年起开始投身于龙芯处理器的研制工作。在中国科学院知识创新工程、国家863计划、国家重大专项以及国家自然科学基金等的资助下,先后主持完成了我国第一个通用处理器龙芯1号、第一个64位通用处理器龙芯2号、第一个四核处理器龙芯3号的研制,使我国处理器研制达到世界先进水平。目前,龙芯处理器已经形成系列产品,应用于军工、桌面、服务器、嵌入式等领域,为国家安全和自主信息产业发展做出了贡献。近年来,胡伟武发表专著2部,在国内外期刊和会议上发表论文几十篇,获授权发明专利几十项。胡伟武是国家自然杰出青年基金获得者、中科院百人计划入选者、全国新世纪百千万人才工程入选者,曾获“中科院杰出科技成就奖”、“全国首届优秀博士论文奖”、“全国青年五四奖章”、“光华工程科技奖”、“中国青年科技奖”、“中国科学院教学成果奖一等奖”等奖励。