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龙芯中科冲击科创板!从实验室到上市,三代人为中国芯奋战20年

导读:

  从实验室到上市公司,三代人为中国“芯”的开拓之路

  2001年,年仅32岁的胡伟武刚刚转正成

  从实验室到上市公司,三代人为中国“芯”的开拓之路

  2001年,年仅32岁的胡伟武刚刚转正成为中科院计算技术研究所研究员1年,得知所里在筹备CPU项目,看着十年前做本科毕业设计的实验室,重操旧业的冲动让自己向师兄唐志敏立下军令状,“一两年之内不把通用操作系统引导成功,提头来见”【1】,于是受命出任龙芯CPU首席科学家。

  这是自1984年暂停后,中科院计算技术研究所再度启动大规模集成电路的研究,中国人再次踏上对国产芯片的追梦之旅。

  “狗剩”到北斗,“芯”跳加速

  2001年5月在中科院计算所知识创新工程的支持下,龙芯课题组正式成立。时任计算技术研究所所长的是李国杰院士,他的另一个身份是曙光信息产业有限公司的创始人和董事长,就是拥有国产超算的中科曙光的掌舵人,而这又是另一个故事。

  国产芯片启动项目的名字叫Godson,乍一看以为是上帝之子,项目组希望开辟希望之光;而字典中也的确有这个单词,不过是教子的意思。但这些都不是胡伟武的本意,他后来解释道,这是一个音译,其实这个处理器的名字叫“狗剩”,起贱名好养活。

  这是一种玩笑,但多少也透露出国产芯命运的坎坷,科研人员对于前辈无数次尝试最终落败的心酸,单纯地希望龙芯能够活下来。

  但即便是贱名,胡伟武的团队也没有轻贱去对待。在他撰稿回忆研发攻坚的文章中,他提到:

  “好几次,我早上六七点钟打开实验室的门,发现有些人手里抓着鼠标就靠在椅子上睡着了。我看到这样的场景总忍不住想落泪,但急于了解昨晚的进展,还是叫醒他们并让他们接着干。我觉得自己真比周扒皮还狠。我的一个学生近两个月时间很少在凌晨4点前睡觉,而常常到八九点钟我上班后就会把他叫起来。”【1】

  “我们坚持—种观点,我们现在落后这么多,如果大家都—样,—周五天、—天8小时上班,恐怕很难赶上。唯有像当年摘"两弹--星"—样拼命,才能不受欺负,我们的子孙才有希望重新做到‘犯我大汉者,虽远必诛之’。”【1】

  在这样拼命精神下,在这样的使命感中,龙芯不负众望,在次年成功通过验收。

  2002年8月,龙芯1号正式问世,首次解决了中国无芯的局面,同年入选中国科学院和工程院联合主办的十大科技进展新闻,当年入选的还有“神舟”三号、四号飞船发射成功;三峡工程导流明渠截流成功等等。

  

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  图/龙芯中科官网

  这一款通用式的首枚“中国芯”,含有600多万个晶体管,可执行250多条指令。虽然性能只能与英特尔的486相当,但并不影响国产芯片成功起步的重要意义。(作者注:486即80486芯片,英特尔1989年推出,而在1993年推出了广为国人所知的奔腾系列处理器,在2002年时,奔腾4处理器已经问世2年了。)

  首发成功后,胡伟武的团队继续“芯”跳加速,用2年的时间,完成了英特尔11年的升级之路。

  2003年12月,龙芯2号在中科院计算所正式亮相,这时候的龙芯已经进入国家863计划、核高基项目了。

  此次龙芯2号的研究目标是在2004年中期,用0.18微米的工艺,实现主频500MHz、SPECCPU2000测试分值超过300的64位通用CPU芯片。【2】换句话说,就是接近奔腾4的水平。

  而龙芯面临的另一个挑战——商业化之路,也越来越突出。而早在龙芯1号诞生时,中科院计算所就已经意识到了这个难题。

  2002年底由李国杰院士担纲的龙芯产业联盟成立,也推出了“双百计划”,即"吸引100家以上的各专业领域的产研单位加盟,研发出100款以上基于龙芯的专用产品,并在2年内达到总计百万台以上的市场销售。"【2】

  但事实不容乐观。彼时,将龙芯产品进行商用的只有曙光的龙腾服务器和神州数码、长城的NC,在规模和销量上都还未成气候。【2】

  当然,每当遇到困难的时候,总是会有泼冷水的,毕竟世上无难事,只要肯放弃。2018年发生过,2003年的时候也发生过。

  当时有评论员认为,在嵌入式CPU方面留给我们的空间可能会比较大。在通用芯片方面,已经有Intel、AMD和IBM。我们完全可以去做更适应我们自己的芯片。或者看看印度,即使不做芯片,也仍然可以成为IT大国。【2】

  

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  龙芯3号验收报告 图/知网

  在这种质疑声中,胡伟武带着他的龙芯继续前进。2008年,4核龙芯3号流片成功,这也标志着国产CPU芯片正式进入了多核时代。

  龙芯3号的制程来到了65nm,主频为1GHz-1.2GHz,晶体管的数目达到了4.25亿个。从2002年到2008年,6年时间里晶体管数量提升超过60倍。赶超中的国产芯片团队,硬生生把18个月晶体管数量翻一倍的摩尔定律,压缩到了12个月!

  上个月,龙芯中科展示了最新处理器龙芯3A5000,其采用了12nm工艺,4核设计,基础频率2.5GHz,这已经追到了英特尔i5系列芯片了。更重要的是,这款芯片采用了龙芯中科新推出的完全自主指令集 LoongArch,性能相比上一代3A4000,其单核性能提了50%,功耗却降低了30%。

  在提升性能的过程中,龙芯也依旧在进行商业化的尝试。

  

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  基于龙芯的研究和应用 图/知网