為“龍芯”說“不”叫好
作者:www.linkwan.com?林和安
發表于《中無通訊》 2006年第38期
我會,中華業余無線電研究會,簡稱“中無”,由1949年成立至今己有57年歷史。筆者于1971年入會,作為“中無”老會員,秉承我會宗旨,在本會舉辦的技術進修學習班中參加學習及積極參加會務活動,當時任職德律風根電視工程部,常就TV PAL技術與會員交流,同時也見證了香港電子工業神速發展的歷程。
????
筆者保存的會員證?????????????本會佐敦上海街會所外景
當時由于對電子技術人員需求大,學習班的人數不斷增加,在祖國及愛國企業支持下,本會購置現時佐敦上海街會所為永久基地。我會老師、同學都有著強烈愛國愛會精神,透過無線電技術的學習、交流團結在一起,是一愛國中堅團體。
一、“龍芯” — 中國“芯”
某天香港PC weekly 計算機雜志編輯Alan楊來電話交流計算機技術,談到中國生產的CPU“龍芯”時,Alan楊希望我能提供數據在PC weekly計算機雜志上進行相關介紹。剛巧半小時后看亞視本港臺播映的《霍元甲》上演陳真不畏強暴,與日本人的比武,奮力維護民族尊嚴之場景,頓時心潮澎湃,以香港電子工作者身份,談談自己對“龍芯”的看法,從技術、經濟、政治角度與會友一起交流、分享心得。
中國“龍芯”是自己設計的,但“龍芯”產業化的過程中,只要和別人的兼容,必然會陷入國外設置的知識產權陷阱。Intel等老牌CPU廠家由于進入市場早,已經申請和獲得大量專利,要想繞開這些專利非常難。更重要的是,Intel對市場的壟斷已使其成為市場上的標準制定者,基于Intel的X86架構的個人計算機市場CPU,很容易陷入Intel設置的知識產權陷阱。所以專家們認為:“龍芯”應主要發展行業領域的服務器應用,比如銀行、電信等,另外因為以“龍芯”為基礎的曙光“龍騰”服務器基于RISC架構,是另外一個標準,不會陷入Intel的知識產權陷阱。
二、“龍芯” 也要對Intel說“不”了
眾所周知,CPU是決定計算機性能的核心部件,也是整個系統的核心,其負責整個系統指令的執行、數學與邏輯的運算;數據的存儲與傳送;以及對內對外輸入/輸出的控制。而在這個計算機核心部件市場領域里,人們最為熟悉的兩個品牌無疑是Intel和AMD,他們在處理器市場的強勢地位似乎無人能撼動。在CPU技術上,我們跟國外廠商有著較大的差距,缺乏具有自主知識產權的CPU芯片,是我國計算機產業的一大“芯”病,也是我們這些電子工作者胸口永遠的痛。
過去,代表著國際IT頂尖技術的CPU芯片一直被Intel等國外巨頭所壟斷,中國企業及消費者為之付出了巨額版權費。在神州龍芯公司先后推出了“龍芯1號”、“龍芯2號”,打破了中國無“芯”的歷史?!褒埿尽钡恼Q生被業內人士譽為民族科技產業化道路上的一個里程碑。商品化的“龍芯”1號CPU的研制成功標志著我國已打破國外壟斷,初步掌握了當代CPU設計的關鍵技術,為改變我國信息產業“無芯”的局面邁出了重要的步伐,對我國形成有自主知識產權的計算機產業有重要的推動作用,對中國的CPU核心技術、國家安全、經濟發展都有舉足輕重的作用。我們有信心:“龍芯” 對Intel說“不”的日子不會太遠了!
三、從技術看“龍芯”
1、“龍芯1號”橫空出世
2002年9月28日,中國第一顆通用式處理器芯片—“龍芯1號”發布,結束了我國在計算機關鍵技術領域的“無芯”歷史?!褒埿?號”是一款32位微處理器,采用0.18微米工藝,CMOS工藝制造,包含近400萬個晶體管,具有良好的低功耗特性,平均功耗0.4瓦,最大功耗不超過1瓦,主頻最高可達266MHz?!褒埿疽惶枴碧幚砥魇且豢罴燃骖櫷ㄓ糜钟星度胧紺PU特點的新一代32位處理器,擁有32位MIPS指令系統,并采用一套簡單高效的動態流水線,支持亂序執行和精確中斷處理,可以在大量的嵌入式應用領域中使用。但從技術和應用的角度來看,“龍芯一號”與主流CPU產品還有著很大的差距,僅相當于中端Pentium 2的水平。
2、“龍芯2號” 性能大幅提升
2005年4月26日面世的“龍芯2號”是國內首款64位高性能通用CPU芯片?!褒埿?號”仍采用0.18微米 CMOS工藝制造,最高頻率可達到500MHz,功耗3~5W,支援64位Linux操作系統和X-window窗口系統,SPEC CPU2000分值可達到300分以上,是“龍芯一號”實測性能的10到15倍,完全可以媲美Intel Pentium 3,超過1.3GHz的威盛處理器的2至3倍。龍芯2號的主要應用目標是Linux桌面網絡終端、低端服務器、網絡防火墻、路由器交換機、多媒體網絡終端機、無盤工作站等。最近研制的龍芯二號增強型CPU,性能已經達到中低檔“奔四”水平。最新龍芯2號——龍芯2E(Godsun-2E)已經開始最后的測試工作,運行主頻為1GHz,性能已經達到了2GHz奔四處理器的水平。
3、“龍芯3號” 正在預研
雖然“龍芯2號”正火熱推廣,但“龍芯3號”也正在預研。據悉“龍芯3號”將是一款多核處理器,至少也是一款四核的產品,并增加專門服務于Java程序的協處理器,以提高Linux環境下Java程序的執行效率,指令緩存追蹤技術等?!褒埿?號”最終將實現對內峰值每秒500-1000億次的計算速度。
四、從經濟看“龍芯”
1、“龍芯”的市場前景
進口一顆服務器用的CPU芯片(至強MP)價格高達幾萬元,占服務器成本的70%以上,據統計,光進口芯片國外大公司每年就能從中國賺走一百多億美元。如果“龍芯”可以替代,市場前景不可限量。
為了促使“龍芯”能盡快得到整機制造企業和系統設計企業的應用,使其順利進入產業鏈,促進產業化,國內MII-MS嵌入式軟件實驗室為“龍芯二號”CPU開發面向Windows CE.Net 5.0的BSP軟件支持包,使“龍芯”能支持微軟公司的Windows CE這一業界主流的嵌入式操作系統?!褒埿?號”計算機目前已亮相國際市場,基于Linux,含40GB硬盤、256MB內存,具有上網、收發郵件、辦公文本處理、音視頻播放等基本功能,相當于1GHz的奔3臺式機,售價僅150美元。但僅僅只有低價是不夠的。CPU的產業鏈非常長,并不是說做出了一個產品馬上就可以形成一個產業,就能夠大量的賣出去。它需要操作系統、應用軟件、硬件設計的配合。產業化的主要手段就是建立產業聯盟,目前在北京有龍芯公司,在重慶、江蘇、廣東等地都有“龍芯“的基地?!褒埿尽钡膽貌粌H僅限于計算機,對國防工業,網絡服務器、路由器、游戲機,特別在中國廣大的數字家電產品市場,會有更光明的前景。
五、從政治看“龍芯”
“龍芯”最為的獨特優勢,不是性能,也不是價格,而是它的安全性。軍隊、政府、國有企業和科研機構等部門使用的信息技術設備,直接關系到國家信息網絡的安全。采用“龍芯”CPU,將有助于消除我國在電子政務、國防等方面的安全困惑,改變在信息安全領域的被動狀態。CPU是各類電子系統的核心。因為缺乏自主的CPU技術,也直接或間接導致我們很多產業中的許多技術和產品要依靠進口。如果不掌握核心技術,我們的武器裝備和核心裝備,我們的國家安全也將受到嚴重的威脅,因此國家將微處理器列為重要的發展方向。
目前一個普通的芯片一般要由三百萬到四百萬個晶體管構成,這樣每個晶體管具體起什么作用,有什么實際功能都難以查清楚、說明白,所以芯片就有可能存在“后門”。某些國外大公司的芯片在出口之前,都會把一個特別的口令留給該國國防部,這樣兩國交戰的時候,一個口令就可能將敵國的相關系統置于癱瘓。有人認為中國不可能做出高性能CPU,所謂不可能是因為我們沒有去做,“龍芯”已經證明這一點。目前CPU發展到一個難得的轉折期,由于物理極限和功耗的限制,像Intel一些公司,也在苦苦尋求新的突破,這是我們的大好機會。由于主頻做不過國外大公司,“龍芯”設計選擇了在結構上的創新和突破,通過結構的優化、并行編譯和軟硬件的協同來提升程序運行速度,彌補主頻的劣勢。
六、結語
中國工程院院士、聯想漢卡發明人倪光南指出:IT核心技術的掌握關系到國家的信息安全,因此,IT核心技術中國非做不可。一位網友在搜狐博客網上這樣寫到:很希望看到中國自己的CPU,不管它的性能怎樣,只要它上市,我就會買。身為開發人員,深深地能夠理解作為中國的開發人員所擔負的歷史責任。既然沒有機會加入到CPU的開發中,那就在他們辛勤工作的時候默默支持吧!多么樸實的言語,但展現的卻是國人高昂的愛國激情!
“龍芯”的問世不僅僅在于中國自主研發出了自己的CPU產品,其更深層次的意義在于它穿透了困擾在中國科技人員心中的一團迷霧,憑借著自身的技術研發實力,中國同樣可以自己研發生產出被國外壟斷的產品。目前有不少年輕人,對國貨表現出一貫的不信任,尤其數碼產品等。誠然,我們的電子科技水平與先進國家有較大差距,但有壓力, 我們就有動力。我們更應該學習先進電子科技技術,加入“龍芯”行列!落后就要不斷學習,迎頭趕上。日本人就很善于引進外國技術,然后學習、模仿、創新,中國人同樣也有這種精神。
中國既然可以在艱難條件下研發兩彈一星,在航天領域與美國、歐洲并肩前進,那么在芯片研制領域也一定可以做到! “龍芯”是我們自己的孩子,我們要用心去愛護他。雖然他現在還不如Intel,但至少目前還沒有幾個國家能夠生產出這種暫時不如Intel的東西!這就是我們的驕傲!回想霍元甲時代,作為香港特區一位電子工作者,筆者再次感慨萬千。我們是龍的傳人,不是東亞病夫!我們堅信“龍芯”的成功是必然的!我們期待著“龍芯”帶給我們更多、更大的驚喜!