比龙芯2更重要的

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  龙芯2号的推出,使得中国人对于信息产业的未来更添了一份自信。在评价龙芯2号产品的同时,有比它更重要的东西,那才是支撑中国信息产业进一步走向辉煌的基础。
  
  理解产业比勇气重要
  
  从天才的设想到梦想的实现并不是遥不可及。至少龙芯2号的研制成功证明了这点。除了中科院一帮工程师的勇气可嘉外,他们对芯片产业的理解为整个研发奠定了成功基调。
  IC设计比IC加工更适合国情也更有未来。在分析了这两个领域的特点后,开发组迅速地选择了IC设计领域。IC加工是资金高密集的行业,且国外对先进加工设备出口中国设置了限制,使得中国在这方面实现跨越式发展难度很大。而IC设计既是智力密集型产业,也是高回报行业。在中国从事芯片设计的人才之多足以满足需求,同时,芯片设计的知识产权和专利很多都体现在系统级设计上,受到的阻力较小。更重要的是,这一设想在龙芯1号CPU物理设计的成功上得到验证,有了实践保证。
  发展通用型CPU比嵌入式CPU更符合芯片产业趋势。IC发展历史已表明,通用CPU是IC技术发展的源头。这种对芯片产业规律的把握,使得龙芯2号实现了跨越式发展。此举也是基于对微处理器发展趋势的理解与判断。随着Internet的普及与发展,人们心目中的P3、P4之类的CPU和Windows之类操作系统的地位正在不断下降。随着网络存储和各式各样的通信与终端设备直接接入互联网,微处理器将分布在各种设备中。3C时代的到来使得新一代的微处理器和现在PC机上的CPU将会有很大区别,从Intel的最新发布可以看出,它正从传统的Intel inside转向Intel platform,表明Intel向产业链两端拓展的野心,也预示了芯片产业的未来是通用型芯片的天下。
  另一个需要认识的问题是龙芯2号在兼容性方面的考虑。开发组认为,在全球经济一体化下,要抛弃所谓“完全自主知识产权”的旧观念,一切依据市场来进行。伴随兼容的是在兼容时如何避开专利。通过查阅了所有有关专利,开发者们发现指令系统本身不是专利,而且几乎没有一项概念性的专利。解决了这几项认识,才真正扫清了开发者们的认识障碍。
  
  科学方法比想法重要
  
  老鼠们都想在猫脖子上挂个铃铛,这个想法的确不错,但是实现的方法却要比产生这个想法困难得多,也重要得多。开发组扫清了许多认识上的疑惑之后,还必须采用科学严谨的开发方法,这比想法更为重要。
  开发组科学地分析自身优势与劣势后,根据自身资源采取了最佳策略。在分析了自身在系统设计方面的技术储备与优势后,从龙芯1号设计起就提出了“高起点,一步到位”的要求。所谓高起点是指尽可能采用先进的制造工艺;所谓“一步到位”,当然不是指第一次设计就做出性能超过P4的CPU,而是针对当时国内有些单位还在启动研制386、486的形势,要求在微体系结构上有创新,用国际先进水平的体系结构实现64位浮点运算,尽可能实现技术上的跨越式进步。它的另一层意思是不做实验室样片,而做经得起检验可批量生产的商用芯片。其次,要求龙芯2号的体系结构有自己明显的特色,以最有效的方法实现四发射,为下一步研制超线程CPU和多处理机CPU打下基础。
  在处理兼容性问题上,开发组毫不犹豫地选择了兼容做法。对于专利问题,设计组认识到,回避专利与采用什么指令系统没有关系。开发组在设计中没有侵犯任何专利而且自己申请了十余项发明专利。
  
  比龙芯2更重要的
  
  作为一种具有突破性的产品,它本身并没有什么值得研究的。人们关注龙芯2本身并没有切入到核心问题。其实,对于一项科技创新而言,持续的创新决心、对科学方法的遵循以及基于市场需求的设计才是至关重要的。
  持续创新的决心与信心是龙芯不断升级的意志保证。科学院计算所李国杰院士表示,龙芯3代将采用多核结构,可能会有4个内核。总开发师胡伟武指出:未来的设计目标是,用多核加速单线应用,使用65ms或更先进工艺。这一设计与国际保持了同步,如果龙芯4、龙芯5顺利推出,中国将直接进入世界一流行列。
  对科学方法的遵循是龙芯不断升级的智力保证。实现一个理想比理想本身更有难度也更有价值。在龙芯2设计的过程中,包括结构设计、逻辑设计以及物理设计三个阶段,这三个阶段互相重叠,其中结构设计阶段和龙芯1号的设计也有所重叠。在开发过程中,开发组充分遵循三个原则,取得了不错的效果。一是充分发挥结构设计优势和软硬件协同的设计原则;二是以物理设计指导结构设计的原则;三是在设计和实现方法上稳扎稳打的原则。成功推出龙芯1号、龙芯2号后,开发组总结了三条经验。第一条是精益求精的经验。做一个正确的设计和做一个精品的设计是有很大区别的;第二条经验是在执着于细节的理解和把握的同时退后一步进行的全局的观察和思考是十分必要的;第三条经验是以事实为依据的经验。对设计进行持续的性能分析、物理综合、以及仿真验证为龙芯2号的改进和改正提供了大量的事实依据。这是开发组最终能够推出龙芯2的原因,也保证了他们在今后持续推出更高性能的芯片,因为科学不是碰运气,而是实实在在的按照规律办事的产物。
  在整个过程中,对市场的理解应该是最核心最关键的问题。任何产品的开发必须基于市场的现实需求,或者能够引导市场满足未来需求。龙芯同样会遭遇到这个问题。尽管,李国杰院士对IC产品产业化的意义认识得相当透彻:“技术成功并不是项目成败的关键,要害问题是其能拥有多大的用户群。”而根据他当年推广曙光机的经验,“开发组不能把产业化的希望寄托在用户的爱国热情上。”但,就本人看來,他们对市场的理解应该是龙芯从产品转向市场应用,以及迅速带来实际收益。但这并不是龙芯的核心问题,核心问题是如何基于市场的需求进行龙芯产品的研发与推广,而不是推出产品后进行的市场推广问题。本人并不赞同“从某种意义讲,推广龙芯CPU是比研制CPU更艰苦的一场战斗”这样的观点,因为对于竞争激烈的芯片市场,优秀的芯片产品是能够在市场规律的作用下获得成功的。在这种意义上,研发芯片比推广芯片更困难。我们从AMD推出的64位芯片一举战胜Intel,迫使对方也进行改变的例子可以看出,芯片最终是靠技术与质量说话的。
  尽管,CPU的产业化比其他产品的产业化更困难。但是,从中星微电子的“星光系列”在国际上的成功不难看出,这款第五代数字多媒体芯片已经突破七大核心技术,申请200项专利,销售超过1000万枚,占计算机图像处理芯片全球市场份额40%以上,并使得三星、飞利浦、诺基亚、NEC都成为其用户。另一个比较成功的“中国芯”则是由方舟科技公司研制应用在国内教育、金融、税务等行业的方舟系列芯片。2004年2月12日,美国慧智公司宣布其销往欧美市场的网络计算机将采用方舟科技开发的“方舟二号”芯片,以替代美国国家半导体公司生产的X86芯片。尽管,这些都属于嵌入式芯片,但是同样能够说明产品在设计之初就针对市场需求的做法,以及卓越的技术优势与产品性能是其成功的保证。有了基于开放的技术与应用,有了合理的利润分配体制,一个围绕龙芯的产业联盟会依据市场规律自然组建,而不需要政府部门推动。方正科技明确指出:“采用与否看用户需求。对于国家自行研发设计的芯片,方正作为民族企业表示非常欢迎,十分乐于看到国家科研实力的上升,这也表明中国企业有实力有优势立于全球竞争中。但方正是否采用该产品要看用户的具体需求。”
  龙芯2的推出让我们看到一个不断崛起的民族产业背后的一群信心十足、兼具创新力并遵循科学方法的年轻科学家。我们需要关注的是他们挑战劲敌的勇气、创新的持续投入、对科学方法的遵循,以及需要提醒的是他们在设计之初对市场需求的把握。
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