造就中国自主CPU“最强大脑”

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  发展自主CPU要坚持走“以安全可控为主题,以产业发展为主线,以体系建设为目标”的道路。
  通用CPU芯片是信息产业的基础部件,是武器装备的核心器件。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。通用CPU是集成电路中的“珠穆朗玛峰”,对集成电路和软件产业具有基础性和带动性作用,只要自主CPU发展起来了,整个集成电路和软件产业就能带动起来。
  “十五”期间,863计划开始支持自主CPU的研发,进行了技术积累;“十一五”期间,“核高基”重大专项把863计划的成果导入产业、上升为国家战略。从“十二五”开始,我国开始自主CPU的应用试点,自主软硬件企业进行充分磨合,在一定范围内形成了自主的技术和产业体系,在武器装备、党政军信息化等方面做到了基本可用。但国外垄断企业在CPU方面已经形成很强的垄断,国内力量还比较薄弱,自主CPU产品和市场的成熟需要一定的过程。
  发展自主CPU要坚持走“以安全可控为主题,以产业发展为主线,以体系建设为目标”的道路。
  第一,坚持建立自主生态的目标。要改变目前中国IT产业受制于人的局面,不能只着眼于技术的突破和产品市场占有率的提高,必须建立起自主可控的信息技术与产业体系,成为IT产业“多极世界”中的一极。目前IT产业主要有“两极”,一是X86/CPU和Windows操作系统控制了桌面和服务器等市场,二是ARM/CPU和Android操作系统控制了手持终端及工控等市场。我国要建立基于自主CPU和操作系统的产业生态体系,成为IT产业的“第三极”。虽然全球80%左右的计算机在中国大陆生产,但2011年我国IT产业100强企业的利润总和是美国苹果公司的40%。我国手机和平板电脑芯片出货量达到上亿片,且华为、小米、中兴等进入世界手机企业前十强,但2012年苹果和三星占全球手机利润的97%。这说明任何一个技术或产品都不是目的,主导产业体系才是目的。我国应充分发挥市场和体制的优势,抓住当前IT产业多极化发展的机遇,争取在IT产业的多极世界中形成既开放又竞争的一极,而不是成为其他极的参与者。宁愿自主体系刚开始小一点,也一定要形成体系,再小的体系也是块根据地,有了根据地就有了发展壮大的基础。
  建立自主软硬件产业体系要稳扎稳打,分成三个阶段进行。第一阶段从“十一五”开始,主要面向应用比较单一的控制类系统,如龙芯CPU在网安、电力、交通、金融、武器装备等领域的嵌入式应用正在全面展开,并开始参与开放市场竞争。经过“十一五”和“十二五”的实践证明,自主CPU在对软件生态要求不高的单一应用系统中是完全能够满足需求的。第二阶段从“十二五”开始试点,结合党政军办公系统等应用,从单一应用向复杂的固定应用迈进。这些应用涉及通用操作系统、办公软件、数据库、中间件、浏览器、3D图形、Java等复杂的环境。虽然复杂,但有边界。通过“十二五”期间的软硬件磨合及产品升级,证明是能够基本满足我国信息化需求的。预计再经过“十三五”的努力,到2020年自主软硬件可以保障党政军和重要行业的信息化要求。第三阶段预计在2020年后,面向开放市场竞争并参与国外市场竞争。自主CPU面向开放市场的条件是,通过单一及固定应用市场的开拓,在通用CPU的市场占有率达到5%左右,下游软硬件企业就会主动来跟自主CPU及基础软件进行适配磨合,如游戏软件、动漫软件、股票软件等。
  建立自主软硬件体系要走“应用牵引、系统优化、软硬结合、规范适用”的道路。龙芯的实践表明,判断技术是否先进的标准不是跟美国跟得紧不紧,而是跟自己的应用需求结合得紧不紧。用国外的“参照系”来对比,我们只能永远落后,但如果我们自己建立新的“参照系”,就可以超过国外。建立自主可控的软硬件技术体系,就能基于该体系进行持续改进,形成螺旋上升,否则在别人的技术体系中跟着升级,只能永远落后。现在的信息化系统冗余很多,我们只要根据“适用”的要求做好规范,就可以像苹果一样做出集约型的优化系统。通过自主软硬件适配和系统优化,可以做到在每个部分都不如国外的情况下整个系统的性能超过国外系统。例如,某数据库应用,使用惠普的X86服务器及国外商业数据库系统需要50分钟,而使用基于龙芯CPU的曙光服务器、中标麒麟操作系统以及达梦数据库,经过两个月的磨合,处理相同的数据只需要80秒。某雷达显控应用,海量目标场景下,X86服务器只能达到每秒10帧的速率,而经过应用开发单位联合龙芯公司的深度优化,龙芯平台上达到了每秒20帧。因为消除了技术链上的“黑盒子”,可以结合应用需求对CPU、操作系统和应用系统进行优化。
  第二,坚持自主创新。自主可控要旗帜鲜明,不给买办路线以可乘之机。在实现自主信息化过程中,我们要开放、要合作,但开放合作一定要做到以我为主,在国外技术的基础上具有自主的发展权,而不是每一步都跟着国外的脚步走。自主的目的是为了可控,自主能力是安全可控的保障。
  自主软硬件最近取得较大进展,在上百家企业联合起来形成自主可控的武器装备及信息产业体系的关键时刻,境外各种CPU如IBM、AMD、威盛等通过各种包装,疏通种种关系,通过与国内企业合资或技术授权的方式,穿上“马甲”,把原来的产品换个标签,摇身一变成为自主CPU。这种做法固然可以利用国外CPU形成的软硬件生态,在短期取得一定的进展,但不可能形成自主软硬件能力,更不可能建立起自主可控的信息产业体系,国家安全和产业发展还是受制于人。用钱买不来技术,用市场也换不来技术,这是经过几十年的实践证明了的。
  坚持自主创新要发扬愚公移山精神,搬掉国家安全受制于人和产业发展受制于人两座大山,不能“懒惰取巧依赖外力”。想靠外国人帮我们建立自主可控的信息产业体系,是不可能的。只有在自主创新的实践中不断发现问题,在解决问题的过程中不断提高能力,才能保障国家安全和支撑产业发展。
  第三,坚持走市场化道路。我国自主CPU的研发源自“十五”863计划的支持,都是从科研院所开始的,如中科院计算所的龙芯CPU、上海高性能CPU研发中心的申威CPU、国防科大的飞腾CPU以及北京大学的众志CPU,主要是进行技术攻关。“十一五”国家“核高基”重大专项把863的成果导入产业,上升为国家战略。由于科研与产业“两张皮”的问题没有解决,碰了壁,具体体现为“十一五”重大专项支持研发的CPU技术指标都能圆满完成,但产业化指标均没有完成。“十二五”开始,国家全面推进自主CPU的应用试点,以龙芯CPU为代表的研发团队全面向市场转型,走以企业为主体的自主创新道路,在与市场磨合过程中逐步把研发重点从论文导向调整为结合客户需求进行研发。“种瓜得瓜、种豆得豆”,经过多年的转型努力,龙芯公司2014年、2015年连续两年销售收入实现50%以上增长,2015年首次突破亿元,并实现盈利。
  建立自主基础软硬件体系需要充分发挥我国市场和体制的双重优势,探索市场经济条件下的举国体制。发展自主软硬件需要发挥市场经济条件下的举国体制优势,包括以下几个特点:一是政府引导下的企业主体机制。在有关部门的组织和领导下,在特定应用市场需求的牵引下,用户、集成商、整机厂商、CPU企业、操作系统企业等积极参与,迅速形成产业链。二是在政府组织下通过市场法则进行优胜劣汰,帮助自主软硬件企业成长。通过联合攻关、稳定性和性能评测、小批量供应、价格等手段考验并提高有关企业的研发能力、产品化能力、成本控制能力、服务能力等,通过优胜劣汰的“丛林法则”而不是传统的专家机制选择有竞争力的企业参加,帮助了自主软硬件企业的成长。三是央企发挥初期的引领作用。在央企的引领下,大量其他商业企业跟进,迅速形成集聚。
  我们的目标是在市场化条件下建立自主信息产业体系,如果实现不了这个目标,国家安全和产业发展受制于人,实现民族复兴的“中国梦”是不可能的。我们要倍加珍惜自主CPU通过多年的探索取得的“以安全可控为主题,以产业发展为主线,以体系建设为目标”这条来之不易的道路,不为任何风险所惧,不为任何干扰所惑,坚定不移走下去,为实现中华民族伟大复兴的中国梦做出应有的贡献。
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