作 者：江上酒
來 源：正和島
2022年1月13日，龍芯中科線上上召開了一場生态創新大會，會議圍繞的主題，就是龍芯中科2021年最新的研發成果——LoongArch。
作為國内首個具有完整自主知識産權的晶片架構，去年7月份，龍芯中科推出了首款基于LoongArch的晶片——龍芯3A5000。
這款晶片一經問世，便得到了多方關注，在經過從官方到民間的層層測評後，最後得出了統一結論：
曆經20年沉澱後，這款基于國産架構的自主研發晶片，終于追趕上了時代的步伐。
在這場會議上，倪光南表示：
“LoongArch自主指令系統(龍芯架構)的釋出，是中國資訊産業的一個重要成果，有望在未來成為國家網信事業的堅強底座。”
去年12月份，龍芯中科正式進軍科創闆，而1月13号的這場生态創新大會以及同期釋出的龍芯生态白皮書，也是一次大動作。從對生态打造的重視上，我們不難看出龍芯中科的野心，如果龍芯中科能夠成功上市，那麼龍芯中科将成為沖擊科創闆的第一支國産自主CPU的股票，踏出國産晶片行業曆史性的一步。
畢竟在晶片架構上死磕了将近20年，龍芯中科的身上，已經承載了太多中國人期盼。
01、十年蟄伏，厚積薄發
對于中國的高科技技術産品，中國人民大學的教授翟東升作過這樣一個比喻：就像是一朵花，插在了别人的花瓶裡。
中國自遭遇美國打壓以來，中國的晶片行業，一直面臨着進退維谷的境地。
面對美國的持續打壓，去年10月份，在黨的十九屆五中全會上，明确提出：堅持創新在我國現代化建設全局中的核心地位，并把科技自立自強作為國家發展的戰略支撐點。
毋庸置疑，在日益嚴峻的國際形勢下，未來中國的晶片發展道路将遭遇越來越多的挑戰，靠科技“硬實力”來打破晶片行業的壟斷，已經成為了中國晶片産業唯一的出路。
龍芯中科董事長胡偉武在此次生态創新大會上說：
“過去的幾十年裡，中國資訊産業的底座都在矽谷，受制于兩個底座，分别是intel+微軟，以及ARM+安卓，中國整個資訊産業都在這兩個底座上展開，但現在開始，我們要換底座了。”
中國要換的這個底座，就是LoongArch。
作為晶片生産鍊條中最基礎的一環，晶片架構的商業授權掌握在美國人手中，從整個産業格局來看，風險都是極大的。
這就像是被人拿捏住了命門，一旦商業授權中斷，中國晶片将滿盤皆輸。
1986年，北京中關村的柳傳志做了一個重要決定：中斷與IBM的合作，帶領聯想走上自主研發的路線。
也正是在這一年，經國務院反複商讨研究後，準許了一份檔案，名字叫作：《高技術研究發展計劃綱要》。
由這份檔案延伸出來的，就是大名鼎鼎的“863計劃”。
計劃頒布後，國内學術界針對“是否要自主研發晶片”的問題，産生了很大分歧。
一方認為，既然決心要搞晶片，那就要全套搞，從設計、研發，再到後期的生産，打造一套完整的晶片生态。
另一方則認為，中國的晶片領域起步太晚，盲目地追趕不現實，不如先利用美國現有的技術發展，生态可以慢慢打造。
經過一番激烈的辯論後，科學家們的态度最終達成一緻：采用後者的觀點。
理由也很簡單：那時候的中國，實在是太窮了，難以負擔高昂的研發費用，在現實情況的倒逼下，隻能選擇妥協。
但暫時的妥協，并不代表放棄，所有人都在等，等到一個合适的時機，厚積薄發。
這麼一等，就是十幾年。
02、樓要蓋漂亮，地基要打好
2021年7月，龍芯中科釋出了最新的3A5000系列晶片，主頻為2.3GHz-2.5GHz，4核心設計，采用了12nm工藝。
客觀來講，跟Intel、IBM這些大公司來比，龍芯3A5000的資料還遠不夠看，不過值得欣慰的是，3A5000的性能已經逐漸逼近了市場主流，運算能力可與6年前Intel的i5系列相媲美。
為了實作這個目标，龍芯中科走了足足20年。
2001年，在中科院計算所的知識創新工程下，龍芯課題組正式成立，僅一年時間，“龍芯一号”誕生。
伴随着“龍芯一号”的誕生，中國晶片行業重新吹響了進攻的号角，同一時期，上海高性能內建電路設計中心的“申威”，以及國防科技大學的“飛騰”紛紛起步，國産晶片第一次迎來欣欣向榮的局面。
懷揣着全行業的期望，龍芯課題組不負衆望，在2004年推出了“龍芯二号”，當時的性能已經可以追平Intel在1999年釋出的奔騰三，國産晶片與國際晶片的差距，正在以肉眼可見的速度接近。
可國産晶片的短闆，也開始逐漸暴露出來。
就像胡偉武說的那樣：生産工藝是一條腿，指令系統是另外一條腿。制作的工藝雖然提上來了，但晶片産業的根基，也就是最基本的晶片架構、晶片IP、CPU指令集等，依舊受限于矽谷的幾個大公司。
這就好比，雖然你學會了一道菜，雖然味道做得越來越好，但這菜的菜單，終歸是人家的。
這個打造“菜單”的重擔，自然而然地落在了龍芯中科的肩上，從那以後，龍芯中科開始了十幾年的漫漫“長征路”。
而LoongArch架構的推出，就是龍芯中科對這十幾年沉澱最好的回答。
在LoongArch推出前，國産CPU企業多數依賴于國外的架構，如海思和飛騰采用的是ARM授權，海光和兆芯則采用X86授權，中科院也購買過MIPS的授權。
但随着技術的更新疊代，老舊的指令集在不斷的疊加中變得臃腫，開始無法滿足市場的需求，而且在别人的“地基”上蓋房子，就算蓋的再漂亮，也都是空中樓閣。
相對于市面上主流的X86與ARM架構，其實LoongArch最大的優勢并不在于性能。
LoongArch誕生的最大意義，在于商業版權的獨立。
早在龍芯3A5000推出之前，LoongArch指令系統便已經通過了國内權威第三方機構中國電子資訊産業發展研究院的知識産權評估。
在評估當中，基本認定了LoongArch指令系統符合原創标準，差別于市場上流行的ALPHA、ARM、MIPS、POWER、RISC-V、X86，是一套全新指令系統設計。
LoongArch 能夠通過“查重”意味着什麼？這意味着從今往後，中國真正擁有了屬于自己的晶片架構，距離甩開那隻“卡脖子”的手又近了一步。
除此以外，長期堅持自主研發CPU核，也是龍芯中科的特色之一，在新版招股書中，龍芯中科還透露了龍芯自主研發了GPU核、記憶體控制器和PHY等上百種IP。
設計一顆高複雜度的CPU晶片是十分複雜的，其内部由很多IP組成，包括CPU、GPU、記憶體控制器、IO接口控制器、高速SRAM、高速接口、鎖相環等核心IP。
而GPU和記憶體接口這種IP核，對內建電路從業者來說更是門檻極高的領域，沒有5-10年經驗的的積累，基本上是做不出來的。
受商業授權限制，國内的晶片設計企業每年都要花高價購買GPU核和記憶體接口、IP核等架構的授權，單次使用的報價，基本上都要百萬美元起。
在這點上，龍芯中科的戰略和決策，無疑是極具前瞻性和戰略性的。
十幾年前，當所有的晶片企業都在緻力于打造晶片的制造技術時，隻有龍芯中科堅守本心，堅持在晶片架構領域深耕，就像胡偉武說的那樣：
“建構自主資訊技術體系和産業生态的道路是一條不容易走的路，但走通以後，前途一片光明。”
龍芯中科也用行動證明了，他們不僅有這個實力，而且真的把這件事給做成了。
03、展望未來，巨龍騰飛
可就像任正非說的那樣：華為之是以能活下來，靠的不是榮譽感，而是危機感。
在高端技術領域，龍芯中科雖然開辟了一條新的道路，但與機遇并存的，還有無窮無盡的挑戰。
提到龍芯中科的戰略規劃，以及中國晶片産業的未來時，胡偉武說：
“什麼叫解決方案？像電腦和手機這兩個做成大的生态體系，就是大解決方案，是以我們一定要建構自己的生态體系，否則産業始終掌握在人家手裡。”
向前沿技術看齊的同時，該如何基于LoongArch架構打造全新的行業生态，成為了龍芯中科面臨的首要問題。
LoongArch最大的優勢，就是在整個設計生産的流程當中，最大程度上實作了“國産化”，晶片中的所有功能子產品，全是由龍芯中科自主設計的。
包括CPU核心、片内互聯總線、DDR4記憶體控制器，以及各種IO接口子產品等的所有源代碼，除了流片廠家提供的基本設計環境，龍芯3A5000幾乎沒有使用任何第三方技術。
在工藝制程的選擇上，龍芯中科一直顯得比較保守，在2021年最新推出的3A5000處理器，使用的是12/14nm工藝節點。
而之前的3A4000，則是采用了28nm的成熟工藝，目前還沒有看到7nm的工藝節點産品。
與國際上的尖端技術水準相對比，龍芯中科确實有一定的差距，但就中國晶片行業的現狀而言，其實龍芯中科的“深思熟慮”，不一定是件壞事。
就國内市場而言，目前14nm-28nm工藝可滿足我國大多數資訊應用場景需求。
作為國内自主研發的晶片架構，LoongArch所提供的安全性，能夠極大滿足國家職能部門的保密性需求。
同理，由于LoongArch對資料安全的保障，準确切入商業痛點，在銀行、通訊行業等領域成功實作了商業化，與中國移動、民生銀行等公司建立了緊密的合作關系。
截止到目前，中國已有近百家廠商推出了數百款基于LoongArch的生态産品，如龍芯桌面、伺服器、網安、密碼等。
自2020年起，龍芯中科牽頭成立了“龍芯生态适配服務産業聯盟”，吸引了70多家适配中心和相關機構的加入，形成了遍布全國的适配服務關聯體系。
在後續的發展中，龍芯中科會緻力于在國際社群創立LoongArch分支，同時組建LoongArch聯盟，逐漸向公衆免費開放LoongArch指令集。
除此以外，龍芯中科還打算部分處理器的IP核實作代碼也全部開放，以最大的開放程度來打造LoongArch生态聯盟，吸引志同道合的夥伴加入，共同打造基于LoongArch的自主生态。
“科技自立自強”是國家十四五規劃的重要戰略，通過技術的不斷攻關以及生态的打造，我國CPU産業的獨立、自主是完全可以實作的。
在正和島的專訪中，胡偉武還提到，雖然龍芯5000系列已經有了裡程碑的飛躍，但龍芯中科不會是以停下腳步，6000系列将在今年或明年推出，在新系列中，龍芯中科将嘗試引入國際前沿的7納米工藝。
“當我們把引進的性能全面幹掉的時候，就沒有人再用intel了。”
作為行業的先驅者與領軍人物，龍芯中科未來的路途任重而道遠，期待未來的龍芯中科可以早日為我們帶來全新自主的國産CPU生态領域。
同時也期待“龍芯”系列可以早日投入商用市場，實作國産晶片行業的完整閉環。
未來時間還長，讓我們拭目以待！