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CPU核心技術被封鎖,胡偉武仍放出狠話:做不出來,提頭來見

在和平年代,沒有戰争,技術前沿硝煙彌漫。

今天,我們回到中國自主研發計算機晶片的年代:龍芯制造“龍芯”。

CPU核心技術被封鎖,胡偉武仍放出狠話:做不出來,提頭來見

當我們很小的時候第一次接觸電腦的時候,你有沒有和我一樣困惑,為什麼這麼小的黑匣子可以做這麼多的事情,它是如何工作的,它是如何被創造出來的?

上世紀50年代,新中國也出現了同樣的疑問。

上世紀五十年代,世界第一台計算機誕生10年後,時任中國數學科學研究院院長的華羅庚組建了全國首支電子計算科研小組,團隊成員隻有3人:闵乃大、夏培肅、王傳英。

他們從沙子開始,從邏輯的最底層探索計算機的奧秘。

1952年3月,闵乃大編寫了大陸第一部《計算機研究思路與計劃》;

到1956年,夏培肅完成了第一台計算機運算器和控制器的設計,寫出中國第一台電子計算機原型講義,中國自主制造計算機的時代開始了。

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經過幾十年的研究,大陸在20世紀80年代能夠制造出專門的晶片,但它們主要用于科學計算和軍事防禦,缺乏運作系統和觀看視訊遊戲通用能力,也就是說,計算機領域核心技術,中央處理器CPU的研發和制造,仍然牢牢掌握在英美英美的手中。

中國的高技術研究發展計劃,俗稱“863計劃,也緻力于克服身份證晶片晶片等技術難題。

為了加快發展計算機科學和技術,扭轉被他人控制的局面,1998年參加香山科學會議的著名前沿科學家周毓麟、夏培肅和金怡濂向中央送出了關于中國需要發展自己的CPU的意見。

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1999年,李國傑擔任中國計算機學會理事長,夏培肅擔任了他的老師的志願者工作,并發表講話,倡議國家開始部署自主研制CPU。

2001年,李國傑的學員胡偉武回到清華大學做招生宣講,無意間看到自己和同門焊接8086,百感交集,使命感重,30歲出頭,胡偉武意氣風發,終于下定決心拉起了自研CPU的隊伍,對弟弟李國傑說:“不要出來,看!”

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2001年5月,胡偉武的團隊獲得了100萬美元的計算機研究資金,開始了FPGA原型系統的研究;三個月後,胡偉武團隊得到了好消息:FPGA原型系統已經完成。

随着FPGA原型系統的成功,完成CPU自主研發的可能性就更大了。胡偉武和整個中國計算機行業,在以國外産品技術為主流的時代,看到了走自研之路的希望。

中科院和中國計算機學會趁機各投資500萬美元支援胡偉武的研究團隊,但在從晶片制造材料裝置到核心技術在國外幾乎全部全面封鎖的情況下,很少有人相信胡偉武的團隊能夠真正做到這一點。

CPU,這個奇怪英文縮寫,真的有那麼難嗎?它在電腦中扮演什麼角色?

說實話,真的很辛苦,真的很辛苦!

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如果把計算機比作人,那麼CPU無疑是負責在整個系統中執行指令、操作數字和邏輯、存儲和傳輸資料等的智慧和強大的大腦。

首先,制作CPU晶片的過程在實體層面是極其困難的,如果我們仔細觀察CPU的表面,我們可以看到一個迷宮一樣的線條網,在世界的縮影中,這些線條網是高樓大廈,它們共同創造了一個微觀城市。

這座城市的建築材料是半導體,建築物之間像河道一樣互相隔離,稱為栅極。栅極的長度通常以納米表示,如21納米或7納米。當栅極被充電時,電子流入半導體建築物和完整的邏輯開關,而不是水通過通道。

通常,一個簡單的微處理器包含幾十億個半導體。

第二,就像建設一座城市一樣,在實際開工之前,建築師繪制建築圖紙,這個構思的過程,被稱為“設計”,CPU晶片設計的核心是微架構設計。

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在購買電腦時,銷售員介紹的四核或八核晶片的核心是組成CPU的基本單元的核心。核心單元之間沒有等級之分,可以看作是具有同等智力水準的學生在一起工作,其實作方式稱為“微架構”。

微架構的設計是為了影響核心所能達到的最高頻率、容量和能耗水準,是以沒有獨立的微架構研發能力公司不可能擁有真正的CPU研發能力。

簡單地說, 我們可以把CPU的發展比作一座城市, 微架構設計決定了城市的規劃和布局,排水系統的設計,交通路線的規劃,以及土建工程,考慮的工程能力,使用的建築材料,以及如何在不犧牲道路寬度的情況下将盡可能多的建築、設計和工藝塞進CPU。

英特爾公司的Tick-Tock政策基于這兩方面,每年輪流優化基于流程和設計的晶片。

半導體、栅極、微架構、設計、工藝,都很難通過,更不用說制造了,胡偉武也沒有退路。

2002年8月10日,“如果你做不到,你就能看到它”這句話在你的耳邊響起,胡偉武的團隊把名為““龍芯一号””的晶片往前推,堵住了溜溜球的嘴。

雖然龍芯1号的性能隻有上個世紀奔騰586的好,但中國依靠外國人CPU的曆史已經結束。

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一時間,業界歡呼雀躍,國内掀起了一股自主研制CPU晶片的熱潮,中國科學院計算所、國防科大、江南計算所、江北及江南都花了不少錢。

2003年,“863計劃包括CPU的研發,“國家中長期規劃01”專門重點發展核心電子器件、高端通用晶片和基礎軟體産品,即“核高基”計劃。

中國科學院計算技術研究所(HuWeiwu'sInstituteofComputicalTechnology)獲得數千萬美元的研究經費,用于開發100萬美元的FPGA和1000萬美元的龍芯一号的日子已經一去不複返了。

還是在2003,上海交通大學微電子學院院長陳進教授的團隊公布了“自主研制”“漢芯一号”晶片,這種晶片隻有指甲蓋的一半大小,內建了250萬台裝置,采用0.18微米的先進半導體工藝設計,每秒能進行2億次運算。

釋出會上,鑒定專家一緻認為,漢芯一号已經達到國際先進水準,大家認為中國晶片發展史裡程碑已經到來,陳進團隊與漢芯一号一起也獲得了億萬科研基金,在漢芯下名利雙收。

然而,好景不長,2006年1月17日,“漢芯一号”僞文章被曝光,在清華大學水木清華BBS流傳,一個月後,官方調查組揭露了殘酷事實:漢芯一号,僞真相!

在美國購買了摩托羅拉Fisker56800晶片後,陳進回到家中,用砂紙擦掉晶片表面的摩托羅拉圖紋,然後找到一家代工廠列印“漢芯一号”“漢芯一号”字樣。

彌天大謊像冷水一樣傾瀉在這個國家充滿活力的計算機事業上,遭受重創。

與此同時,全球半導體領域的領軍企業英特爾和AMD也開始生産技術日趨成熟的多核晶片,極大地提升了處理器性能。

如前所述,沒有特定順序的核越多,同時處理計算邏輯任務的能力就越大,通常稱為人力。

但在力量不均衡的情況下,一個國家的舉重運動員在他的黃金時期可能比一群剛開始上國小的孩子更有力量,但顯而易見的事實是,當時當地的研究研發者學院派思想所主導,這很難了解。

“十一五期間,大陸放寬單核性能,大力發展多核,問題很快凸顯。

2006是一個秋高氣爽的年份,但是普通處理器龍芯2E性能是主流x86處理器的1-2倍,接下來的幾年,在錯誤的思想指導下,國内外晶片的通用處理性能性能與3b晶片的疊代相比,出現了一個數量級的提升,但性能隻提高了50%。

随着漢芯國際造假事件的曝光和龍芯國際性能的不盡如人意,國内對自主研發處理器發展的不滿不斷升溫,越來越多的人思考,為什麼要自主研發,我們有錢,别人有産品,難道不是一種高效的發展方式嗎?

很快,龍芯一放下自學的江山,漸漸被這種聲音蠶食,胡偉武開始反思,哪一步是錯的,這種問題的根源是什麼?

經過長時間的思考和努力,胡偉武決定辭去在中國科學院計算技術研究所的黃金工作,帶領團隊進入企業。

2010年,在中科院和北京市政府的資助下,胡偉武創辦了龍芯中科技術股份有限公司,龍芯的發展從此暴露在市場的風口浪尖上,即将迎來由内而外的轉變和洗禮。

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