龍芯總設(shè)計(jì)師：中國(guó)人要有自己的芯片

近日，央視《面對(duì)面》欄目專(zhuān)訪了中科院計(jì)算技術(shù)研究所總工程師、龍芯總設(shè)計(jì)師胡偉武，他講述了自己和中國(guó)“芯”的故事。一場(chǎng)工業(yè)產(chǎn)品發(fā)布會(huì)引發(fā)關(guān)注，主辦方龍芯中科聯(lián)合合作伙伴發(fā)布了29款自主工業(yè)系列產(chǎn)品，這些產(chǎn)品全部基于國(guó)產(chǎn)的自主指令系統(tǒng)“龍架構(gòu)”。長(zhǎng)久以來(lái)，來(lái)自西方國(guó)家的兩家科技公司的指令系統(tǒng)以及基于這兩類(lèi)指令系統(tǒng)所構(gòu)建的信息技術(shù)體系，主導(dǎo)著全球信息產(chǎn)業(yè)。

2002年8月10日凌晨，中科院計(jì)算所北樓105房間掌聲雷動(dòng)，安裝了“龍芯1號(hào)”cpu芯片的計(jì)算機(jī)順利啟動(dòng)，“龍芯1號(hào)”成為我國(guó)首款自主研發(fā)的cpu芯片，一定程度上打破了中國(guó)只能依賴(lài)進(jìn)口cpu芯片的僵局。談及為什么堅(jiān)持要做中國(guó)“芯”，胡偉武回答說(shuō)：“傳到我這一代了。”胡偉武回憶說(shuō)，快八十歲的黃令儀老師，一天到晚拖著鼠標(biāo)，盯著屏幕查電路。他勸告黃老師：“給年輕人把把關(guān)就行，別親自干了。”黃老師脫口而出：“我這輩子最大的心愿是匍匐在地擦干祖國(guó)身上的恥辱?！?

2020年，龍芯中科基于二十年的CPU研制和生態(tài)建設(shè)積累推出了龍芯架構(gòu)(LoongArch)，包括基礎(chǔ)架構(gòu)部分和向量指令、虛擬化、二進(jìn)制翻譯等擴(kuò)展部分，近2000條指令。2021年4月15日，龍芯自主指令系統(tǒng)架構(gòu)(Loongson Architecture，以下簡(jiǎn)稱(chēng)龍芯架構(gòu)或LoongArch)的基礎(chǔ)架構(gòu)通過(guò)國(guó)內(nèi)第三方知名知識(shí)產(chǎn)權(quán)評(píng)估機(jī)構(gòu)的評(píng)估，并在2021年信息技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新論壇主論壇上正式對(duì)外發(fā)布。

龍芯架構(gòu)具有完全自主、技術(shù)先進(jìn)、兼容生態(tài)三方面特點(diǎn)。龍芯架構(gòu)從整個(gè)架構(gòu)的頂層規(guī)劃，到各部分的功能定義，再到細(xì)節(jié)上每條指令的編碼、名稱(chēng)、含義，在架構(gòu)上進(jìn)行自主重新設(shè)計(jì)，具有充分的自主性。龍芯架構(gòu)摒棄了傳統(tǒng)指令系統(tǒng)中部分不適應(yīng)當(dāng)前軟硬件設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的陳舊內(nèi)容，吸納了近年來(lái)指令系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域諸多先進(jìn)的技術(shù)發(fā)展成果。同原有兼容指令系統(tǒng)相比，不僅在硬件方面更易于高性能低功耗設(shè)計(jì)，而且在軟件方面更易于編譯優(yōu)化和操作系統(tǒng)、虛擬機(jī)的開(kāi)發(fā)。

龍芯架構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮兼容生態(tài)需求，融合了各國(guó)際主流指令系統(tǒng)的主要功能特性，同時(shí)依托龍芯團(tuán)隊(duì)在二進(jìn)制翻譯方面十余年的技術(shù)積累創(chuàng)新，不僅能夠確?，F(xiàn)有龍芯電腦上應(yīng)用二進(jìn)制的無(wú)損遷移，而且能夠?qū)崿F(xiàn)多種國(guó)際主流指令系統(tǒng)的高效二進(jìn)制翻譯。

一提到國(guó)產(chǎn)CPU，相信很多人都會(huì)想到龍芯，因?yàn)樵趪?guó)內(nèi)6大CPU中，龍芯3A/3C5000系列的自主研發(fā)能力最強(qiáng)，尤其是今年發(fā)布的3A/3C5000系列，更是采用了自主研發(fā)的LoongArch指令。但是龍芯的缺陷，也是眾所周知的，首先，它的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上英特爾/AMD，其次，它還沒(méi)有一個(gè)成熟的、完善的軟件生態(tài)。也正是因?yàn)檫@兩個(gè)缺陷，龍芯才沒(méi)有真正的進(jìn)軍C端，也就是說(shuō)，他們的產(chǎn)品，主要集中在教育和政府的B端。

從GPU這邊來(lái)說(shuō)，當(dāng)前國(guó)內(nèi)本土GPU廠商正在快速崛起，大部分核心團(tuán)隊(duì)具有英偉達(dá)、AMD工作經(jīng)歷，且企業(yè)目前已平均發(fā)布1-3款相關(guān)產(chǎn)品，并逐步從“可用”走向“好用”。參考英偉達(dá)發(fā)展歷程，GPU作為通用計(jì)算芯片，產(chǎn)品技術(shù)、軟件生態(tài)等構(gòu)成GPU廠商的核心壁壘，國(guó)內(nèi)大部分本土GPU廠商當(dāng)前仍處于早期階段，短期仍需克服用戶(hù)驗(yàn)證、產(chǎn)品落地等潛在挑戰(zhàn)，但中長(zhǎng)期發(fā)展前景值得期待。本土廠商有望率先在AI(訓(xùn)練、推理)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破，并可逐步向圖形渲染、復(fù)雜科學(xué)計(jì)算等領(lǐng)域擴(kuò)展?？春帽就罣PU廠商的長(zhǎng)期投資機(jī)會(huì)。

龍芯公司也發(fā)布了自己研發(fā)的LATX和Arm翻譯系統(tǒng)，這些翻譯系統(tǒng)都是他們自己開(kāi)發(fā)的，將來(lái)會(huì)與Windows/X86、Android等軟件兼容。