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在胡的领导下,“龙芯一号”研发成功,随后他又主持了“龙芯”系列芯片的研发,实现了我国CPU关键核心技术的突破,结束了中国人只能依靠进口CPU制造计算机的历史。洋葱剥皮工作室出品
胡的时间不是他自己的。
他是龙芯中科科技有限公司董事长,国产第一CPU(中央处理器)。2002年,在胡·的主持下,以“龙芯一号”为CPU的计算机正常开机,结束了中国人必须依靠进口CPU制造计算机的历史。接着,胡继续领导研发“龙芯”系列芯片。
今年6月,龙芯中科在上交所科技创新板上市,胡的行程被总裁办公室按小时划分,出差成为常态。
周六的写字楼里,总会有一个匆匆忙忙的身影。他把周六定为稍微轻松的固定工作日。那时候,没有多少日常工作,胡和的办公室很安静。他可以利用整个时间来完成一些工作或阅读一些文件和书籍。
周一,他要开车去北京怀柔,给中国科学院大学的本科生和硕士生上课。作为中国科学院计算技术研究所的研究员,教书育人一直是胡生活的另一半。
近日,出席中国共产党第二十次全国代表大会的2296名代表名单公布,胡名列其中。作为科技领域的创新人才,他认为这是一种荣誉,也是一种责任。“希望自己能继续做人民的CPU,不辜负大家的期望。”
独立研发中央处理器
“对于任何计算机来说,CPU和操作系统是两个核心的底层技术.”胡说,其实早在上个世纪,我国科研人员就有了自主研发CPU的想法。
他经常想起“玻璃屋”的故事。上世纪90年代,《瓦森纳协定》对包括计算机在内的中国尖端科技进行了全面封锁。“当时我国从美国进口高性能计算机,用于天气预报和石油勘探,有时需要通过国家元首外交解决。”胡说,既然进口方承诺不能用于军事目的,那就需要在机房外面建一堵玻璃墙。在玻璃内,中国科学家在电脑上操作,而在玻璃外,来自美国的专家将密切关注他们的一举一动。
1998年4月,胡的导师夏与、院士一起,召开了香山科学大会,讨论如何发展我国的高性能计算机。胡以大会秘书的身份出席了大会。
大会第三天,大家开始讨论CPU的自主研发。时至今日,院士的这句话仍然打动着胡。“他说CPU一定要做,哪怕是586(处理器),你也得试试。”在当时的市场上,英特尔的产品已经出到了奔腾二代和奔腾三代。“586的性能比奔腾二、奔腾三至少低十倍。”
当时,国外的一批工业化产品涌入中国的计算机市场。胡表示,在CPU和操作系统方面,当时中国的计算机研究处于完全退出的状态,对于是买CPU还是造CPU,国内没有共识。有人认为买比造好,有人认为中国造不出自己的芯片。
1999年,时任中科院计算所所长的李国杰开始呼吁在“十五”期间发展中国自主CPU。不久后,33岁的胡承担了CPU的研发工作,并获得了100万的资金支持。2001年6月,研究团队迅速扩大到三五十人。
2001年5月,胡结束了一次国际会议,回国后开始投身于CPU设计。由于时间紧张,在确定流水线结构时,团队没有时间看论文,也没有时间做实验。胡和他的伙伴们依靠过去的知识积累,凭感觉前进。
调试阶段是一个挑战。当时课题组成员都有调试程序的经验,但很少有人调试过操作系统。胡和团队成员需要做的是在可能有问题的处理器上调试操作系统。
每次遇到问题,都需要重新分析应用、操作系统或者处理器。一个小错误会花费很多时间。胡记得,上一次他们验证处理器功能的正确性,用的是FPGA验证系统运行LINUX操作系统,却发现了一个小错误。但是仅仅修改设计和形成新的FPGA点火文件就需要至少8个小时。
“只有24小时工作,才能保证一天有几次修改设计的机会。”课题组成员全部时间都花在这上面,熬夜是常事。好几个早晨,胡六七点钟就打开了实验室的门。当他发现伙伴们都没有再回家时,他靠在椅子上,手里拿着老鼠睡觉。
但为了赶上进度,不得不再次叫醒胡他们。讨论完前一天晚上的进度,几个人继续努力。
2002年8月10日早上6点08分,屏幕上出现登录提示,整个实验室一片欢呼。这个提示意味着搭载“龙芯一号”CPU的电脑成功启动。虽然这款CPU的性能还有很大差距,但是中国人只能靠进口CPU做电脑的历史已经结束了。
CPU喜欢养孩子吗
2010年,胡决定创业,在继续深入研发的同时,让龙芯走向产业化。龙芯课题组成员跟随胡的脚步,离开了中科院计算所。有些人放弃了博士学位,有些人放弃了事业编制。
经营一个企业,首先要面对的就是财务问题。胡需要先成立一家种子公司。“当时说中科院计算所出了500万,团队也出了500万成立了1000万的公司。”但是,500万对队来说是一笔不小的数目,胡和不得不四处去凑。
当时,退休老兵黄令义早已加入龙芯研究团队。她回家和妻子商量后,带了11万元去支援胡,不求回报。后来幸好北京市政府牵头投资1亿,带动民营企业投资1亿,暂时解决了龙芯中科的资金问题。
然而,资金问题并没有完全消失。2012年,龙芯中科再次陷入困境。胡说,2010年以前,龙芯的研发经费是4亿元。但经过十年的研发,性能与市场上流通的CPU仍有明显差距,国家专项经费也有所收紧。
钱是不够的。为了节约成本,龙芯研究团队的工资并不高。直到2015年,团队的平均收入只有行业平均水平的几分之一,一些诱惑也随之而来。
总有人想雇龙芯科技的人,工资高达五十倍。有一次,电话直接打给了胡,问他愿不愿意去另一家互联网公司做CPU主管。胡拒绝后,对方说:“你有同事或者同学推荐吗?”胡断然拒绝,“他们也不去,还要为自己的国家做贡献。”
更大的诱惑是来自外企的合作意向。一些国外公司找到胡,提出了技术授权的合作模式。胡拒绝了,他还是希望团队能坚持自主研发技术。
由于产品的性能差距,公开市场仍然被国外公司占据。在低成本经营公司的同时,胡开始主动了解市场需求,寻找产品差距。他发现,市场需要少量安全性要求更高、自主性要求更高、软件更简单的产品。如果这些市场被填满,就可以获得一些收入。
原来龙芯一直在做特殊的高性能产品。这一次,胡决定“俯下身子,让企业活下去”调整产品定位后,2015年龙芯销售额突破1亿元,龙芯系列产品应用于交通、党政、能源、电力、石油等领域。龙芯中科最终实现盈亏平衡。
同时,胡和团队成员多年来不断研发,使龙芯的性能不断提高。2021年8月19日,龙芯诞生20周年,龙芯团队以为完成了技术补课。当时发布的产品性能还不到市场主流产品的一倍。软件生态方面,已经有了完整的基础软件体系。胡说,到目前为止,国产CPU的性能已经接近市场上的主流CPU产品。目前龙芯在实现自主的同时,致力于提高性价比,接受开放市场的考验。
这意味着龙芯会被更多人认可。“未来的研发会更加注重性价比。”胡承认,龙芯有两个市场,一个是政策市场,一个是公开市场。过去更多的是集中在前者。现在,他希望龙芯能在公开市场上占据更多份额。
他把制造CPU比作抚养孩子。“比如有些产品一年就能卖出去,就像养猪一样。有些产品,像养牛,三年后可以在地里干活。但有些产品,像养孩子,要养30年才有生产力。这就是养孩子的耐心。做CPU就像养孩子一样。”
“新系统”
在企业之外,就胡而言,教学生是一项坚不可摧的任务。今年下半年,每周一下午、晚上、每周三上午,胡总要开车去中科院大学玉泉路、怀柔校区给本科生、硕士生上课。
从教20多年,随着对教学越来越精通,他找到了计算机教育领域的痛点。“目前,中国有2600多所高校开设了计算机专业,但它们都是在教大学生如何使用计算机,而不是如何建造计算机。”
这是长久以来的现状。胡明白,国内大部分高校的老师都没有造过电脑、CPU、操作系统,自然不可能把这些内容教给学生。
为了让学生更好地练习,他促成了一个竞赛的诞生。2017年,在教育部高等学校计算机专业教学指导委员会的指导下,开展了首届“龙芯杯”全国大学生计算机系统能力培养大赛。
“我们给学生提供做CPU的平台和条件,看他们跑得快还是慢。”这项比赛每年都有数百所大学的大三大四学生参加。
幸运的是,变化已经开始出现,许多高校已经开始对教材进行修改。胡说,在中国科学院大学,本科生和研究生的课程都被重写,以系统地展示建造计算机的过程。今年暑假,胡还参加了的教学辅导班,告诉这些老师如何教学生如何组装电脑。龙芯电脑也进入了一些中小学,孩子们开始使用独立的家用电脑。
胡心中一直有一个目标,那就是在国外建立除Wintel(微软+英特尔)系统和AA(ARM+Android)系统之外的第三个系统,以中国自己的技术基础支撑自主产能发展。胡认为,这是他与这一代学生的共同使命。
对话胡:建立第三个体系的目标不会改变。
新京报:目前中国的芯片和其他国家的芯片有差距吗?
胡:可以说,目前我们的CPU性能已经接近市场上的主流CPU产品。龙芯2002年刚开发的时候,比当时市面上的主流产品奔腾3和奔腾4差20倍。去年发布的产品增长了不到一倍。此外,在软件生态方面,我们推出了独立强制系统dragon architecture,搭建了基础软件系统,完成了计算机操作系统下的配套浏览器。所以我们已经有了功能比较齐全的功能CPU和操作系统,经历了几百万套的市场试用,成熟度是可以的。我们相信,我们已经完成了技术补课,开始了生态建设的新征程。
新京报:下一个目标是什么?
胡:大目标从来没有变过。现在,全球信息产业主要建立在两个国外技术平台上。第一个是Wintel(微软+英特尔)系统,大部分电脑公司做电脑,第二个是AA(ARM+Android)系统,手机公司做产品。这意味着,如果英特尔推出新的CPU,微软推出新的操作系统,中国所有的电脑都会升级。如果ARM推出新的CPU核心,Android推出新版本,中国所有手机都要升级。
中国如果没有自己的信息产业体系,就相当于在别人的土地上种庄稼,主导权全在别人手里。我们建立第三个体系的目标不会改变。拥有自己的技术基础支撑自主产能发展是我们的初心,也是中国第三代计算机人的使命。
新京报:如何提供更好的信息技术教育?
胡:我一边做生意,一边教书。现在周一和周三,我会给中科院大学的本科生和研究生上课。中国的信息教育有几件事必须改变。第一,中小学信息教育成了微软培训班。第二,大多数大学教育是教学生如何使用计算机,而不是如何建造它们。就好像汽车专业变成了驾校,而不是造车。
现在这两点都变了。新苏教版的中小学信息化教材,包括龙芯和国产CPU,已经在几十个地方试点,中小学生已经开始在龙芯的独立平台上学习计算机。中国科学院大学有一项计划,让学生在大学期间知道如何建造一台计算机。甚至我们还有实验班,教从按下电源到启动操作系统的全过程。与此同时,我们还与清华、NTU和北京航空航天大学的学校联手合作教学。几十所高校已经开始更换教材,内容也增加了一些关于龙芯的知识点,包括组成原理、操作系统、系统结构等等。
新京报:你怎么看待二十大的身份?
胡:我觉得这是一个很高的荣誉,也是组织和党员的肯定。一方面觉得特别光荣;另一方面,我觉得这是很大的责任,不能辜负大家的期望。我之前担任过中共十八大和十九大代表。事实上,我发现在这样的会议上我可以学到很多东西,更好地了解国家的大政方针。作为第二十次全国代表大会的代表,我将学习中国共产党第二十次全国代表大会的原则和政策,并继续根据国家的发展方向指导我的行动。
[简介]
胡,中共党员,龙芯中科科技股份有限公司董事长,中国科学院计算技术研究所研究员,博士生导师。在他的带领下,“龙芯一号”研发成功,是我国第一款具有自主知识产权的通用高性能微处理器芯片,随后主持研发了“龙芯”系列芯片,实现了我国关键核心CPU技术的突破。
国家杰出青年科学基金获得者,2018年CCF王选奖获得者,第九届、第十届全国青联委员,第十一届全国青联常委,第十一届全国人大代表,中共十八大、十九大、二十大代表。2020年8月获得北京市中关村杰出贡献奖,获得北京市科学技术最高奖。先后承担国家863项目、国家杰出青年基金、中科院知识创新工程定向项目。
新京报记者王畅摄影记者王佳宁编辑陈晓曙校对傅春雨
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