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二十大代表風采|胡偉武:像養孩子一樣,自主研發中國人的CPU

簡介在胡偉武的帶領下,“龍芯1號”研發成功,而後他又主持研製了“龍芯”系列晶片,實現了我國CPU關鍵核心技術的突破,終結了中國人只能依靠進口CPU製造計算機的歷史

四點鐘方向和八點鐘方向怎麼看

在胡偉武的帶領下,“龍芯1號”研發成功,而後他又主持研製了“龍芯”系列晶片,實現了我國CPU關鍵核心技術的突破,終結了中國人只能依靠進口CPU製造計算機的歷史。剝洋蔥工作室出品

胡偉武的時間不屬於自己。

他是國產CPU(中央處理器)第一股——龍芯中科技術股份有限公司的董事長。2002年,在胡偉武的主持下,用“龍芯1號”作CPU的計算機正常啟動工作,終結了中國人只能依靠進口CPU製造計算機的歷史。而後,胡偉武繼續主持研製了“龍芯”系列晶片。

今年6月,龍芯中科在上交所科創板上市,胡偉武的行程被總裁辦按小時進行分割,出差也成了常態。

週六的辦公樓裡,也總會出現一個步履匆匆的身影。他將週六設定成了一個略微輕鬆的固定工作日,那時的日常工作不多,胡偉武的辦公室清靜了,他能趁機利用一整塊時間,完成一些工作或看一些論文、書。

到了週一,他又得驅車趕往北京懷柔,為中國科學院大學的本科生和碩士生上課。作為中科院計算所的研究員,這些年來,教書育人始終是胡偉武生活的另一半。

近日,2296名黨的二十大代表名單公佈,胡偉武是其中一員。作為科技領域的創新人才,他認為這是一份榮譽,也是一份責任,“希望能繼續做好人民的CPU,不辜負大家的期望。”

二十大代表風采|胡偉武:像養孩子一樣,自主研發中國人的CPU

胡偉武,龍芯中科技術股份有限公司董事長,中國科學院計算技術研究所研究員,博士生導師。在他的帶領下,“龍芯1號”研發成功,這是中國第一枚擁有自主智慧財產權的通用高效能微處理晶片,而後又主持研製了“龍芯”系列晶片,實現了我國CPU關鍵核心技術的突破。新京報記者 王嘉寧 攝

自主研發CPU

“對任何一臺計算機而言,CPU和作業系統都是最核心的兩個底層技術。”胡偉武說,其實早在上個世紀,中國的科研人員就有了自主研發CPU的念頭。

他常常想起“玻璃房子”的故事。20世紀90年代,《瓦森納協定》對包括計算機在內的中國尖端科技實施全面封鎖。“我們國家那時候進口美國的高效能計算機,用於天氣預報、石油勘探,有時候還需要透過元首外交才能解決。”胡偉武說,由於進口時承諾過不能用於軍事目的,機房外面需要蓋一個玻璃牆。玻璃裡面,中國科學家上機操作,而玻璃外面,美國派來的專家會盯緊他們的一舉一動。

1998年4月,胡偉武的導師夏培肅聯合金怡濂院士、周毓麟院士召開香山科學會議,研討我國高效能計算機怎麼發展,胡偉武作為會議秘書參會。

會議的第三天,大家就開始討論CPU的自主研發。到了今天,金怡濂院士的話仍然讓胡偉武印象深刻,“他說CPU一定要做,哪怕做個586(處理器)也得試一下。”而在那時的市場上,英特爾的產品已經出到奔騰二和奔騰三,“586跟奔騰二、奔騰三的效能至少有十倍差距。”

那時,產自國外的批次工業化產品湧入中國計算機市場。胡偉武說,在CPU和作業系統兩大核心技術上,中國的計算機研究當時是全面退出的狀態,對於買CPU還是造CPU,國內也沒有達成共識,有人認為“造不如買”,也有人認為,中國造不出自己的晶片。

1999年,時任中科院計算所所長的李國傑開始呼籲,在“十五”期間做中國自主的CPU。不久後,時年33歲的胡偉武承擔了研發CPU的課題,並獲得100萬的資金支援。2001年6月,研究團隊迅速擴大至三五十人。

2001年5月,胡偉武結束了一次國際會議,回國後便開始全力投入做CPU設計。由於時間緊張,在確定流水線結構時,團隊來不及看論文,也來不及做實驗,胡偉武和夥伴們靠著過去的知識積累,憑著感覺往前走。

除錯階段是一個挑戰。當時課題組成員已經具備除錯程式的經驗,但很少有人除錯過作業系統,而胡偉武和團隊成員需要做的,是在一個本身就可能存在問題的處理器上除錯作業系統。

每次遇到問題,都需要再次對應用程式、作業系統或處理器進行分析。一個小錯誤,就需要花費大量的時間。胡偉武記得,最後一次驗證處理器功能正確性時,他們使用FPGA驗證系統執行LINUX作業系統,卻發現了一個很小的錯誤。但光是修改設計再形成新的FPGA燒製檔案,需要至少8個小時。

“只有一天工作24小時,才能保證一天有幾次修改設計的機會。”課題組的成員都將時間全部耗在了這上面,熬通宵是常有的事。好幾個早晨,胡偉武在六七點鐘開啟實驗室的門,發現夥伴們又沒回家,就靠在椅子上睡覺,手裡還扶著滑鼠。

但為了趕進度,胡偉武又只能把他們叫醒,討論了頭天晚上的進展後,幾個人又繼續埋頭苦幹。

2002年8月10日凌晨6時08分,login提示符出現在螢幕上,整個實驗室一片歡呼,這個提示符意味著,安裝了“龍芯1號”CPU的計算機成功啟動工作。雖然這款CPU的效能上仍存在較大差距,但中國人只能依靠進口CPU製造計算機的歷史終結了。

二十大代表風采|胡偉武:像養孩子一樣,自主研發中國人的CPU

2022年9月30日,胡偉武在公司展廳向記者介紹公司產品。新京報記者 吳瑜 攝

像養孩子一樣做CPU

2010年,胡偉武決定創辦企業,繼續深入研發的同時,讓龍芯走向產業化。龍芯課題組的成員也追隨胡偉武的步伐,離開了中科院計算所,有的人放棄了博士學位,有的人則放棄了事業編制。

辦企業,首先面臨的是資金難題。胡偉武需要先成立一個種子公司,“當時說中科院計算所掏五百萬,團隊也掏五百萬,成立一個一千萬的公司。”然而,五百萬對研發團隊而言是個大數目,胡偉武只能四處去湊。

那時,已經退休的老前輩黃令儀加入龍芯研究團隊已久,她回家和老伴商量後,拿來11萬支援胡偉武,不求回報。後來,好在北京市政府又牽頭投資1億元,帶動民營企業跟投1億,暫時解決了龍芯中科的資金難題。

然而,資金的難題並未徹底消失。2012年,龍芯中科再次遇到困境。胡偉武說,2010年以前,龍芯的研發背後是4億元的課題經費。然而研發了十年,效能上仍與市場流通的CPU有明顯差距,國家的專項資助縮緊。

錢不夠,為了節約成本,龍芯科研團隊的薪酬並不高,直到2015年,團隊的平均收入也只是行業平均水平的幾分之一,一些誘惑隨之而來。

總有人想從龍芯中科挖人,工資開價高達五倍、十倍。有一次,電話直接打到了胡偉武那裡,問他,願不願意去做另一家網際網路企業的CPU主管。胡偉武拒絕後,對方又說,“那你有沒有同事、學生推薦來?”胡偉武一口回絕,“他們也不去,他們也要為自己的國家做貢獻。”

更大的誘惑是外企遞來的合作意向。有外企找到胡偉武,提出技術授權的合作模式。胡偉武拒絕了,他仍希望團隊能堅持自主研發技術。

由於產品的效能差距,開放市場仍然被國外公司佔據。低成本運營公司的同時,胡偉武開始主動去了解市場的需求,尋找產品的差距。他發現,市場需要少量安全性要求較高的、自主性要求比較高的、軟體比較簡單的產品,如果將這些市場填滿,也能獲得一些收入。

原先,龍芯一直做的是專用的高效能產品。這一次,胡偉武決定“俯下身去,讓企業存活。”調整了產品定位後,2015年,龍芯銷售額過億元,龍芯系列產品被應用在交通、黨政、能源、電力、石油等領域,龍芯中科終於實現了盈虧平衡。

與此同時,胡偉武和團隊成員們連年的持續研發,使得龍芯的效能不斷提高。2021年8月19日,龍芯誕生的20週年那天,龍芯團隊認為已經完成技術補課。當時釋出的產品,與市場主流產品的效能已經相差不到一倍。在軟體生態方面,也已經有了完整的基礎軟體體系。到了現在,胡偉武說,國產的CPU效能,已經逼近市場主流的CPU產品了,目前龍芯致力於提高性價比,在實現自主性的同時接受開放性市場的考驗。

這意味著要讓龍芯被更多人認可,“以後的研發,會更注重價效比。”胡偉武坦言,龍芯有兩條銷路,一個是政策性市場,另一個是開放性市場,以往更多集中在前者。而現在,他希望龍芯能在開放性市場佔據更多份額。

他將做CPU比喻成養孩子,“比如說,有的產品像養豬一樣,一年就能出欄。有些產品像養牛,養三年就能下地幹活。但有些產品像養孩子,得養個三十年,才有出息。這就是養孩子的耐性,做CPU就像養孩子一樣。”

“新的體系”

辦企業之外,於胡偉武而言,教授學生是鐵打不動的任務。今年下半年,每週一的下午、晚上和每週三的上午,胡偉武總要驅車趕往中國科學院大學的玉泉路和懷柔校區,為本科生和碩士生授課。

從教二十餘年,隨著教學越發嫻熟,他發現了計算機教育領域的痛點。“目前中國有兩千六百多個有計算機專業的高校,但是都在教大學生怎麼用計算機,而不是怎麼造計算機。”

這是長久以來的現狀。胡偉武明白,現在中國大部分高校的老師自己也沒有造過計算機,沒做過CPU和作業系統,自然無法向學生傳授這一內容。

為了讓學生更好地實踐,他促成了一項大賽的誕生。2017年,在教育部高等學校計算機類專業教學指導委員會的指導下,第一屆“龍芯杯”全國大學生計算機系統能力培養大賽啟動。

“我們提供平臺和條件,讓學生來做CPU,看看跑得快還是跑得慢。”這項大賽每年有上百家高校的大三、大四的學生在參加。

好在改變已經開始出現,不少高校開始對教材進行改動。胡偉武說,在中國科學院大學,本科生和研究生的課程被重新編寫,將造計算機的過程呈體系性地表現出來。今年暑假,胡偉武還參與了導教班的教學,告訴這些來上課的老師們,該如何教學生造計算機。龍芯電腦也走進了一些中小學,孩子們開始使用具有自主性的國產計算機。

胡偉武的心中始終有一個目標,那就是在國外的Wintel(微軟+英特爾)體系和AA(ARM+Android)體系之外,建立起第三套體系,用屬於中國自身的技術底座來支撐自主的產能發展。胡偉武認為,這就是他和這代學生們的共同使命。

二十大代表風采|胡偉武:像養孩子一樣,自主研發中國人的CPU

胡偉武在接受採訪。新京報記者 王嘉寧 攝

█ 對話胡偉武:建立起第三套體系的目標不會變

新京報:目前階段,中國晶片和其他國家的晶片是否有差距?

胡偉武:可以說,目前我們的CPU效能,已經逼近市場主流的CPU產品了。2002年龍芯剛研發出來時,跟當時的市場主流產品奔騰3、奔騰4的水平差20倍。去年釋出的產品,已經差不到一倍了。另外在軟體生態方面,我們推出了自主指令性系統——龍架構,建成了基礎軟體體系,計算機作業系統下面配套的瀏覽器等完整了。所以說,我們已經擁有一個性能夠用的CPU和一個功能比較完整的作業系統,而且已經經歷過幾百萬套市場的磨練,成熟度也還可以。我們認為已經完成了技術補課,開啟了生態建設的新徵程。

新京報:接下來的目標?

胡偉武:大的目標一直沒有變過。現在,全球的資訊產業主要構建在兩個國外技術平臺上,第一個是Wintel(微軟+英特爾)體系,大部分計算機企業都在這個體系裡做電腦,第二個是AA(ARM+Android)體系,手機移動端企業基於這個體系做產品。這意味著,如果英特爾推出新的CPU,微軟推出新的作業系統,整個中國的電腦全都要升級。如果ARM推出新的CPU核、安卓推出新的版本,整個中國的手機也全都要升級。

如果中國沒有自己的資訊產業體系,等於在別人的土地上種莊稼,主導權全部在別人的手裡。我們建立起第三套體系的目標是不會變的,要有自己的技術底座來支撐自主的產能發展,這是我們的初心,也是中國第三代計算機人的使命。

新京報:如何提供更好的資訊科技教育?

胡偉武:辦企業的同時,我也在教書。現在週一和週三,我都要在中國科學院大學給本科生和研究生上課。中國的資訊化教育有幾件事必須改變,第一是中小學資訊化教育成為了微軟培訓班,第二是絕大多數大學教育在教學生怎麼用計算機,而不是怎麼造計算機,這就好比汽車專業辦成了駕校,而不是造汽車。

現在這兩點已經有所改變。新的蘇教版中小學資訊化教材,就包含了龍芯、國產CPU的內容,已經在幾十個地方試點,中小學生們開始在龍芯這種自主平臺上學習計算機。中國科學院大學有個計劃,讓學生在大學期間就知道怎麼造計算機,甚至我們有實驗課,從按下電源開始到作業系統啟動,整個過程教清楚。同時我們還聯合了清華、南大、北航等學校一起教。我們已經有幾十個高校開始改教材,內容也增添了龍芯的相關知識點,包括組成原理、作業系統、體系結構等等。

新京報:你怎麼看待二十大代表的身份?

胡偉武:我覺得這是一個很高的榮譽,這也是組織和廣大黨員對我的肯定。一方面我覺得特別光榮,另一方面也覺得這是一種很大的責任,不能辜負大家的期望。我之前曾經擔任過中共十八大代表和中共十九大代表,其實發現每次在這樣的會議上,都能學到很多東西,能更好地理解國家的大政方針。這次作為二十大代表,也一定會認真學習黨的二十大方針政策,結合國家發展方向,來繼續指揮自己的行動。

【人物簡介】

胡偉武,中共黨員,龍芯中科技術股份有限公司董事長,中國科學院計算技術研究所研究員,博士生導師。在他的帶領下,“龍芯1號”研發成功,這是中國第一枚擁有自主智慧財產權的通用高效能微處理晶片,而後又主持研製了“龍芯”系列晶片,實現了我國CPU關鍵核心技術的突破。

國家傑出青年科學基金獲得者,2018年“CCF王選獎”獲得者,第九、十屆全國青聯委員,第十一屆全國青聯常委,第十一屆全國人大代表,中共十八大、十九大、二十大代表。2020年8月,榮獲北京市突出貢獻中關村獎,摘得北京科學技術最高獎桂冠。先後承擔國家863專案、國家傑出青年基金、中科院知識創新工程方向性專案等課題。

新京報記者 汪暢 攝影記者 王嘉寧 編輯 陳曉舒 校對 付春愔

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