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龙芯:安全芯片需要真正的自主可控
发布时间:2015-09-10
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龙芯:安全芯片需要真正的自主可控
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龙芯于2015年8月推出了新一代处理器架构产品,包括自主指令系统LoongISA,处理器微结构GS464E,龙芯3A2000、3B2000芯片等。在此背景下,本文采访了院士、龙芯研发人及龙芯合作伙伴,结合当前的技术市场,探讨了自主可控、国产化的重要性,以及龙芯产业化中的商业模式。

龙芯新一代处理器架构产品出炉

2015年8月,龙芯中科技术有限公司在京发布了新一代处理器架构产品,包括正式推出了龙芯自主指令系统“LoongISA”,龙芯新一代高性能处理器微结构“GS464E”,新一代处理器“龙芯3A2000”“龙芯3B2000”以及龙芯基础软硬件标准及社区版操作系统“LOONGNIX”。“龙芯”作为国产CPU的代表,其最大特色是体现在了产品的自主研发。

靠买技术,安全不靠谱

2013年IBM组建了OpenPOWER基金会,推广开放的POWER架构,在国内已经有一些产品落地,看起来国内也有自主、安全、可控的芯片了。龙芯如何理解安全芯片?

中国工程院院士、龙芯中科技术有限公司董事长李国杰认为,实际上,前几年我国支持研发自己的CPU,不仅龙芯,还有威盛(兆芯)、申威、飞腾(ARM架构)、众志等多家在国家的支持下做CPU,取得了一些成果。IBM把POWER系列开放给中国,原因之一是中国发展CPU已经有一定的实力了,开不开放中国已经能做了,因此开放了以后对IBM也没有太大的影响。而在过去,高端芯片连卖给中国都不行,更别说技术了。

另外,IBM开放POWER联盟是为了自己更强,因为英特尔现在在服务器里占95%以上。所以IBM是想让其他POWER芯片抢中低端服务器市场,但IBM并不希望中国做了一个芯片去抢其高端市场,但是中国人能不能抢得着?这就是我们的战略了。我国现在有句话,讲引进是可以的,但是引进的目的应该是我拿这项技术以后抢了一部分市场回来,这样你就成功了。就像联想买IBM的笔记本电脑业务,IBM经营笔记本不赚钱,联想买下来就可以赚钱,这个市场战略是可以的。

但是国内有些人喜欢什么都拿安全说事,例如为什么要引进参与POWER的芯片?因为我要自主可控,原来是在IBM的,现在我做了,是中国的POWER了,所以我是安全的,我就要打安全市场,“这就有点不太着调”。因为首先要解决你自己的定位,例如定位成自己是联想卖IBM笔记本模式的,是这种定位,那你就要去市场上拼,拼完以后再消化。因为自主可控需要好几步的战略,第一步基本上是贴牌,第二步可能做点改进,这样逐步地掌握,掌握了以后再讲我来做安全服务。贴牌不叫安全服务,消化要有个过程。

另外据了解,IBM对中国引进这项技术并不是完全敞开的,比如其最有价值的浮点是不给的,另外我们希望把它做成集群,扩大,IBM也不同意。“IBM实际上就给你做一个像两核、四核那种小的处理器,抢英特尔服务器市场,当然这也是很大一个市场,但并不能解决我们想做的所有东西都能做的问题。”

李国杰认为,所谓引进、消化、吸收可以做,但是首先做是为了在市场上能够争取更多的主动,等到你一边做一边逐步理解,把它的技术全掌握了,芯片全是自己设计了,那时候再讲可以解决安全问题。

安全的关键是看它自己团队是不是能力那么强?是否真的提高?我们一定要走引进、消化、再创新的道路。

但是这里面有一个问题,信息技术和高铁还是有差别的,信息技术有个摩尔定律,发展特别快,正常情况下一般五年就要增长十倍,十年就要一百倍,所以靠买技术来把自己提升起来,这种情况现在并不太多了,因为信息技术总是不断创新的,所以关键还是个能力问题。

国产化的关键看知识产权

谈到国产化,其实每家企业都在讲自主可控、国产化,所以国家首先要确定国产化的采购清单,你可以看到几乎外国的品牌全部都在里面,包括微软操作系统都是国产的。原因是,以前的标准是微软的光盘在中国大陆刻的,就属于国产的,因为刻录过程本身交了一道税。后来财政部是按照成本,就是有一半以上的成本发生在中国,就认为是国产的,但是对于先进的技术来讲这个定义是有问题的。

所以关键还是要看知识产权,主要的知识产权应当是由国内的人在国内做出来。我们现在有些企业,拿了国外一个授权,或是买了一个核,但一个关键的问题没解决,即你要分析别人里面有没有安全问题,这是件很难的事情。因为一个指令系统里的源码至少一两千万行。再一个关键是以后你想发展的时候,发展权不在你这儿,你想根据需要加点什么、干点什么,人家说“不行,你必须按照我的路线图来走,我给你的你就不能改了,你只能做。”所以中国现在是几条路都在尝试,龙芯和申威是一条路,还有一种是采用ARM授权的方式,例如手机大家都这么做,但要想解决所有跟安全有关的领域可能就需要一个过程,关键是你得自己真正掌握才行,还有第三条是干脆跟英特尔、IBM合作。李院士对跟IBM合作也是支持的,但关键的一条,最终你要有能力掌握它。

所以最终你要有发言权,即在技术上你有技术的选择权和发展权,在市场上有定价权,做到这两点那就可以讲基本上是国产了。

当然,有的企业说国产的东西一定比别人差,非要国家强硬地来进行保护,把别人的都赶掉去掉,这种做法也是不行的。

商业市场已占龙芯业务的1/3

在商业市场上,龙芯已逐渐成熟。龙芯总设计师、龙芯中科技术有限公司总裁胡伟武称,龙芯产业2001年开始做研发,2010年开始做市场化的运营,主要是把中科院计算所当时的研究成果产品化,今天发布的是龙芯中科根据市场学定义的成果产品。

龙芯的产业链分三大块,一是安全/安全应用,二是通用,即电脑,三是嵌入式,嵌入式就是行业应用,像防火墙、水表等。总体来看,龙芯下游已有两三百家合作伙伴企业,下游里仅仅是围绕龙芯做研发的技术人员已有上万人(注:2014年底统计)。尤其这几年出现了一种利好趋势,过去是央企和科学院为主,现在逐渐扩展到体制外的用户了,例如从2014年开始有大量的民企,像神州数码、研华,唯一上市的水表企业——三川水表等。所以现在从结构上看,国家安全市场占2/3,纯商业行为已经从原来的0升到约1/3。

发展思路:Tick-Tock

胡伟武认为,英特尔的Tick-Tock(钟表声:滴答)是非常好的战略。龙芯2015年的这次发布是Tock,是微结构的提高,龙芯微结构已跟国外差不多。明年龙芯要走Tick,就是用更先进的工艺,水平提高一倍。Tick之后再用Tock,二者可以交替进行,二支设计队伍都不忙,效率还挺高。

与龙芯合作的利润点

1. 关系很重要

作为同属于中科院的兄弟单位,曙光信息产业(北京)有限公司和龙芯合作15年了,“至今仍是一如既往、心无旁骛的支持龙芯”。曙光总裁邵宗有称,首先是曙光跟龙芯的关系,“不要小看这个关系,这很重要”。曙光在龙芯处理器研发的时候就有介入的机会,样机出来之后的验证,曙光首先得到这个机会。曙光在研发过程当中,可能获得更好的技术支持,等等。这在国产处理器的整机系统研发中是极其关键的。例如曙光也想做基于别的处理器的服务器,样机做出来了,需要定700片。客户说我抽屉有20多片你拿走,其他的得过一年,甚至不确定。

另外,龙芯未来的路线图清晰可见,这是特别关键的。做计算机的从业人员就看三大系统(笔者理解:硬件、软件、操作系统)全不全,未来的市场大还是小,未来的技术路线清晰不清晰。不能开发过两天没了、换了。那我过去生产的怎么办?用户怎么办呢?

2. 所有利润点应该是自己的

做龙芯将来有什么样的利润点?现在整个IT圈就是Wintel、AA(Android+ARM)这两大体系。两个体系里,除了老大之外,其他都是马仔。例如,把CPU做出来就能挣钱吗?好像也不尽然,例如我国有很多ARM手机和平板电脑,一年出货量也很大。但是为什么90%以上的钱还是被苹果一家公司挣走了[2]?原因很简单,只有一个老大,其他都是马仔。所以我们整个IT体系的利润从哪儿来?利润绝不是集成商多拿一点、整机厂商就少拿一点这么简单,或者元首多挣一点、手下少挣一点。是我们需要重塑一个两大体系之外的第三个体系,即宁为鸡首,不为牛后,哪怕这个体系将来的市场较小,但是在这个体系里,我们可以把利润控制在整条产业链里面。所以我们主要致力于这方面的建设,“我们希望这个产业体系建成之后,所有的点都是利润点。”

研华:用龙芯没有想象的那么难

研华作为世界上最大的工控板卡厂商,三年前也引入了龙芯。研华(中国)嵌入式事业群总监何建伟解释道,研华看中几个重点:第一是芯片本身的成熟度,当然这里包含固件等。第二是芯片跟操作系统的适配性,尤其是对于很多不同行业的应用。第三是芯片本身跟周边所有I/O、扩展的桥片、外围的扩展电路的配套。“这是我们目前做国产自主可控产品时遇到的很大挑战。因为我们过去也参与了很多型号项目,具体的型号项目都是要求国产化率,有的要求85%、95%。这里面包括内存、应用芯片、桥片、I/O等,龙芯需要跟这些芯片整合。第四就是作为板级厂商,研华关注芯片厂商的技术支持和响应。

“三年来,总的来说,做国产自主可控不容易、很难,但是好像没有想像得那么难。”因为过去的几个型号项目研华几乎做到了,有些是在一版,有些是在第二版就可以成功,就可以顺利地开机。相比之下,研发做CPU开发板已有三十几年历史,一般从研发到产品的量产要做两版到三版,是很难的。“因此用龙芯没有想像得的那么难。”

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