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胡伟武:发展核心技术需要“愚公移山”,不要幻想“弯道超车”
最后更新: 2022-06-13 14:21:21去年开始,我们结合“三会一课”,每月组织全员政治学习,对统一思想、统一行动、提高效率起到了很好的作用。实践证明,把党建作为企业管理平台,是降低企业成本、提高企业效率的有效方法。
(二)坚持实事求是的思想方法
实事求是的思想方法是一个体系,展开来有四条。
一是一切从实际出发。首先要看什么是实际。对企业经营来讲,要从市场需求的实际和企业发展阶段的实际出发,而不是从技术发展趋势或项目指南出发。龙芯从2010年转型以来,前三年走了弯路,就是因为没有从这两个实际出发,而是从美国人的论文和国家项目指南出发。我们那时候承担“核高基”课题,觉得钱还挺多,照着国家项目指南和多核发展趋势做了一个卖不出去的3B1500,浪费了很多钱、很多时间。至于企业发展阶段的实际,就是一定要知道企业发展处于什么阶段,有什么实力,比如力量小的时候只能打“游击战”,力量大一点就可以打“运动战”,再大一点才可以打“阵地战”。虽然我们有一个很宏大的目标,但脱离了发展阶段的实际就会犯错误。我们过去犯的错误,就是因为没有从实际出发,犯了教条主义的错误。
从实际出发最难的是什么?就是当我们在工作实践中发现的问题、规律跟领导的要求或者多数群众的意见不一致时,我们该怎么办?这个问题是我们每个人都有可能遇到的,也是需要把握好的。这是最为难的时候。毛主席已经系统地告诉我们方法了,比如说我们跟群众意见不一致时,我们要告诉群众,如果群众还没觉悟,我们要等一等,要让他知道有这个需求,让他认识到应该这样做。我在《龙芯工作方法》里面讲过民主集中的方法,民主集中制从表面上看,是通过民主方法征求意见,有利于作出正确决策,但这是表面之意,它的本质之意是在决策过程中让群众充分地参与,群众参与决策,领导做出决策后执行起来就特别快。
二是理论联系实际。理论一般指原理性、概念性的东西。从另外一个角度理解,项目指南也是理论。比如,某天工信部发布项目指南了,我们要不要干,关键就要看这个指南跟我们的实际符不符合。再比如,Intel出什么新技术了,对我们来说也是个理论,我们怎么做,需要结合我们自己的能力和市场需求实际来决定。还有,某个优秀企业有很好的管理经验,对我们来说也是理论,我们只有把企业管理的一般性逻辑和我们企业发展的实际相结合,才能形成最适合自己的管理方法。当我们发现一个企业的做法很好的时候,我们首先要问一下背后的逻辑是什么,基本原理是什么?当找到背后的逻辑和基本原理,然后结合自身实际提出具体做法,这时候就生动活泼了,就有实效了。
关于理论联系实际的方法,我在《龙芯工作方法》里边都告诉大家了,那篇文章要经常读一读,很有用的。我们不要照搬照抄,更不要拿大部头吓人,尤其是有的部门有一个很不好的习惯,就是拿领导的话吓人,说领导都是这么说的。你不能老这么干,你自己没主意吗?
三是遵循客观规律。实事求是中的“实事”就是客观存在的一切事物,“求”就是研究,“是”就是规律性。《中庸》里说“天命之谓性,率性之谓道,修道之谓教”。通俗地理解,天命就是客观存在的事物,率性就是遵循客观规律,修道就是把客观规律教给大家。道理都是一样的,我把它总结成三句话:在科研实践中找到规律形成研发流程和技术标准,在管理实践中找到规律形成管理制度,在市场实践中找到规律形成商业模式。所以,龙芯的商业模式不是Wintel模式也不是AA模式,我们是像Intel那样卖芯片,像Google那样提供基础版操作系统给合作伙伴,这是在实践中探索形成的。制度要滞后于实践,要保持制度的生命力。当一个事情还没有看清楚、没有把握的时候,千万不要搞制度。什么时候搞制度呢?比如说有一件事情,先后有多个人来问怎么办,这个问题在实践中反复出现了,而且解决方法都差不多,那就可以写个制度给大家,以后都别来问了,就按制度办。
我以前给大家出过一道题:电脑是做芯片的赚钱,手机是做整机的赚钱,这背后的基本规律是什么?我在前面给了大家一个比较表面的答案,说是“解决方案为王”。大家回去以后可以讨论一下,人工智能领域是做什么赚钱?如果找到了背后的规律,答案就很清楚。就能知道为什么现在我们国家的人工智能上市企业都是亏损的。要从业务逻辑本身,而不是资本逻辑去思考公司的发展。你只要把握住规律,干什么事情都会很轻松的。
四是在实践中检验和发展真理。在实践中检验和发展真理,就要坚持和运用“持续改进、螺旋上升”的方法。就是把前面三条连贯起来反复用。
在龙芯20年的实践中,我们用实事求是的方法逐步形成了对CPU性能、操作系统、指令系统等的认识并不断提高。下面,我分别给大家讲一讲。
在实践中提高对CPU性能的认识。我们从2001年开始研制龙芯CPU,在计算所完成了近十年的技术积累。2002年研制成功龙芯1号后,2003年研制成功龙芯2B,2004年研制成功龙芯2C,2006年研制成功龙芯2E,平均每14个月性能提高3倍,其中龙芯2E的性能是龙芯1号的25倍左右,达到了Intel奔腾III的水平。2007年研制成功的龙芯2F是龙芯第一款真正的CPU产品,2009年9月28号研制成功的3A1000是第一款四核CPU。
2010年龙芯团队转型市场化运作公司,在市场应用中试错。总体上可以分三个阶段:第一阶段从2011年到2015年,在嵌入式设备中试点应用,到2015年每年销售CPU达到几万片;第二阶段从2016年到2019年,在电子政务领域试点应用,到2019年每年销售CPU达到几十万片;第三阶段从2020年到2022年,在电子政务领域推广,在关键行业应用试点,2020年起每年销售CPU达到上百万片。在多轮“试错”中我们的技术平台和产业链不断完善。一是性能不断提高,逼近市场主流CPU的水平;二是软件生态不断完善,从必然王国走向自由王国;三是形成了包括上千家企业的产业链,一个自主可控的信息产业生态正在形成。我希望经过三轮政策性市场试错,到“十四五”后半期龙芯可以走向开放市场,我们不能总是依赖政策性市场。
2010年前后我经常到国际会议上报告龙芯的研发情况,很多美国媒体对龙芯一直比较关注,其中有一个叫《MIT Review》的作了连续报道,说中国有个龙芯CPU性能逼近Intel了。国内媒体有很多转载,很多领导包括国家部委、科学院的领导看到后,有的直接给我写邮件,有的给李国杰所长写贺信,说美国人自己说的,龙芯快赶上Intel了。李老师看了后很高兴,把贺信转给我,我也很高兴。比如Intel做4核的时候,我们做了8核,Intel当时向量是128位,我们做了256位,3B1500就是这样的,多核浮点峰值性能不比Intel的差。但到2012年真正在办公试点用的时候,才发现我们的CPU打开Office、浏览器的时候就是慢,根本原因是此性能非彼性能,我们所谓的性能是多核浮点峰值性能,但通用处理性能不行。经过认真分析,我们找到了差距。一是我们的通用处理性能不行,而不是专用处理性能不行。衡量通用处理性能的测试程序是SPEC CPU,而不是高性能机用的Linpack。二是我们的单核性能不足,而不是核数不够多。2005年之后市场主流产品是多核,但多核的前提是得先把单核做好。Intel做多核的时候,他的单核性能相当于大学毕业了,多核可以达到“人多力量大”的效果;而我们那时候的单核性能也就相当于小学生水平,多核只能是“人多饭量大”。三是我们的设计能力不行,而不是工艺不行。当时我们的3A1000主频是1GHz,但是把当时Intel 的CPU主频也降到1GHz,同样主频下我们实测性能只有Intel的1/5,而工艺差不了这么多,即使是65nm到7nm主频最多相差1倍。我们做3B1500的时候由于认识不足,耽误了两、三年时间,假设我们当时认识到这个问题的话,现在CPU性能就可能往前提3年,3A5000在2018或2019年就出来了,就没有引进X86、ARM技术什么事了。
看到了差距和问题,2013年我们痛定思痛,开始转折,着力练好内功,通过设计优化提高单核通用处理性能,“十三五”期间我们的单核性能提高了10倍。2020~2021年市场上的Intel的I3、I5处理器的SPEC CPU2006跑分大概是30~40分,我们现在已经达到26分了,正在研发的3A6000使用与3A5000相同工艺,将达到35分,而当时八核3B1500的单核性能仅有2~3分。我们通过不断努力,终于完成了通用处理性能“补课”。下一步我们将把性价比作为主要目标。3A6000及其配套芯片在性能提高百分之四、五十的同时,成本降低百分之二、三十,性价比接近提高一倍,在开放市场就有一定竞争力了。
在实践中提高对操作系统的认识。形成基础版操作系统是我们的第一个认识。2010年我们市场化转型时没想做操作系统,是被应用倒逼着做起来的。我们做CPU,相当于是Intel,那与龙芯配套的“微软”在哪里?我们不得不基于开源社区维护与龙芯CPU配套的基础版操作系统。事实上,操作系统有两种模式,一种是微软的Windows模式,统信、麒麟就是Windows模式;一种是安卓模式,谷歌提供开源操作系统安卓,下游的手机整机企业如华为、小米等基于安卓做自己的产品操作系统。龙芯也像谷歌一样提供一个与龙芯CPU配套的基础版操作系统,支撑下游的操作系统、整机或系统企业形成产品操作系统。
我们需要通过基础版操作系统对包括内核、编译器、虚拟机、浏览器、图形系统等核心模块进行开发和验证。X86和ARM平台的这些核心模块都是Intel或ARM公司开发的,而当时龙芯采用的MIPS架构上很多软件都没有。我们被应用倒逼着,从最初的浏览器、Java虚拟机、图形系统、Flash播放,到后来的KVM虚拟机、.NET、UEFI、ACPI等等,每个模块的研发都耗时大半年或者1~2年,就这样一个个搞定了。在这个过程中我不断地问,与X86的Linux比,我们还缺什么?前一阵子系统研发部报告说我们已经建成了LoongArch的基础软件体系,不缺了。龙芯做了几十个操作系统核心模块,刚开始是被逼出来的,现在成了我们的独特优势。例如,龙芯的浏览器可以做到IE兼容,成为龙芯平台的“一招鲜”。Linux平台的浏览器中只有龙芯浏览器可以上网银,X86和ARM的浏览器都不行。还有.NET虚拟机,ARM的.NET不如龙芯的好,也没有技术服务,在.NET的应用上龙芯比ARM有优势。很多BS架构,在Linux平台上,B就是Chromium浏览器,S就是Java虚拟机;在Windows平台上,B就是IE浏览器,S就是.NET虚拟机,只有龙芯两个都有。这样的例子还很多。
对操作系统的第二个认识,就是统一系统架构,实现操作系统与硬件的兼容性。2012~2013年的时候“核高基”有十几个应用试点,每次开会都会提到一个词叫组合爆炸,说的是如果有5款整机用龙芯CPU,适配3款操作系统和3款数据库,总共就有45个版本。但我们想一想,Windows就一个版本不管谁的整机都能装,十年前的Windows今天的整机上还能装,一台PC那么多接口插上什么都能认。后来我们提出统一系统架构,实现龙芯操作系统跨主板的整机兼容和CPU代际兼容。涉及指令、固件、整机、内核、CPU等等一整套规范体系。现在不管是谁的整机,不管是谁的操作系统,在龙芯平台上装上就能跑,操作系统跟硬件结合部的规范我们已经做完了。
对操作系统的第三个认识,就是要形成既兼容又自主的编程框架。首先克服Linux系统版本间不兼容的问题。由于Linux本身的开放性,同一应用在不同版本的Linux上不兼容。所以我们做个了兼容包,在龙芯平台上,不管Linux版本怎么演变,都能保证应用兼容,而且没有性能损失,存储容量开销也很小。统信的应用可以在麒麟上跑,反之亦然。做完这个还不够,我们要形成自主编程语言和编程框架。现在自主信息化领域有个重要任务是迁移适配,因为应用是在Windows等别人的平台上写出来的,但要在自己的平台上跑。未来在龙芯平台上有自己的编程语言和编程框架,实现在龙芯平台上写应用、跑应用,不用迁移适配。自主操作系统的一个本质特征就是有自己的编程语言和编程框架。现在的统信、麒麟操作系统都不是自主操作系统,而是开源操作系统的自主发行版。虽然安卓也来自于Linux,但因为它有自己的编程语言和编程框架,不用跟着Linux升级,它就是一个新的操作系统。我们现在也开始做了。
在实践中提高对指令系统的认识。2008年我们提出要建自己的信息技术体系,当时我认为基于X86和ARM不可能建自主体系,但是幻想基于比较开放的MIPS和RISC-V是有可能的。但到后来尤其是2018~2019年,我们体会到了,即使MIPS这样的小公司,也不愿意我们超过他,当我们的CPU性能比他高、可以主导软件生态的时候,就开始折腾我们了。我终于搞明白一个道理,就是“丫鬟拿了一辈子钥匙还是个丫鬟”。大家看过《红楼梦》吧?平儿是多好的一个人,但由于她是个丫鬟,王熙凤就可以随时拿她撒气。另外,我们还碰到一种情况,就是有些人到处造谣,说龙芯是MIPS架构,我是X86架构或者ARM架构,你看X86、ARM都是主流的,MIPS都快死了,所以龙芯也不行。多么可悲啊!我们中国人做CPU,还要比谁的美国主子发展得好。我们应该克服这种奴才心态。
我们在国外指令系统上做跟班可以,想超过他们是不行的。国内凡是做X86的,没有人想过要超过Intel,国内凡是做ARM的,也没人想过要超过ARM和高通。龙芯虽然小一点,但我们要实现“三足鼎立”。就像中国人可以用英文写文章,但不可能用英文发展民族文化,同样,我们可以用国外的指令系统做产品,但不可能基于国外指令系统做出自己的生态体系。基于国外指令系统的信息产业不可能支撑起中华民族的伟大复兴!所以,我们要坚定不移地做自主指令系统,哪怕暂时丢点市场,哪怕要忍受一段时间销售收入的下降。
做指令系统难的是软件生态,在实践中我们总结出来需要“2+3+3+2”共10个方面的本领。第一个“2”是BIOS和内核。两个“3”分别是三大编译器GCC、LLVM、GoLong和三大虚拟机Java、JavaScript、.NET。有了上述8项技术,就可以编译出完整的Linux系统。最后一个“2”是两大二进制翻译器。这10项技术龙芯都掌握了。
我们的目标是基于龙芯的基础软硬件发展自己的应用,但作为过渡手段,还要通过二进制翻译技术兼容部分X86和ARM的应用。基本思路是,不跑Windows但跑Windows的应用,不跑安卓但跑安卓的应用,虽然麻烦一点,但效率高。技术路线已经打通,剩下的是工程投入问题。我们从2020年开始做,现在有点成果了。在研发过程中我们又发现,在X86兼容方面有“三件套”非常重要:一个是Windows打印机驱动,一个是IE兼容的浏览器,再一个是.NET。这“三件套”我们做得很好,形成了龙芯的独特优势,很好地满足市场的迫切需求。
总体上看,前20年我们解决了CPU性能问题以及操作系统跟CPU结合部的问题,下一步要把工作重心转到操作系统跟应用的结合部上。我们的最终目标是形成一个龙芯应用框架,简称LAF,它由5部分组成,分别是LBF、LCF、LDF、LATX、LATA。LBF即龙芯应用基础框架,就是传统的Linux那些东西,我们已经完成了。LCF即龙芯应用兼容框架,我们基本上完成了。LDF即龙芯应用开发框架,就是我们自己的编程语言和编程框架,最终实现大家在龙芯平台上写应用,消除无休止的应用迁移适配。这是我们下一阶段的目标,现在已经开始预研。LATX是龙芯X86架构翻译系统;LATA是龙芯ARM架构翻译系统;这两个翻译系统是在龙芯应用不够丰富的阶段采取的辅助性手段,现在重点先做X86的。整个龙芯应用框架争取在“十四五”期间基本完成。就像手机APP都有苹果版和安卓版,未来电脑应用除了有Windows版,还有龙芯版。
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