作 者：江上酒
来 源：正和岛（ID：zhenghedao）
2022年1月13日，龙芯中科在线上召开了一场生态创新大会，会议围绕的主题，就是龙芯中科2021年最新的研发成果——LoongArch。
作为国内首个具有完整自主知识产权的芯片架构，去年7月份，龙芯中科推出了首款基于LoongArch的芯片——龙芯3A5000。
这款芯片一经问世，便得到了多方关注，在经过从官方到民间的层层测评后，最后得出了统一结论：
历经20年沉淀后，这款基于国产架构的自主研发芯片，终于追赶上了时代的步伐。
在这场会议上，倪光南表示：
“LoongArch自主指令系统(龙芯架构)的发布，是中国信息产业的一个重要成果，有望在未来成为国家网信事业的坚强底座。”
去年12月份，龙芯中科正式进军科创板，而1月13号的这场生态创新大会以及同期发布的龙芯生态白皮书，也是一次大动作。
从对生态打造的重视上，我们不难看出龙芯中科的野心，如果龙芯中科能够成功上市，那么龙芯中科将成为冲击科创板的第一支国产自主CPU的股票，踏出国产芯片行业历史性的一步。
毕竟在芯片架构上死磕了将近20年，龙芯中科的身上，已经承载了太多中国人期盼。
十年蛰伏，厚积薄发
对于中国的高科技技术产品，中国人民大学的教授翟东升作过这样一个比喻：就像是一朵花，插在了别人的花瓶里。
中国自遭遇美国打压以来，中国的芯片行业，一直面临着进退维谷的境地。
面对美国的持续打压，去年10月份，在党的十九届五中全会上，明确提出：坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位，并把科技自立自强作为国家发展的战略支撑点。
毋庸置疑，在日益严峻的国际形势下，未来中国的芯片发展道路将遭遇越来越多的挑战，靠科技“硬实力”来打破芯片行业的垄断，已经成为了中国芯片产业唯一的出路。
龙芯中科董事长胡伟武在此次生态创新大会上说：
“过去的几十年里，中国信息产业的底座都在硅谷，受制于两个底座，分别是intel+微软，以及ARM+安卓，中国整个信息产业都在这两个底座上展开，但现在开始，我们要换底座了。”
中国要换的这个底座，就是LoongArch。
作为芯片生产链条中最基础的一环，芯片架构的商业授权掌握在美国人手中，从整个产业格局来看，风险都是极大的。
这就像是被人拿捏住了命门，一旦商业授权中断，中国芯片将满盘皆输。
1986年，北京中关村的柳传志做了一个重要决定：中断与IBM的合作，带领联想走上自主研发的路线。
也正是在这一年，经国务院反复商讨研究后，批准了一份文件，名字叫作：《高技术研究发展计划纲要》。
由这份文件延伸出来的，就是大名鼎鼎的“863计划”。
计划颁布后，国内学术界针对“是否要自主研发芯片”的问题，产生了很大分歧。
一方认为，既然决心要搞芯片，那就要全套搞，从设计、研发，再到后期的生产，打造一套完整的芯片生态。
另一方则认为，中国的芯片领域起步太晚，盲目地追赶不现实，不如先利用美国现有的技术发展，生态可以慢慢打造。
经过一番激烈的辩论后，科学家们的态度最终达成一致：采用后者的观点。
理由也很简单：那时候的中国，实在是太穷了，难以负担高昂的研发费用，在现实情况的倒逼下，只能选择妥协。
但暂时的妥协，并不代表放弃，所有人都在等，等到一个合适的时机，厚积薄发。
这么一等，就是十几年。
楼要盖漂亮，地基要打好
2021年7月，龙芯中科发布了最新的3A5000系列芯片，主频为2.3GHz-2.5GHz，4核心设计，采用了12nm工艺。
客观来讲，跟Intel、IBM这些大公司来比，龙芯3A5000的数据还远不够看，不过值得欣慰的是，3A5000的性能已经逐渐逼近了市场主流，运算能力可与6年前Intel的i5系列相媲美。
为了实现这个目标，龙芯中科走了足足20年。
2001年，在中科院计算所的知识创新工程下，龙芯课题组正式成立，仅一年时间，“龙芯一号”诞生。
伴随着“龙芯一号”的诞生，中国芯片行业重新吹响了进攻的号角，同一时期，上海高性能集成电路设计中心的“申威”，以及国防科技大学的“飞腾”纷纷起步，国产芯片第一次迎来欣欣向荣的局面。
怀揣着全行业的期望，龙芯课题组不负众望，在2004年推出了“龙芯二号”，当时的性能已经可以追平Intel在1999年发布的奔腾三，国产芯片与国际芯片的差距，正在以肉眼可见的速度接近。
可国产芯片的短板，也开始逐渐暴露出来。
就像胡伟武说的那样：生产工艺是一条腿，指令系统是另外一条腿。制作的工艺虽然提上来了，但芯片产业的根基，也就是最基本的芯片架构、芯片IP、CPU指令集等，依旧受限于硅谷的几个大公司。
这就好比，虽然你学会了一道菜，虽然味道做得越来越好，但这菜的菜谱，终归是人家的。
这个打造“菜谱”的重担，自然而然地落在了龙芯中科的肩上，从那以后，龙芯中科开始了十几年的漫漫“长征路”。
而LoongArch架构的推出，就是龙芯中科对这十几年沉淀最好的回答。
在LoongArch推出前，国产CPU企业多数依赖于国外的架构，如海思和飞腾采用的是ARM授权，海光和兆芯则采用X86授权，中科院也购买过MIPS的授权。
但随着技术的更新迭代，老旧的指令集在不断的叠加中变得臃肿，开始无法满足市场的需求，而且在别人的“地基”上盖房子，就算盖的再漂亮，也都是空中楼阁。
相对于市面上主流的X86与ARM架构，其实LoongArch最大的优势并不在于性能。
LoongArch诞生的最大意义，在于商业版权的独立。
早在龙芯3A5000推出之前，LoongArch指令系统便已经通过了国内权威第三方机构中国电子信息产业发展研究院的知识产权评估。
在评估当中，基本认定了LoongArch指令系统符合原创标准，区别于市场上流行的ALPHA、ARM、MIPS、POWER、RISC-V、X86，是一套全新指令系统设计。
LoongArch 能够通过“查重”意味着什么？这意味着从今往后，中国真正拥有了属于自己的芯片架构，距离甩开那只“卡脖子”的手又近了一步。
除此以外，长期坚持自主研发CPU核，也是龙芯中科的特色之一，在新版招股书中，龙芯中科还透露了龙芯自主研发了GPU核、内存控制器和PHY等上百种IP。
设计一颗高复杂度的CPU芯片是十分复杂的，其内部由很多IP组成，包括CPU、GPU、内存控制器、IO接口控制器、高速SRAM、高速接口、锁相环等核心IP。
而GPU和内存接口这种IP核，对集成电路从业者来说更是门槛极高的领域，没有5-10年经验的的积累，基本上是做不出来的。
受商业授权限制，国内的芯片设计企业每年都要花高价购买GPU核和内存接口、IP核等架构的授权，单次使用的报价，基本上都要百万美元起。
在这点上，龙芯中科的战略和决策，无疑是极具前瞻性和战略性的。
十几年前，当所有的芯片企业都在致力于打造芯片的制造工艺时，只有龙芯中科坚守本心，坚持在芯片架构领域深耕，就像胡伟武说的那样：
“构建自主信息技术体系和产业生态的道路是一条不容易走的路，但走通以后，前途一片光明。”
龙芯中科也用行动证明了，他们不仅有这个实力，而且真的把这件事给做成了。
展望未来，巨龙腾飞
可就像任正非说的那样：华为之所以能活下来，靠的不是荣誉感，而是危机感。
在高端技术领域，龙芯中科虽然开辟了一条新的道路，但与机遇并存的，还有无穷无尽的挑战。
提到龙芯中科的战略规划，以及中国芯片产业的未来时，胡伟武说：
“什么叫解决方案？像电脑和手机这两个做成大的生态体系，就是大解决方案，所以我们一定要构建自己的生态体系，否则产业始终掌握在人家手里。”
向前沿技术看齐的同时，该如何基于LoongArch架构打造全新的行业生态，成为了龙芯中科面临的首要问题。
LoongArch最大的优势，就是在整个设计生产的流程当中，最大程度上实现了“国产化”，芯片中的所有功能模块，全是由龙芯中科自主设计的。
包括CPU核心、片内互联总线、DDR4内存控制器，以及各种IO接口模块等的所有源代码，除了流片厂家提供的基本设计环境，龙芯3A5000几乎没有使用任何第三方技术。
在工艺制程的选择上，龙芯中科一直显得比较保守，在2021年最新推出的3A5000处理器，使用的是12/14nm工艺节点。
而之前的3A4000，则是采用了28nm的成熟工艺，目前还没有看到7nm的工艺节点产品。
与国际上的尖端技术水平相对比，龙芯中科确实有一定的差距，但就中国芯片行业的现状而言，其实龙芯中科的“深思熟虑”，不一定是件坏事。
就国内市场而言，目前14nm-28nm工艺可满足我国大多数信息应用场景需求。
作为国内自主研发的芯片架构，LoongArch所提供的安全性，能够极大满足国家职能部门的保密性需求。
同理，由于LoongArch对数据安全的保障，准确切入商业痛点，在银行、通讯行业等领域成功实现了商业化，与中国移动、民生银行等公司建立了紧密的合作关系。
截止到目前，中国已有近百家厂商推出了数百款基于LoongArch的生态产品，如龙芯桌面、服务器、网安、密码等。
自2020年起，龙芯中科牵头成立了“龙芯生态适配服务产业联盟”，吸引了70多家适配中心和相关机构的加入，形成了遍布全国的适配服务联动体系。
在后续的发展中，龙芯中科会致力于在国际社区创立LoongArch分支，同时组建LoongArch联盟，逐步向公众免费开放LoongArch指令集。
除此以外，龙芯中科还打算部分处理器的IP核实现代码也全部开放，以最大的开放程度来打造LoongArch生态联盟，吸引志同道合的伙伴加入，共同打造基于LoongArch的自主生态。
“科技自立自强”是国家十四五规划的重要战略，通过技术的不断攻关以及生态的打造，我国CPU产业的独立、自主是完全可以实现的。
在正和岛的专访中，胡伟武还提到，虽然龙芯5000系列已经有了里程碑的飞跃，但龙芯中科不会因此停下脚步，6000系列将在今年或明年推出，在新系列中，龙芯中科将尝试引入国际前沿的7纳米工艺。
“当我们把引进的性能全面干掉的时候，就没有人再用intel了。”
作为行业的先驱者与领军人物，龙芯中科未来的路途任重而道远，期待未来的龙芯中科可以早日为我们带来全新自主的国产CPU生态领域。
同时也期待“龙芯”系列可以早日投入商用市场，实现国产芯片行业的完整闭环。
未来时间还长，让我们拭目以待！
