龍芯3B為何遭遇挫折？

龍芯3B的研發(fā)得到“核高基”重大專項的支持，是在龍芯團隊轉(zhuǎn)型成立公司（龍芯中科技術(shù)有限公司）以及有關(guān)部門大力展開自主基礎(chǔ)軟硬件應(yīng)用試點的背景下展開研制的。2010年把龍芯課題組轉(zhuǎn)型成立公司是下了很大決心的，當時已認識到不能腳踩兩只船，辦企業(yè)和做研究不一樣，即使嘔心瀝血，也是九死一生，因此一定要專心，要求絕大多數(shù)技術(shù)骨干都從計算所辭職。

龍芯公司的成立得到很多領(lǐng)導(dǎo)專家的支持。龍芯3B的研發(fā)工作在2008年底龍芯3A交付流片后開始全面展開。首款龍芯3B1000繼續(xù)基于65nm工藝，目標主頻800MHz～1GHz，八核結(jié)構(gòu)，每個核包含兩個256位向量部件，峰值浮點性能達到128GFLOPS，這在當時處于世界領(lǐng)先行列。龍芯3B1000于2010年6月20日左右流片，2010年11月底回來第一批芯片。但第一批芯片回來測試并不順利，連操作系統(tǒng)都啟動不了。很快就找到了原因：由于芯片可測性設(shè)計部分的邏輯設(shè)計錯誤，在功能模式下誤把內(nèi)存引腳置為測試狀態(tài)，導(dǎo)致芯片訪問不了內(nèi)存，通過FIB（用離子束改變硅片上的連線）修復(fù)后功能正常。

這是一個重大的打擊，龍芯歷史上從來沒有犯過這樣簡單的錯誤，而且在同一時期流片的龍芯1A、龍芯2I等芯片也出現(xiàn)了由于簡單工作失誤引起的錯誤。究其原因，是龍芯團隊在2010年初從課題組管理機制轉(zhuǎn)向公司管理機制的過程中，原來“作坊式”的設(shè)計流程被打破了，“工業(yè)化”的設(shè)計流程沒有建立起來。在課題組階段，我作為課題組長，每顆芯片從結(jié)構(gòu)設(shè)計、邏輯設(shè)計、功能驗證、可測性設(shè)計、定制設(shè)計、物理設(shè)計各個環(huán)節(jié)從頭盯到尾，及時協(xié)調(diào)各組的配合，關(guān)注每一個細節(jié)，因此沒有出現(xiàn)管理上的錯誤。而在3B1000的研制過程中，龍芯課題組轉(zhuǎn)型成立了龍芯公司，我的主要精力轉(zhuǎn)向公司，芯片研發(fā)的總協(xié)調(diào)人缺位，導(dǎo)致頻頻失誤。痛定思痛，從此我著手芯片研制的質(zhì)量體系建設(shè)，建立了“五步法”（立項、方案、簽核、測試、結(jié)項）研制過程，并詳細規(guī)定了每個階段的研發(fā)和審核內(nèi)容。在此后龍芯公司進行的幾十次流片中，沒有出現(xiàn)過嚴重的質(zhì)量問題，而且比我作為課題組長天天盯著效率高很多。

龍芯3B的研制過程真是一波三折。出現(xiàn)過龍芯從課題組向公司轉(zhuǎn)型過程中的管理問題，生產(chǎn)廠家引起的問題，多核互相訪問引起的死鎖問題，處理器核Cache一致性引起的問題。在解決了一個個問題后總算取得了成功。

但龍芯3B的主要問題不在研制過程中，而是剛開始定方向就出了很大偏差。主要問題在于雖然龍芯團隊從課題組轉(zhuǎn)型成為了公司，但龍芯3B的研發(fā)還保持著學(xué)院派導(dǎo)向，過度追求多核以及浮點峰值性能的單一指標，通用處理性能不足，滿足不了在“十一五”期間展開的自主CPU應(yīng)用和試點對性能的要求。

龍芯3B在學(xué)術(shù)上是成功的，3B1500峰值浮點運算速度達到160GFLOPS，現(xiàn)在拿出來也不丟人，當時在國際上算高的。但3B1500的通用處理能力比3A1000提高得不多，通過每個處理器核增加128KB的私有二級Cache以及主頻及內(nèi)存頻率的提高，3B1500的單核通用處理性能比3A1000提高了30%～50%，但與國外主流產(chǎn)品的性能差距還很大。

“十一五”期間，多核CPU成為國際學(xué)術(shù)界的熱點研究方向。因此，學(xué)院派思想主導(dǎo)的國內(nèi)CPU在“十一五”期間都放松了單核性能的提高，而是轉(zhuǎn)做多核，而且核數(shù)做得比國外還多。2006年研制成功的龍芯2E的通用處理性能與市場上主流X86處理器差一到兩倍，但龍芯CPU的單核性能從2006年的龍芯2E到2013年的龍芯3B1500只提高了50%左右；而在此期間市場主流X86處理器的單核通用處理性能提高了5倍以上。也就是說，“十一五”期間我國CPU通用處理性能被國外大幅度拉開了距離，從相差一到兩倍到相差一個數(shù)量級。

技術(shù)上的差距體現(xiàn)在市場上就是不好用�！笆�一五”期間，國家有關(guān)部門在涉及國家安全的領(lǐng)域開始了自主CPU應(yīng)用試點，大量的應(yīng)用往基于自主CPU和操作系統(tǒng)的計算機上移植。在2011—2013年的3年中，以嵌入式計算機為代表的裝備類應(yīng)用取得了不少成功；而以通用PC和服務(wù)器為代表的信息化類應(yīng)用雖然通過基礎(chǔ)軟硬件的磨合優(yōu)化取得了較大進展，但由于自主CPU的性能基礎(chǔ)與國外產(chǎn)品有數(shù)量級差距，在很多應(yīng)用中遭遇性能瓶頸。

由于自主CPU的通用處理性能不夠，2013年起，“核高基”基本上放棄了CPU自主研發(fā)路線，轉(zhuǎn)而支持引進國外CPU技術(shù)的路線。以IBM、AMD、威盛、ARM為代表的國外/境外CPU乘虛而入，紛紛尋求與國內(nèi)企業(yè)合資或開放技術(shù)授權(quán)的方式，把原來的產(chǎn)品搖身一變成為自主CPU（操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫也有類似情況）。這使得主要靠國家支持進行研發(fā)的龍芯CPU陷入了巨大困境。

雖然當時對“核高基”支持引進CPU不滿，但究其原因，還是我們自己在“十一五”“核高基”支持的龍芯3B上沒有擺脫學(xué)院派的慣性，走了彎路，滿足不了當時迫切的自主信息化市場需求。