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自主CPU的困境與必然——CCF2020年會(huì)胡偉武報(bào)告有感

2020-08-14 11:00 作者:冰封之龍  | 我要投稿



說(shuō)在前頭,這是本人“感言”而不是“技術(shù)評(píng)價(jià)”。本人不是微電子技術(shù)專業(yè)人才,只是從國(guó)家戰(zhàn)略層面和作為一個(gè)2000年就接觸電腦的老IT迷角度講講自己的感受。為表嚴(yán)肅,本篇全文以文字表達(dá),不列插圖。


胡偉武先生的報(bào)告題為《指令系統(tǒng)的自主和兼容》,其中開(kāi)篇就提到了一個(gè)重要的國(guó)家戰(zhàn)略:

構(gòu)建獨(dú)立于WNTEL和AA聯(lián)盟的安全可控的信息技術(shù)體系和產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

這句話背后隱藏的戰(zhàn)略深意是意味深長(zhǎng)的。眾所周知,隨著搭載INTEL的8088芯片和MS DOS1.0的IBM PC的誕生,世界從工業(yè)時(shí)代正式開(kāi)始轉(zhuǎn)向信息時(shí)代。在1990年代,信息技術(shù)的積累帶來(lái)了第三次工業(yè)革命——信息技術(shù)革命,它不僅開(kāi)創(chuàng)了現(xiàn)在最熱門(mén)的家用電腦、電子娛樂(lè)、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、移動(dòng)可穿戴設(shè)備和AI技術(shù)的巨大市場(chǎng),還在世界經(jīng)濟(jì)格局上打通了全球的產(chǎn)業(yè)鏈,加速經(jīng)濟(jì)全球化和政治全球化的構(gòu)建,在軍事上也為機(jī)械化插上了信息化的翅膀,讓武器的作戰(zhàn)性能成倍提高,利用率大幅加強(qiáng)。因此,我們可以明確的說(shuō),在第三次信息技術(shù)革命這個(gè)時(shí)間點(diǎn),誰(shuí)抓住了“信息技術(shù)引領(lǐng)者”的牛鼻子,就寓意著掌握住了未來(lái)國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)的龍頭和基礎(chǔ)。我們常說(shuō)的WINTEL和AA,正是從信息技術(shù)的根基——計(jì)算機(jī)芯片微結(jié)構(gòu)和基本軟件(BIOS,編譯器,OS和設(shè)備驅(qū)動(dòng))牢牢地控制住了“河源”,從此為他們帶來(lái)了持久而巨大的經(jīng)濟(jì)利益。同時(shí),這些企業(yè)無(wú)一例外是美國(guó)企業(yè),因此他們的成功,也讓美國(guó)坐穩(wěn)了第三次工業(yè)革命的龍頭老大地位。所以,中國(guó)要想成為能和美國(guó)抗衡的新興大國(guó),就意味著自己必須在第三次工業(yè)革命中居于優(yōu)勢(shì)地位,從而能夠擁有持久的競(jìng)爭(zhēng)力。

但是,從頭設(shè)計(jì)一款計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和生態(tài)談何容易!當(dāng)今計(jì)算機(jī)的基本理論起源于二戰(zhàn)前的“圖靈機(jī)”設(shè)想,已經(jīng)有著接近80年的歷史;75年前,5000支真空管的艾尼阿克計(jì)算機(jī),掀開(kāi)了現(xiàn)代二進(jìn)制計(jì)算機(jī)的篇章。70年前,貝爾實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)出了晶體管;65年前,IBM發(fā)明了硬盤(pán)技術(shù);55年前,IBM拿出自己五年的營(yíng)業(yè)收入——50億美金——相當(dāng)于10艘企業(yè)號(hào)航母的造價(jià)或阿波羅計(jì)劃的四分之一——開(kāi)發(fā)了世界上首個(gè)可以商業(yè)推廣的指令集兼容的大型計(jì)算機(jī)SYSTEM 360。這種造價(jià)高達(dá)250萬(wàn)美元的計(jì)算機(jī)——相當(dāng)于一整架F-4鬼怪戰(zhàn)斗機(jī)價(jià)格,但就算如此昂貴,也不能降低人們的熱情——從1965年投放市場(chǎng)就創(chuàng)造了月銷千臺(tái)的可怕業(yè)績(jī)!從此,美國(guó)開(kāi)始進(jìn)入了數(shù)字時(shí)代,SYSTEM360先是成為了阿波羅計(jì)劃的主控計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)庫(kù)中心,又成為了全美航空公司銷售數(shù)據(jù)中心,并使得沃爾瑪從1976得以建設(shè)極為成功的“零庫(kù)存管理制度”(起源于豐田,由沃爾瑪發(fā)揚(yáng)光大,并成為世界前五的巨型集團(tuán))。在此基礎(chǔ)上,美國(guó)北美防空司令部建立了全美防空控制系統(tǒng),其控制內(nèi)網(wǎng)就是當(dāng)代互聯(lián)網(wǎng)前身。后來(lái),就是IBM,英特爾,微軟,蘋(píng)果的個(gè)人電腦和如今的時(shí)代了。我們使用的BASIC語(yǔ)言,C語(yǔ)言,UNIX系統(tǒng),基本上都能追溯到1960-1970那個(gè)輝煌的時(shí)代。而我們中國(guó),由于技術(shù)的斷檔和“拿來(lái)主義”的影響,2006年才開(kāi)始推進(jìn)“核高基計(jì)劃”,顯然是不可能在短暫的時(shí)間內(nèi)重演這個(gè)過(guò)程的。這就意味著,我國(guó)必須在短時(shí)間內(nèi),找到一條自己的出路。為了降低初始工作量,我們中國(guó)一開(kāi)始由技術(shù)較為開(kāi)放的MIPS入手,開(kāi)發(fā)了龍芯1號(hào)。但是不巧的是,MIPS到達(dá)我國(guó)已經(jīng)是2001年,而微軟早在1999年就不再為它開(kāi)發(fā)WINDOWS系統(tǒng),這使得龍芯一經(jīng)誕生就缺乏生態(tài)。


中國(guó)自主系統(tǒng)起步就已經(jīng)步履維艱,更要命的是,美國(guó)從一開(kāi)始就沒(méi)想讓中國(guó)的自主IT產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng)。為了摧毀中國(guó)獨(dú)立的IT產(chǎn)業(yè)鏈,美國(guó)在2001-2010年間進(jìn)行了10年的信息技術(shù)傾銷,不但以低價(jià)出口中國(guó)電腦零配件(不過(guò)也帶來(lái)了中國(guó)兼容機(jī)的黃金時(shí)代),同時(shí)在某種程度上縱容盜版,以至于到了2010年中國(guó)信息技術(shù)經(jīng)濟(jì)和互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)成熟的時(shí)候,我們?cè)缫蚜?xí)慣使用WINDOWS系統(tǒng)和X86架構(gòu)的計(jì)算機(jī),使用的是盜版的PS、OFFICE而不是國(guó)產(chǎn)的WPS,連這篇文章都是在WIN7系統(tǒng)下寫(xiě)出來(lái)的。因此,在2010年以后,中國(guó)從美國(guó)進(jìn)口最多的商品就成了計(jì)算機(jī)芯片,每年需要向美國(guó)花費(fèi)幾千億購(gòu)買微芯片,超過(guò)中國(guó)購(gòu)買美國(guó)客機(jī)的數(shù)量。而在美國(guó)“潛移默化”(和平Y(jié)B)中國(guó)人之后,美國(guó)終于在2010年之后露出獠牙,先是利用各種法律手段威逼進(jìn)行國(guó)際化的中國(guó)企業(yè)必須換裝美國(guó)正版系統(tǒng)(如我之前待過(guò)的國(guó)有某大型基建集團(tuán)就被迫高價(jià)賣入AUTO CAD軟件,10萬(wàn)一臺(tái)電腦),之后又連續(xù)拿起201,301調(diào)查等大棒威逼中國(guó)政府停止扶持國(guó)內(nèi)品牌。同時(shí),2013年曝光的“棱鏡門(mén)”,和之后英特爾被曝光的“幽靈”和“熔斷”核心代碼漏洞,也讓我們警醒美國(guó)在信息技術(shù)底層的優(yōu)勢(shì)是多么威脅國(guó)內(nèi)信息安全。在這個(gè)背景下,中國(guó)開(kāi)始重提“自主信息系統(tǒng)”。


一開(kāi)始,頂層決策者只提到了“構(gòu)建安全可控的信息技術(shù)體系”,因?yàn)槟菚r(shí)候我國(guó)還只是認(rèn)為中美對(duì)抗只會(huì)停留在美國(guó)對(duì)中國(guó)政府和軍方的信息系統(tǒng)威脅上,因此構(gòu)建一個(gè)軍隊(duì)和政府機(jī)構(gòu)內(nèi)部的安全系統(tǒng)就足夠了;但是隨著特朗普上臺(tái),美國(guó)的制裁愈演愈烈,尤其是2018年美國(guó)撕毀貿(mào)易合作條約,對(duì)中國(guó)高端技術(shù)直截了當(dāng)開(kāi)始制裁,讓中國(guó)人真正覺(jué)醒——美國(guó)一開(kāi)始就是準(zhǔn)備要了中國(guó)人的命。這一切不僅僅是收割中國(guó)巨大的使用美制計(jì)算機(jī)的市場(chǎng),更是要從政治、軍事上全面削弱甚至摧毀中國(guó)的信息經(jīng)濟(jì)體系,從而將中國(guó)“野心”完全消滅,把中國(guó)削弱回改革開(kāi)放之前那個(gè)缺衣少食的時(shí)代。因此,由于美國(guó)的狼子野心昭然若揭,中國(guó)科技時(shí)報(bào)一連發(fā)表了數(shù)十篇《中國(guó)科技之痛》,其中很多篇章都和信息技術(shù)有關(guān)。因此,中國(guó)開(kāi)始加快國(guó)產(chǎn)替代的進(jìn)程,也開(kāi)始構(gòu)建自己的生態(tài),以對(duì)抗美國(guó)WINTEL和AA聯(lián)盟的生態(tài)擠壓。但就算此時(shí),國(guó)內(nèi)的目標(biāo)也仍然是建立在開(kāi)源平臺(tái)和授權(quán)平臺(tái)下構(gòu)建自主的芯片和軟件體系,如ARM平臺(tái)下的鯤鵬、飛騰,X86授權(quán)的兆芯,MIPS授權(quán)的龍芯等等。

但美國(guó)并未停歇,到了2020年更是變本加厲,他們開(kāi)始直接利用美國(guó)總統(tǒng)令來(lái)迫使美國(guó)(及其控制的國(guó)家)企業(yè)停止和中國(guó)華為、Tik Tok的合作,禁止他們使用“任何含有美國(guó)技術(shù)”的生產(chǎn)線生產(chǎn)(如光刻機(jī)),想要徹底扼殺中國(guó)頂尖企業(yè)。同時(shí),隨著美國(guó)大選臨近,特朗普孤注一擲,對(duì)中國(guó)不斷展開(kāi)軍事威脅,甚至動(dòng)用臺(tái)灣牌這張中美關(guān)系的底牌,在這個(gè)沖擊下,中美關(guān)系急轉(zhuǎn)直下,原本不會(huì)被認(rèn)為是可能性的“中美直接軍事沖突”,也已經(jīng)在中美的軍事政治評(píng)論員嘴里成為了大家擔(dān)心的元素。一旦中美擦槍走火(或者美國(guó)蓄意制造)進(jìn)入武力沖突時(shí),中美的信息技術(shù)合作必然中斷,這種后果不僅是華為的芯片生產(chǎn)、操作系統(tǒng)都遭受了強(qiáng)烈的打擊,同時(shí)連帶國(guó)內(nèi)其他使用美國(guó)企業(yè)控制的X86、ARM、MIPS、RISC-V等架構(gòu)的芯片企業(yè),甚至高度依賴GitHub 的國(guó)內(nèi)開(kāi)源軟件(GitHub因美國(guó)對(duì)伊朗禁令封殺了2位伊朗工程師的賬號(hào)),也都有了極大的安全風(fēng)險(xiǎn)。因此在這個(gè)背景下,中國(guó)再一次升級(jí)了這個(gè)戰(zhàn)略——構(gòu)建獨(dú)立于WNTEL和AA聯(lián)盟的安全可控的信息技術(shù)體系和產(chǎn)業(yè)生態(tài)。說(shuō)到底,這已經(jīng)是做好了中美全面交惡,中國(guó)一切美國(guó)信息技術(shù)都被封殺的情況下,維持國(guó)內(nèi)龐大的信息系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的最壞準(zhǔn)備了。胡偉武這篇文章的“倉(cāng)促”(很多二進(jìn)制翻譯的效率分析和上機(jī)測(cè)試結(jié)果都不全),和幾天前中國(guó)提出的“集成電路成為一級(jí)學(xué)科”,都體現(xiàn)出中國(guó)信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)在中美關(guān)系急劇惡化的現(xiàn)在的急迫性。

所以,胡偉武提出的“LoongArch” 創(chuàng)新架構(gòu),就不能以“脫離MIPS生態(tài)是否還有前途”、“和ARM,X86的國(guó)內(nèi)其他廠商有無(wú)競(jìng)爭(zhēng)力”的傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)思維去思考,而是得建立在中美一旦爆發(fā)戰(zhàn)爭(zhēng),國(guó)內(nèi)是否能夠在數(shù)年乃至數(shù)十年的中美敵對(duì)環(huán)境下,獨(dú)立完成信息技術(shù)的自我迭代和性能提升的環(huán)境之上。因此,“LoongArch”所采用的“全新底層指令集”和“二進(jìn)制翻譯以全盤(pán)兼容ARM,MIPS,X86”這些在經(jīng)濟(jì)學(xué)上都不能成立的設(shè)計(jì),其真正的目的是在中美戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā),中美全部信息技術(shù)交流中斷的環(huán)境下,維持國(guó)內(nèi)已經(jīng)形成國(guó)民習(xí)慣的X86,ARM,LINUX應(yīng)用體驗(yàn)的信息設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)和更新。整個(gè)全新指令集計(jì)劃有著明確的政令導(dǎo)向性和國(guó)際環(huán)境的危急性,而非傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)創(chuàng)收方向。


中國(guó)的信息技術(shù)環(huán)境魚(yú)龍混雜,各種情報(bào)充斥,很多人一眼難以判斷對(duì)錯(cuò)是非,美國(guó)長(zhǎng)達(dá)20多年的和平Y(jié)B計(jì)劃對(duì)中國(guó)的信息技術(shù)應(yīng)用習(xí)慣的塑造也導(dǎo)致很多國(guó)人接受不了某日突然所有的美國(guó)技術(shù)設(shè)備都無(wú)法使用的結(jié)局。但是,中美文化、國(guó)體的差異,決定中美并不會(huì)是簡(jiǎn)單的美蘇意識(shí)形態(tài)之爭(zhēng),而是很有可能進(jìn)化到“文明之爭(zhēng)”的水平。在這樣的背景下,無(wú)論多么困難,中國(guó)也必須要做好和美國(guó)直接沖突,斷絕海外經(jīng)濟(jì)利益和科技流入的一切準(zhǔn)備。只有自己強(qiáng)大到美國(guó)帝國(guó)主義分子不敢于冒險(xiǎn),中美的文化、科技、經(jīng)濟(jì)和文明交流才會(huì)步入平穩(wěn)而對(duì)等的未來(lái)。


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