芯硬件 2小时前
真自主架构的龙芯CPU 25岁了!5次生死危机 5次起死回生
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2001 年 8 月 19 日,一个不起眼的日子。

清晨的北京,在一片风雨交加、电闪雷鸣中,龙芯 1 号 FPGA 原型验证系统成功启动了 Linux 操作系统!

当 "login:" 的提示符出现在屏幕上时,中科院计算所北楼 309 房间内一片欢呼。

大家还给这个处理器取了一个很有传统特色的小名叫 "狗剩",希望名字贱一点容易养大,而音译成英文就是Godson

此时距离胡伟武 2000 年 10 月回到母校中国科学技术大学招生、萌发做 CPU 的想法,刚刚过去了 10 个月,所以龙芯是真正的 " 十月怀胎 "。

在那之后,8 月 19 日就被定为龙芯的生日。

如今,龙芯度过了它的第 25 个生日,龙芯中科特意举办庆祝大会,龙芯中科董事长胡伟武也发表讲话,回顾了龙芯一路走来的筚路蓝缕,尤其讲述了几次危机与转折。

胡伟武开篇就颇为自豪地表示,25 年来,龙芯确立了构建独立于 x86 体系和 ARM 体系的新型信息技术体系的目标,坚持将自主进行到底,不依赖任何境外技术授权和供应链,系统掌握了指令系统、通用 CPU、通用 GPU、操作系统等关键核心技术。

龙芯基于自主指令系统龙架构,建成了独立的 Linux 基础软件体系,并在自主化应用实践中不断完善应用软件生态,系统解决了 Linux 桌面的外设兼容问题、Windows 浏览器兼容问题,初步建立起自研通用 GPU 完整的图形和算力软件栈。

在安全应用、电子政务、能源、交通、制造、教育等领域,龙芯 CPU 都得到了大量应用,并稳步走向开放市场和海外市场。

基于自研 IP 和自主工艺,龙芯 CPU 的性能达到了市场主流产品水平。

已经交付流片、即将发布的新一代龙芯 3B6600,更是可以用 1xnm 工艺,达到 Intel/AMD 7nm 或更先进工艺产品的性能!

胡伟武回忆,他做 CPU 的萌芽,源自 1998 年 4 月由其导师夏培肃老师联合金怡濂老师、周毓麟老师发起的第 94 次香山科学会议,30 多名专家学者与会探讨我国高性能计算机的发展。

那时,我国的高性能计算机相比美国有很大差距,有时通过元首外交,美国总统特批卖给我国用于天气预报、石油勘探等民用领域的高性能计算机。

机房里还需要修一堵 " 玻璃墙 ",美国商务部可以派人在墙外监督,确保相关的高性能计算机不用于军事目的。

当时,金怡濂院士有一句话深深地嵌在胡伟武德脑中:" 我看 CPU 无论如何得做一下,哪怕做个 586 也得试试看。"

要知道,1998 年的时候 Intel 公司已经推出了奔腾 3,586 与之相比还差了两代。

龙芯课题组成员:第一排右起为张志敏、唐志敏、胡伟武

" 求实、求实、求实、创新 "

办公室当卧室,在艰苦的条件中研制龙芯

2002 年春节加班

为纪念夏培肃院士从教 50 周年,第一款龙芯 1 号处理器被命名为 " 夏 50"(XIA50)

但是,龙芯 CPU 做出来了,之后的发展绝非一帆风顺,龙芯路上经历了多次生死危机,又一次次起死回生。

一、" 十五 " 期间:从零起步,将自主 CPU 推上国家战略

危机:

龙芯诞生之后,面临着全行业乃至全社会的信任与共识危机。

2001 年,中科院计算所以 100 万元自有经费,启动了国产自主 CPU 的前瞻研发,但是学术界普遍不认可中国能自主做通用 CPU。

最糟糕的是,2006 年的 " 汉芯造假 " 事件发酵,导致自主 CPU 研发遭遇全方位的舆论信任崩塌,百度搜索 " 龙芯 " 第一条关联词就是 " 龙芯造假 ",甚至时至今日龙芯、兆芯等的话题下经常都会有网友不屑地直言不过又一个 " 汉芯 "。

同期,龙芯 2C 因为性能指标没有合同要求,未能通过 863 项目验收,国家层面是否继续支持自主 CPU 充满了不确定性。

转折:

龙芯团队承接了 863 计划 " 背水一战 " 的非共识项目,以每周工作时间都在 100 小时以上、几乎全年无休的投入,用不到一年时间研制了龙芯 2E。

2006 年 9 月,龙芯 2E 达成了 1GHz 主频、SPEC CPU2000 定浮点分值均 503 分的目标,成为科技部部长首次亲自参加验收的 863 项目。

这次成功直接坚定了国家发展自主通用 CPU 的决心,推动后续 " 核高基 " 重大专项落地,带动国防科大等单位加入自主 CPU 研发阵营,完成了龙芯从 0 到 1 的历史性突破。

时任科技部部长徐冠华接受采访时说:" 这将对于我们国家提高我们信息产业的核心竞争力,保证我们国家的经济安全、保证我们国家的国防安全,将起到重要作用。"

龙芯 2E

二、" 十一五 " 期间:走出实验室,启动产业化转型

龙芯 CPU 研制成功后,面临落地难的考验,主管部门因为性能与成熟度差距拒绝应用,公众更是质疑龙芯在市场上 " 只闻其声不见其物 "," 只有样品没有产品 "。

就连早期合资的神州龙芯,也因为技术链与产业链衔接不畅,研发与资本市场脱节,产业化迟迟打不开局面。

为了探索产业化,龙芯同时走了三条路:

一是与意法半导体开展技术授权合作,首次系统学习芯片产品化流程,完成从 " 流片成功 " 到 " 合格产品 " 的认知升级;

二是落地常熟产业化基地,成立龙梦公司,亲自做电脑整机,磨合出 ODM 代工体系,支撑江苏 15 万套中小学电脑试点;

三是从边缘场景切入安全应用领域,逐步拿到装备立项订单。

2010 年,龙芯团队整体脱离中科院事业编制,完成 2 亿元融资,成立产业化公司,正式从科研团队转向市场主体。

2006 年 10 月,中法两国签署了意法半导体与龙芯处理器的战略合作协议

三、" 十二五 " 期间:肃清 " 学院派 " 流毒,靠市场活下来

龙芯发展早期,走了一条失败的 " 学院派 " 路线,盲目追多核心、重指标而轻市场,导致龙芯 3B1000/3B1500 的单核性能与主流差距拉大到 5-10 倍,失去了实用价值。

恰在此时,国家项目 " 断奶 ",江苏省试点结束,龙芯在 2013 年同时失去了经费与政策订单,资金链濒临断裂,行业甚至普遍判断 " 没有国家支持,龙芯必死 "。

龙芯启动了 2013-2015 三年研发转型,核心就是放弃堆核路线,死磕单核性能,先后推出龙芯 3A2000、3A3000、3A4000 三代产品。

同时,面向市场推出龙芯 2K1000 等高性价比的 SoC,建立符合工业要求的质量体系与归零服务体系。

2015 年,龙芯中科收入突破 1 亿,并实现了盈亏平衡,同年鼎晖投资在资金枯竭节点进场,将龙芯从死亡边缘拉回。

这次转折让龙芯彻底摆脱了对国家经费的依赖,种下市场化基因。

龙芯 3B1500 处理器

2016 年 10 月,以长征胜利 80 周年命名为 CZ80 的龙芯 3A3000 处理器研制成功

龙芯 3A3000 笔记本

四、" 十三五 " 期间:放弃 MIPS,推出自主龙架构

龙芯 CPU 发展之初,长期依赖 MIPS 指令集系统,但是在 2018-2019 年,MIPS 终止开源,并且将中国区业务转手交给上海芯联芯,对方以授权为由索要巨额费用。

同期,信创市场兴起,基于 x86、ARM 授权的国产 CPU 快速起量,龙芯的劣势被进一步放大。

2019 年 9 月,龙芯下定决心放弃 MIPS,自研龙架构(LoongArch),只用一年多时间就完成了指令集设计、芯片流片与系统适配。

2020 年,龙芯 3A5000 流片成功,回片即可运行原生的龙架构系统。

此后,龙芯赢得了与 MIPS 相关的全部侵权诉讼,彻底扫清了法律风险,再无后顾之忧。

2025 年,Debian 系统官方正式支持龙架构,标志着龙架构开始成为与 x86、ARM 并列的主流基础架构,中国第三套自主 IT 体系的技术底座终于建成。

龙架构指令集、LA464 内核的龙芯 3A5000

五、" 十四五 " 期间:从自主导向转向性价比导向

2022-2024 年,党政信创与安全应用两大政策性市场降温,龙芯中科的收入从 2021 年的 12 亿元,下滑至 2024 年的 5 亿元,暴露了产品竞争力不足、过度依赖政策市场的短板。

为此,龙芯再次启动 2022-2024 三年市场化转型,推出龙芯 3A6000、3C6000 系列、2K3000 新一代 " 三剑客 " 产品,性能达到市场主流水平,性价比提升 3 倍以上,并通过二进制翻译,解决了 x86/Windows 应用兼容难题。

2025 年,龙芯中科收入 6.35 亿元,比 2024 年的 5.04 亿元增长 26%;毛利润 2.99 亿元,同比增长 91%,毛利率从 31% 提升至 47%,进入新一轮增长周期。

当前,龙芯发展的主要矛盾已经开始从产品研发端转向市场销售端,2025-2027 年是又一个三年市场转型期,核心方向是从政策性市场走向开放市场,聚焦存储服务器、嵌入式工控、云终端等优势赛道,全力冲击开放市场与海外市场。

胡伟武表示,过去 25 年,龙芯每次面临危机都能转危为机,多次置之死地而后生,促成龙芯凤凰涅槃般的转型,因为在前进的道路上,坚持了三点:

一是从国家和人民利益的角度考虑龙芯的发展,站在对国家和人民有利而不是对龙芯自己有利的角度做出关键选择。

二是碰到问题不埋怨、不抱怨,主要查找自身原因。

三是在实践中不断总结经验教训,采取灵活机动的战略战术,在产业化中学习产业化。

经过 25 年的努力,大家不再怀疑龙芯是假的,也不再怀疑龙芯没有用。龙芯是给国家 " 保底 " 的 CPU,这一点已经得到公众、领导、产业链伙伴的充分认可。

但是,对于龙芯构建第三套信息技术体系和产业生态的目标,信的人不多,怀疑的是多数。这是一条不容易走通的道路,但走通后前途最光明,对国家和人民的好处最大

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