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胡伟武为中国人造中国芯 [复制链接]

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承担了研发CPU的课题之后,胡伟武几乎把所有时间都交给了实验室。

写代码写到深夜,就去空无一人的走廊尽头泡方便面充饥;调试程序至清晨,能看到阳光斜斜地照射进来;衣服全部黏在身上,蚊子在一旁嗡嗡乱飞,就知道最闷热的夏天到了;也有时无风无雨,在寂静黑暗的走廊里,胡伟武想起自己快要成了旅馆的家。

年8月10日清晨6时8分,中国科学院计算技术研究所北楼的一间实验室里,在胡伟武的主持下,安装了“龙芯1号”CPU的计算机正常启动工作。“龙芯1号”是我国首枚拥有自主知识产权的通用高性能微处理芯片,终结了中国人只能依靠进口CPU制造计算机的历史。

而后,胡伟武继续主持研制了龙芯1号、2号、3号三个系列处理器和龙芯桥片系列,并创立龙芯中科技术股份有限公司,担任董事长。年6月,龙芯中科在上交所科创板上市。

如今的胡伟武已年过半百,他将科研交给了团队的伙伴们,自己主要承担公司的管理职能。头发已然接近全白的他,依然一副儒雅样貌。和年轻时一样,胡伟武还戴着一副眼镜,穿着和往常一样的衬衫,步履匆匆地走在路上。

他有时会想起童年。每当提起“梦想”一词,画报和电影里那些穿着白大褂的科研人员、拿着图纸的工程师,总会浮现在他脑海里。如今,他觉得,自己不仅实现了儿时的梦想,而且还走得更远。

胡伟武在办公室。新京报记者吴瑜摄

“第一名”

关于读书时代,胡伟武想不到自己遇到过什么困难。

年,胡伟武出生于浙江永康的一个小乡村。父亲是乡村语文教师,总在家里鼓励他看书写字。那个年代资源匮乏,没有什么课外书可以看,他就去背成语词典。有一年大年初一,亲戚朋友来家里拜年,一群人围坐着热闹聊天,胡伟武便拿着成语词典出了门,冒着大雪到山上去看。

没有课外辅导书,他就看父亲的教师培训书籍和应用题集。小学三年级的暑假,他把两本应用题集全部做了一遍。成绩果然回报了他,在中小学阶段,胡伟武的成绩从来都是第一名。由于父亲工作调动,胡伟武也跟着转了不少学校。但是每到一个新学校,那里的第一名就成了他。“那时候年轻气盛。”胡伟武说,如果哪次考试成绩没有把第二名甩开很多分,他心里都会不舒服。

“梦想”是每个孩子逃不开的作文话题。胡伟武坦言,小时候的他,对梦想没有太大的概念,他只是明确地知道,父母常鼓励他,别继续走老路当农民,但对于自己究竟要做什么,他还没有太多想法。每当提起这个词,胡伟武总会想起画报和电影里那些穿着白大褂的人,他们拿着图纸,也不知道是工程师还是科学家。

到了高中,胡伟武投身题海,把所有时间都放到了学习上。到了后期,买来的新资料里,已经没有他没做过的题了。年,胡伟武考出了永康市理科第一的成绩,在浙江省排第29名。

本着对数学和物理的兴趣,胡伟武很坚定,打算就填报这两个专业。可是父亲认为这两个专业不好找工作。胡伟武的哥哥已经读完了大学一年级,他的意见是,现在计算机领域很热门,而这是一个和数学、物理都有关系的专业。

最终,胡伟武填报了中国科学技术大学计算机专业,并被录取。就这样,从未见识过什么叫计算机的他,和计算机结了缘。

年9月30日,胡伟武在公司展厅向记者介绍公司产品。新京报记者吴瑜摄

接过接力棒

读了大学,胡伟武也没有丝毫松懈。

当时计算机专业刚设置不久,还是个新兴学科。“有点像现在的人工智能,很交叉的一个学科,什么知识都涵盖一些。”胡伟武很快提起兴趣,开始在实验室里学着造打印机、运算机,不同老师教了不同部件的制造方法。不上课时,他就待在图书馆,有时去看场电影,事后都会想办法把这两个小时补回来。

年,胡伟武免试进入中科院计算所攻读博士学位,师从著名计算机系统结构专家夏培肃院士。在夏培肃院士的言传身教下,胡伟武体会到了中国计算机发展的不易。

如今回望,他将中国计算机事业发展分为三代。第一代计算机人在改革开放前完全自主地造计算机,但是没有市场化,由国家下任务,给相关单位研制计算机使用。第二代中国计算机人的阶段,则是完全市场化,但丧失了自主性,到了上个世纪八十年代,中关村一条街出现,国外批量工业化的产品进入中国市场,中国计算机从CPU和操作系统两大核心技术领域退出了。

此时的中国计算机事业,总是受制于人。

20世纪90年代,《瓦森纳协定》对包括计算机在内的中国尖端科技实施全面封锁。“我们国家那时候进口美国的高性能计算机,用于天气预报、石油勘探,有时候还需要通过元首外交才能解决。”胡伟武说,由于进口时承诺过不能用于军事目的,机房外面需要盖一个玻璃墙。玻璃里面,中国科学家上机操作,而玻璃外面,美国派来的专家盯紧他们的一举一动。

即便如此,国内对于买CPU还是造CPU,仍然没有达成共识。有人认为“造不如买”,也有人认为中国造不出芯片。

但不少中国科研人员已经意识到,应该自主研发CPU。年4月,夏培肃联合金怡濂院士、周毓麟院士召开香山科学会议,研讨我国高性能计算机怎么发展,这次会议便讨论了CPU的自主研发。年,时任中科院计算所所长的李国杰也开始呼吁,在“十五”期间做中国自主的CPU。

已经博士毕业,留校当研究员的胡伟武,就是在这样的时机接过接力棒的。

由于博士论文入选“首届全国百篇优秀博士学位论文”,胡伟武有机会出国做科研,或者在外企谋得一份高薪工作。然而在导师夏培肃的劝说下,最终他决定留在中科院计算所,拿着元一个月的工资,如夏老师所说,“为国家做贡献。”

年10月,胡伟武回到母校中国科学技术大学。望着眼前的芯片、电阻、电烙铁,他想起了自己当年动手造机器的日子。恰逢中科院计算所正在筹备CPU设计项目,胡伟武便萌生了这一想法,一回去就主动请缨。

在李国杰的坚持下,CPU设计最终是作为计算所的内部项目先开展起来的。这是胡伟武在计算所的十来年里,第一次体验不用立项申请就直接开始做一个课题。年5月,在中科院计算所知识创新工程的支持下,龙芯课题组正式成立。

时年33岁的胡伟武,承担了研发CPU的课题,并获得万的资金支持。十来个人,一间五六十平方米的实验室,第三代计算机人就此接过接力棒,开始了在市场化条件下实现自主性的尝试与探索。

胡伟武在接受采访。新京报记者吴瑜摄

实验室的日与夜

年5月,胡伟武开始全力投入做CPU设计。在那个挂着“人生能有几回搏”的牌子下方,胡伟武和团队成员们夜以继日地工作着。

由于时间紧张,在确定流水线结构时,团队来不及看论文,也来不及做实验,胡伟武和伙伴们靠着过去的知识积累,摸着石头过河。每次出了错,就得从头再来,几乎所有人,都把时间交给了实验室。

胡伟武强硬地规定,每天晚上和周六都算工作时间,周日才算加班日,只有加班会另行通知。他和大家一块儿熬夜通宵,夜深人静时,在空荡的走廊尽头吃泡面充饥,等到天亮了,看着太阳斜斜地照射进来。

调试阶段是一个比较大的挑战。每次遇到问题,都需要再次对应用程序、操作系统或处理器进行分析。一个小错误,就需要花费大量的时间。他曾多次把已经回家的团队成员喊来实验室,有时甚至是晚上十二点多,胡伟武也无奈,“他们的老婆肯定骂死我了。”

最后一次验证处理器功能正确性时,他们使用FPGA验证系统运行LINUX操作系统,发现了一个很小的错误。但光是修改设计形成新的FPGA烧制文件,就需要至少8个小时。

“只有一天工作24小时,才能保证一天有几次修改设计的机会。”熬通宵成了常态,好几个早晨,胡伟武在六七点钟打开实验室的门,发现伙伴们又没回家,就靠在椅子上睡觉,手里还扶着鼠标。他有些心疼,但又急于了解进度,只能把他们叫醒,讨论了头天晚上的进展后,几个人继续埋头苦干。

后半夜的走廊,总是更空、更长、更静。有一次回家路上,胡伟武突然怀念起以前正常上下班的日子,坐班车回家后帮妻子做饭,饭后躺在躺椅上,边看新闻联播,边看老婆哄孩子吃饭。他有大把时间给女儿讲故事,教她背三字经,周日还能去爬香山。而现在,家好像只是一个旅馆。

女儿长期见不到胡伟武,每当他问女儿想要什么奖励,女儿都会说,就要爸爸在家里陪我。胡伟武听了很难过,从年开始,连续五年的时间里,龙芯全组只休过四次假,两个春节、一个五一假和一个十一假。年春节前夕,胡伟武打电话回家解释,由于任务很紧,春节回不了家,电话那头,母亲跟父亲说,“叫他能回家还是争取回来,在一起过不了几个年了。”

可CPU的事业还是要继续做下去,这是一项与国家有关的大事业,家人还是体谅了胡伟武。照顾不过来家庭时,胡伟武的妻子辞了职,专门在家照看孩子。女儿也渐渐理解了父亲,有一次胡伟武遇到困难,在家闷闷不乐,女儿跑过来安慰道:“爸爸,你做CPU做不过外国人没有关系,我长大后接着做。”

他总是把忧愁放在心里。有时候凌晨三四点钟惊醒后,就再也睡不着了。尤其是等待工厂加工芯片的过程中,胡伟武变得有些精神紧张,他总会在噩梦中惊醒,突然想起一个设计上可能存在的疏忽,躺在床上总也想不明白,就一直想到天亮,到单位就从机器中翻出相关部分来看,才发现是虚惊一场。这样的经历,至少有十次以上。

只有后续加入了龙芯团队的科学家黄令仪知道,胡伟武承受的压力与挑战非常多。结果没出来之前,胡伟武一直心惊肉跳地度日,除了做噩梦,有时还会流泪。有一次,她以为胡伟武已经受不了了,然而第二天却见他依然乐观开朗地指挥工作。

好在计算所也给了特别多帮助,让项目得以加速进行。CPU设计项目设立之后,作为项目负责人的胡伟武,却从来没写过项目相关的材料。项目申请书、每月课题进展及支出情况表等,全由时任系统结构室主任唐志敏完成。那时,他是胡伟武的领导。这让胡伟武能把90%以上的时间用在编程和逻辑设计上。

通宵加班多了,胡伟武和团队成员在桌子上铺了铺盖,搭了几张简陋的床。计算所知道后,立刻找人腾出一间房,放了六张床,还在一旁准备了饼干、方便面等食品。

无论是需要接00瓦的专线,还是急需的老显卡,又或者是组里需要添置的新微机,同事们都会立刻帮忙想办法办到。

调试主板时,由于办公场地紧张,团队只能临时找地方,结果经常把主板烧坏。万般无奈下,胡伟武去计算所找到分管领导,希望借一间房子。回来不到半小时,同事就打来电话说,一楼有一间原来放档案的房间腾出来了。次日,沿墙一圈的地线已经接上。

就是在这间房间里,“龙芯1号”CPU最终调试成功。年8月10日清晨6时8分,“login:”的字样出现在用“龙芯1号”作CPU的计算机屏幕上。这个提示符意味着,安装了“龙芯1号”CPU的计算机成功启动工作。

蚊子成群的中科院计算所北楼房间里,传出一阵欢呼,胡伟武迫不及待地打开文本编辑工具vi,编辑了龙芯1号产生的第一个文件,“Thoughthisisonlyalittlestepofalongmarch,itindicatesthegloriousfutureofourownCPU.”(虽然这只是万里长征的一小步,但它预示着我们自己的CPU会有美好的未来。)

这款芯片采用了0.18微米工艺,包含近万个晶体管,主频最高可达MHz。虽然性能上仍与市场主流产品存在较大差距,但中国人只能依靠进口CPU制造计算机的历史终结了。

乐观的掌舵人

这一成果激励了很多人。

年,龙芯1号被两院院士评为当年的中国十大科技进展。实际上,自龙芯1号发布后,胡伟武就开始收到越来越多的信件,其中有一份电子邮件是这样说的,“我是一位退休工人,退休金不高,你们都很忙,我不想打搅你们的工作,请把你的通信地址告诉我,我给你寄0元。”

龙芯课题组也为之振奋,胡伟武和团队继续乐观地前行。他没有忘记一直在背后支持着的家属,年加入团队的李晓钰记得,除了家属答谢会,胡伟武还安排统计团队成员家属的生日。在他们的生日当天,把鲜花和巧克力送到家属所在的公司去。

不久后,“汉芯造假事件”引发大量

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