日前，龙芯在国家会议中心举办龙芯中科2019产品发布暨用户大会。这次大会最大的亮点就是龙芯发布了3A4000处理器。3A4000与3A3000一样，都采用28nm工艺，虽然工艺相同，但在性能上实现了性能翻倍。相对于那些在性能提升上高度依赖台积电先进工艺和国外技术支持的CPU，龙芯完全依靠自身的设计能力实现CPU性能翻倍，这在国内是极其罕见的，充分证明了自主研发后劲，展现出龙芯厚积薄发的功力。
龙芯28nm CPU超越16nm ARM CPU
芯片的性能主要在芯片的设计和芯片的制造，就设计这一块，主要靠IC设计公司，就制造这一块，则主要仰仗台积电这类晶圆厂。诚然，部分设计工作和制造结合的很紧密，如果磨合的好的话可以威力倍增，比如英特尔用45nm工艺就可以把CPU主频做到2.5G以上，而国内ARM阵营IC设计公司把CPU做到2.5G以上则需要台积电7/10/12/16nm工艺配合。
因此，如果一家公司采用落后工艺，CPU性能反而超越了采用先进工艺的CPU，那么，这足以说明这家采用落后工艺的CPU公司，其具备比较强的CPU设计能力。就这一点来说，龙芯与国内ARM阵营的友商就形成了这种对比。
以某ARM CPU来说，其IPC在过去5年里提升相对有限，堪称英特尔挤牙膏：
2014—2015年的某款CPU(28nm)单核性能为11左右(@2G)，换算一下5.5/G;
之后的一款多核服务器CPU(28nm)的单核性能为12.4(@2G)，换算一下6.2/G;
之后把工艺换成了16nm，出了一款多核服务器CPU，单核性能为13(@2.4G)，换算一下5.4/G;
最近出了一款四核桌面芯片，2.6G主频下定点16.5，换算一下是6.3/G。如果主频满血到3.0Ghz，那么定点应该在19分左右。
另一家ARM CPU，其采用16nm工艺的时候，一款是买A57做SoC设计，还有一款是买A72做SoC设计。即便是A72那一款，单核定点成绩也在17至18左右。
相比之下，采用28nm工艺的龙芯3A4000，单核定点18+(@1.8G)，2G主频下可以达到20+。
之所以在主频落后的情况下，龙芯还能在性能上反超，根源就是龙芯在微结构设计水平上具有较强的能力。CPU的性能，不能只看工艺和主频，微结构设计水平也非常关键，当年英特尔P4处理器主频高达3G，但性能就是不行，并荣获“高频低能”的“美誉”。这两款ARM CPU性能略逊色于龙芯3A4000，主要就是其微结构逊色于龙芯设计的GS464V，因而导致其主频更高，但芯片性能略逊一筹。
龙芯延用28nm根源是囊中羞涩和发展规划
不知为何，一些媒体因为龙芯采用28nm工艺就鄙夷龙芯技术不行，然而，这种观点是值得商榷的，上28nm工艺还是7nm工艺，技术方面的因素偏少，钱方面的因素偏多，一些公司财大气粗，或者获得国家资源倾斜较多，自然有钱用台积电先进工艺。而龙芯在体量上无法与大公司相比，在获得国家扶持方面也非常有限，在十二五之后，核高基等顶层设计重点扶持技术引进的X86和ARM CPU，以兆芯、华为为代表，技术引进企业获得了鼎力扶持。
由于国家断奶，龙芯只能在市场上摸爬滚打，依靠自己赚取的利润和投资人的注资过日子。直到2015年，终于实现自收自支，自负盈亏。在有国家队背景的几家CPU公司中，拿不到政策资金补助，反而只能去拿横琴利禾博股权投资基金、鼎晖投资、中海投资、北工投资等单位的风投，国内唯独龙芯一家。
正是因为在资金上不宽裕，因而每一笔钱必须省着花，自然要精打细算，选择最具性价比的工艺。
另外，选择28nm工艺与龙芯的发展规划也有很大关系，按照龙芯的规划，是一代提升工艺，一代提升CPU核，龙芯3A2000、3A4000都是提升CPU核，3A3000和3A5000是提升制造工艺，选择28nm这样比较成熟的工艺，有助于降低CPU核升级中不确定因素带来的风险，一旦发现问题，改进设计缺陷后重新流片的成本也低。在GS464V经过3A4000验证后，就可以直接升级工艺流片，这样就能降低3A5000研制的风险，提升3A5000的研发进度。某种程度上，3A4000其实是3A5000的垫脚石，为3A5000的研制做验证。
展望龙芯3A5000
在龙芯3A4000的CPU核经过实践验证后，龙芯3A5000流片也水到渠成。此前，采用12/16nm的龙芯3A5000的测试片已经完成流片，这足以说明采用先进工艺流片对龙芯而言没有什么技术障碍，完全只是钱的问题，在当年开始研发3A4000的时候，龙芯财力有限，而且12/16nm工艺流片成本很贵。随着12/16nm工艺流片费用下降，以及龙芯这几年营收的增长，龙芯也有能力采用12/16nm工艺流片。参考龙芯3A2000到龙芯3A3000工艺升级的进度，龙芯3A5000的进度也会比较快。根据现场发布的PPT，龙芯3A5000将在2020年中流片，最迟年底前就会有成品。
必须说明的是，3A4000的工艺是28nm，潜力很大，换12/16nm工艺提升主频就能把单核性能提升到25分——龙芯3A5000对内核小改后，换12/16nm工艺，性能有望达到25至27分，龙芯PPT里30分的规划偏乐观。
另外，PPT上还有一个点值得关注，那就是龙芯7A2000桥片，龙芯7A1000桥片只是解决有无问题，一些接口都显得比较有历史的厚重感，而7A2000桥片则进行了升级，并搭配龙芯3A/B5000于2020年下半年问世。
从龙芯的发展历程看，可以很清晰的看出一条CPU迭代演进和IPC提升的轨迹。龙芯选择一代提升微结构，一代提升工艺，2012年以前的龙芯3A1000和龙芯3B1500，其IPC为3/G左右(定点)，2015年的3A2000是微结构升级，IPC为6.5/G，2016—2017年3A3000是小改微结构后升级工艺，IPC为7+/G，2019年的3A4000是微结构升级，IPC则达到了10+/G。
这种一步一个脚印的发展轨迹，是国内那些宣称自主研发的ARM CPU所不具备的。那些技术引进的ARM CPU，第一款产品往往是横空出世，之后IPC多年提升有限，这种现象与其宣称是完全自主研发、自主可控是存在一定出入的。一些ARM CPU采用先进工艺后，在性能上反而被龙芯用老旧工艺反超，足以说明自主研发虽然道路更加坎坷，但发展后劲更足。
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这颗靠毛泽东思想哺育的芯片，承受了太多不公与误解
文 / 子午，转自“中流微刊”
7月12日，@中科院之声 微博账号发布配图内容：“中国科学院大学李树深校长给2019级本科新生的信中，嵌入了一枚‘龙芯三号’实物芯片。”
不成想却引来某些网友“龙芯又出来骗取国家经费”的指责。@中科院之声 随即霸气回应：
龙芯虽然是中科院计算机所的亲儿子，但在山头林立的中科院，龙芯都算是很受待见。这次中国科学院大学的录取通知书放了龙芯的实体芯片，中科院的公众号又主动为龙芯辟谣，也算是难得的支持了。与大多数网友想象截然不同的是，龙芯在成长过程中并没有享受到所谓的“举国之力”“花了国家很多钱”的支持。
替“骗子”背锅的龙芯
对于龙芯背锅对象——上海交通大学微电子学院院长陈进负责的团队推出的“汉芯一号”。“汉芯一号”不过是陈从美国一家公司买回的芯片，雇人将芯片表面的原有标志用砂纸磨掉，然后加上“汉芯”标志“研制”而成借助“汉芯一号”，陈进又申请了数十个科研项目，骗取了高达上亿元的科研基金。
汉芯造假事件，百度百科是这样介绍的，“汉芯1号”正式发布于2003年2月26日。当天的盛大场面：上海市政府新闻办公室亲自主持，信产部科技司司长、上海市副市长、上海科委、教委负责人悉数到场。在发布会上，由邹士昌、许居衍等知名院士和“863计划”集成电路专项小组负责人严晓浪组成的鉴定专家组作出了一致评定：上海“汉芯1号”及其相关设计和应用开发平台，达到了国际先进水平，是中国芯片发展史上一个重要的里程碑。
2006年1月17日，一篇举报贴文在清华大学水木清华BBS上，公开指责上海交通大学微电子学院院长陈进教授发明的“汉芯一号”造假。1月28日，科技部、教育部和上海市政府成立专家调查组并开始工作，一个个事实渐次浮出水面。一个月后的2月18日，该事件的调查组得出结论：“汉芯一号”造假基本属实。5月12日，上海交通大学向有关媒体通报表示，陈进被撤销各项职务和学术头衔，并被追讨各项费用。值得注意的是，即使骗取了如此数额的科研经费，上海交大仍未提及事件责任人有没有受到法律追究。
汉芯造假事件损害了国家公信力，却连累了龙芯。一些人有意或无意地把汉芯做的事情张冠李戴到龙芯身上，让龙芯为汉芯背了十多年的锅。
2016年初，《财经国家周刊》发表了一篇题为《龙芯之痛：国产芯片陷烧钱怪圈》的报道，介绍了因为胡伟武“要政策”言论重入大众视野的龙芯。这篇报道历数2013 年“棱镜门”事件后，国家为取得核心软硬件的自主可控而上马的“长电科技并购星科金朋、通富微电收购AMD封测厂、中芯国际增资扩股”等10多个“烧钱”项目，并含沙射影的表示对这些项目的否定。这篇报道所描述的问题基本属实，但这个标题却很容易让标题党将“烧钱”的帽子甩给龙芯。
然而，真实的状况却与网友的臆测截然相反。
不受“待见”的龙芯
上海交大的汉芯造假事件十年后，同样是在上海，2013年4月，上海市国资委下属的上海联投和台湾VIA成立合资企业兆芯。上海联投注资12亿元人民币，还承接了核高基1号专项，获得了不少于70亿的项目经费。中国桌面芯片长期被Intel、AMD垄断，通过与台湾VIA合资，兆芯拿到了VIA的X86芯片架构。上海市政府扶持兆芯的初衷是和Intel、AMD在民用市场竞争，但因为VIA的X86授权来自于Intel，兆芯根本无法绕开X86专利进入民用市场。
相对于背景强硬、牛气哄哄的兆芯，2001年成立之时只有十几人团队、一间50-60平米的实验室的龙芯，就显得寒酸至极了。
7月16日，博主铁流在他的公众号“铁君”中发表了《录取通知书里那枚锲而不舍的龙芯 为何还在替人背锅》一文，介绍了龙芯目前的真实处境：
龙芯的名字会使很多人以为龙芯是举国之力打造的CPU，诚然，在“十五”期间龙芯获得国家较大扶持，在“十一五”期间，由于“汉芯事件”，这使国家资金迟迟没有到位。在“十二五”之后，国家资源大力扶持兆芯和华为，核高基等国家项目基本对龙芯断奶，龙芯只能自己赚钱和依靠投资人的投资养活自己。
根据铁流的介绍我们得知，2005年开始研发的龙芯3号甚至差点面临运十的命运——因断粮而夭折。
在龙芯3号结构基本确定后就展开了龙芯3号CPU的研发。但当时“十五”863课题结束了，“十一五”“核高基”课题迟迟启动不了……为此，科学院对龙芯3号的研制给了500万元的前期经费支持。在科技部高新司冯记春司长得知龙芯3号的第一款芯片龙芯3A1000已经基本完成设计，但缺少流片费时，在863计划内紧急安排了2000万的经费支持龙芯3号的研制。李国杰院士在所内设立了一个经费没有封顶的课题，龙芯课题组已经预支了计算所七、八千万元经费。
正是依靠冯记春司长、李国杰院士这样刚正不阿的老领导的支持，龙芯三号才避免了重蹈运十的覆辙。
从2001年成立至今的18年时间里，龙芯从国家863计划、核高基专项中累计获得项目经费5亿人民币，算上龙芯中科公司成立时北京市政府2亿元的股权投资，龙芯这么多年统共也就拿到国家7亿多资金支持。这个钱多吗?都知道芯片研发是个烧钱的事情，与华为海思半导体10年4800亿的投入相比，龙芯拿到的政府支持真的是九牛之一毛，光海思总裁年薪就有4亿，麒麟970的研发成本更是高达200亿。2015年年底，高通和贵州省政府成立合资公司，光注册资本18.5亿元，其中国资占55%;Intel每年研发经费超百亿美元，员工超10万……
然而，寒酸的龙芯却不辱使命，成立3年内就做出了龙芯1号和龙芯2B两个自主设计的产品。针对这种不公正待遇，胡伟武在2015中国计算机大会期间说“其实这也不是坏事，逼着龙芯只能在市场中谋生存、谋发展，逼着龙芯去服务客户，走市场化道路，而不是去服务领导、伺候领导，这其实也是件好事。就像60年代苏联撤走专家，逼着中国人凭借自己的力量就把两弹一星搞出来了。”冷暖自知，这话透出了无数的辛酸与无奈。2015年，龙芯营收突破1亿，已基本摆脱政府输血，实现自收自支，自负盈亏。
毛泽东思想哺育的“龙芯”
1999年的炸馆事件、2001年的南海撞机事件，让一部分原本抱着“和平与发展”迷蒙的人清醒，意识到我们与美帝的技术差距，市场换技术并未为我们带来真正的技术，我们需要自己的民族工业和国防军事工业，集成电路技术就是其中非常重要的一块。
关于龙芯的诞生，《财经国家周刊》的文章是这样介绍的：
在这样的背景下，尽管没有国家立项，中科院计算所依然决定先在内部研发逻辑芯片，龙芯团队应运而生。
2001 年，33 岁的胡伟武自动请缨，出任首席科学家，组建队伍，在时任中科院计算所所长李国杰的领导下，几十名年轻人(半数为胡伟武中科大校友)日夜鏖战，中科院计算机所仅有的 1000 万元家底，不到一年就被尽数花光。
但这一切，在中国第一枚通用 CPU 的成就面前显然是值得的。2002 年8月10日清晨6点，当龙芯 1 号实机运行的画面出现在电脑屏幕上时，所有人欢呼了起来。中国终于拥有了首枚自主知识产权的通用高性能处理器芯片。
面对记者，胡伟武毫不讳言自己是“毛泽东的粉丝”，在龙芯团队的会议室，靠墙正中是毛泽东半身雕像;在胡伟武的办公室的墙上挂着毛泽东的标准像;胡伟武自己也一直戴着毛主席像章。
这绝非胡伟武的炒作，而在这个非毛化盛行的时代，公然声称自己是毛泽东的粉丝是讨不到任何“好处”的。
120周年的时候，胡伟武曾在网络上撰文《永远做毛主席的忠诚战士》。胡伟武认为，如果龙芯课题组不坚持毛泽东思想，就不可能立住足。
关于学习毛泽东思想，胡伟武的体会有三点：第一，学他的精神，毛主席碰到过无数的敌人，从来没有被敌人所吓倒，而是他吓倒了所有的敌人;毛泽东化就是革命化，那叫战无不胜，龙芯有多少困难?酸甜苦辣都有，没有这个精神是克服不了的。第二点，学方法，毛主席一辈子做事情从来都是抓主要矛盾，最善于从实践中学习。毛主席是军事天才，他没读过几本军事著作，他是在实践中学习，龙芯团队也需要。第三点，也是最重要的，就是要学毛泽东的立场，他永远都站在工人农民的一边，人民群众的一边，所以我经常说，龙芯的根本出路就是信息化为人民服务，真正让中国50%-60%的人享受到信息化带来的好处，而不是为了谋取利益。
这是龙芯团队在经费极其有限、工资非常低的情况下，能够坚持下去的信仰支撑。面对外企和私企几倍的待遇，龙芯团队的核心成员依然能够坚守下来。而胡伟武更是作出了表率，吃住在办公室。
每年的9月9日毛主席忌日，胡伟武都会从早上到晚上一整天不吃饭，不为迷信和崇拜，为的是经常提醒自己：饿肚子的滋味不好受，没有毛主席我就会饿肚子，如果自己今天不坚持毛泽东思想，未来自己的子孙还会饿肚子。每年的9月9日和12月26日，胡伟武都会风雨无阻地排在毛主席纪念堂前长长的人流队伍中，向毛主席汇报。
“进击”的龙芯
在这个成王败寇、有奶便是娘的社会，好事者总是拿商业成就做评判。更别说负责人公开声称自己是“毛泽东粉丝”的龙芯。一位好事者就曾拿华为来黑龙芯：“龙芯和华为不是一个阶层，没法比。一个是倾国之力搞的，一个是私企搞的。华为自掏腰包搞了10年就赶上了世界先进水平。龙芯有花不完的国家钱，搞了18年还没到别人10年前的水平。所以是该夸龙芯呢，还是该夸麒麟呢?”。
不可否认，华为是一家成功的民营企业，但华为的海思芯片用的是ARM的IP授权，并不是真正意义上的完全自主，通俗点说就是华为在别人IP的基础上，根据自己产品的需要来深加工。今年5月21日，华为老总任正非在深圳接受媒体采访时称“不要煽动民族情绪”，这话一定程度上其实也是在对美资企业释放善意，毕竟在华为92家的核心供应商里面，美国占了36家，日本11家，台湾10家。除了大陆的25家和香港的2家，其余均在美国可以影响或控制的国家和地区。
正如铁流所说，一直以来，一些厂商和媒体就对买IP做集成设计SoC进行各种包装，大肆吹捧买IP做集成设计SoC是非常高端的技术。事实上，买IP做集成设计SoC在技术上是非常成熟的，能不能走向市场的关键是商业模式和资金的长期支持。近年来，Intel、AMD、IBM、ARM、高通等美国科技公司纷纷来华合作或合资，国内合作或合资公司在班子草创的情况下，1-2年内就可以用外商的IP设计出一款SoC。对以商业化赚快钱为目的的IC设计公司而言，是否掌握核心IP不是这些IC设计公司所关心的，怎么样能更好的在市场上赚钱才是这些公司所追求的，因此这些IC设计公司会大量使用商用IP，其专利授权成本会相对较高。
龙芯一开始就选择了MIPS指令集，2009年恰逢美国金融危机，龙芯趁机买断了MIPS授权。又经过一系列的发展，在MIPS 500条指令的基础上新增了近1400条新的指令，形成了龙芯现在新的完全自主的LoongISA指令集。不管是CPU的微架构、还是内核IP、内存控制器、DDR2/3/4的PHY、互连网络、HT控制器、HT PHY等都是龙芯自主开发的，只在少量外围IP上使用商业IP。龙芯的这种布局，尽管让自己的研发路线拉得更长、难度更大，但却为以后推向民用市场节省了大量专利授权费用，更主要是这样做就完全避开了使用他人架构存在的“后门”威胁，真正做到了自主可控。
然而，正是因为囊中羞涩，龙芯不得不使用比较落后的制造工艺。2015年前后问世的龙芯3A2000，工艺为40nm，而在此时，国内财大气粗、买IP的同行CPU的工艺大多为28nm。2019年问世的龙芯3A4000，制造工艺为28nm，国内同行的工艺普遍为7-16nm。尽管如此，龙芯依然依靠自己的设计能力提升CPU的性能，使性能能够与同行大致处于同一水平。从3A3000升级到3A4000，龙芯在使用28nm的“落后”工艺的情况下，将CPU性能提升超过80%，同主频性能与AMD第一代锐龙的差距大约在10%以内。这完全依靠龙芯自己的设计能力，而不依赖从境外买IP和先进工艺提升性能。据博主铁流分析，龙芯3A4000的主要不足是主频偏低，只有2G。如果有足够的研发经费支持，采用16nm工艺，龙芯可以把主频提升到2.5G;采用7nm工艺可以把主频提升到3G。
结语
此外，正如《财经国家周刊》的文章所指出的，“龙芯最大的差距不在于技术指标，而是未能与产业链对接、建立与之相匹配的生态系统。”而这一切远非一家小小的龙芯通过“自强”就能做到的，这才真正需要依靠“举国之力”完成整个生态系统的布局。
2015年，胡伟武指出“政府应该干啥，应该在黑暗森林里围个篱笆墙，构建一个小森林，把国外芯片挡一挡。进入小森林的CPU公司必须严格界定，什么是自主的，什么是可控的，必须有统一的标准，把真正自主可控的放进小森林，小森林里玩的是市场竞争的丛林法则。让国内各家CPU公司在小森林里适者生存的竞争——谁的产品好，谁的服务好，就选谁的产品，政府不要去干涉。在市场竞争中练出自己的体格，最后的胜出者踏着失败者的尸体成长壮大后，再打破藩篱，和黑暗森林里的国外产品竞争。”
胡伟武的这番表述的核心意思是保护民族工业，对真正自主可控的芯片间的市场竞争，使中国芯磨砺成长。然而这样的中肯之言，竟被媒体歪曲解读成“要政策”。就算真的是“要政策”，胡伟武也是在为整个真正的民族芯行业要政策。不出台有利于民族产业成长的政策，难道还要出台有利于外资绞杀民族产业的政策吗?胡伟武这番话三四年后的中美贸易摩擦，还不能让某些人清醒吗?
买IP做集成是很轻松、能赚块钱;X86-Windows、ARM-Android的产业链和生态系统是很成熟，但这离自主可控相差十万八千里。建立自己的产业链和生态系统才是正道，而靠毛泽东思想支撑的龙芯已经做出了表率，并且已经在国际资本残酷竞争的荆棘中趟出了一条可以看见光明的大道。
注：本文参考、引用了铁流老师的博文《买IP做集成不应被包装为掌握核心科技和自主可控》、《录取通知书里那枚锲而不舍的龙芯 为何还在替人背锅》的部分内容，在此鸣谢。
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