承担了研发CPU胡伟武几乎把所有的时间都交给了实验室。
写代码到深夜,去空走廊尽头泡方便面充饥;调试程序到清晨,可以看到阳光倾斜;衣服都粘在身上,蚊子嗡嗡作响,你知道最闷热的夏天到了;有时无风无雨,在寂静黑暗的走廊里,胡伟武想起自己即将成为酒店的家。
2002年8月10日上午6时8分,在胡伟武的主持下,中国科学院计算技术研究所北楼的一个实验室安装了龙芯CPU正常启动计算机。龙芯1号是中国首款具有自主知识产权的通用高性能微处理芯片,结束了中国人只能依靠进口CPU计算机制造的历史。
随后,胡伟武继续主持龙芯1、2、3系列处理器和龙芯桥系列的开发,并成立了龙芯中科技有限公司担任董事长。龙芯中科于2022年6月在上海证券交易所科技创新板上市。
现在胡伟武已经半百多岁了,他把科研交给了团队合作伙伴,主要承担公司的管理职能。他的头发已经接近全白,依然优雅。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,在路上匆匆走着。
他有时会想起童年。每当提到梦想这个词,画报和电影中穿着白大褂的科研人员和拿着图纸的工程师总会浮现在他的脑海里。现在,他觉得自己不仅实现了童年的梦想,而且走得更远了。
“第一名”
胡伟武想不代,胡伟武想不出自己遇到了什么困难。
胡伟武于1968年出生于浙江永康的一个小村庄。父亲是农村语文老师,总是鼓励他在家看书写字。当时资源匮乏,没有课外书可读,他去背成语词典。一年元旦,亲戚朋友来家拜年,一群人围坐着聊天,胡伟武便拿着成语词典出门,冒着大雪去山上看。
没有课外辅导书,他看了父亲的教师培训书和应用题集。小学三年级暑假,他做了两个应用题集。成绩真的回报了他,胡伟武在中小学一直是第一名。由于父亲的工作调动,胡伟武也转到了很多学校。但每一所新学校,那里的第一名就是他。那时候年轻气盛。胡伟武说,如果考试成绩没有把第二名留下很多分,他会感到不舒服。
梦想是每个孩子都逃不掉的作文话题。胡伟武承认,当他还是个孩子的时候,他对梦想没有太多的概念。他只是清楚地知道,他的父母经常鼓励他不要继续走老路当农民,但他对自己想做什么没有太多的想法。每当提到这个词,胡伟武总会想起画报和电影里穿白大褂的人。他们拿着图纸,不知道是工程师还是科学家。
高中时,胡伟武投身题海,把所有的时间都花在学习上。后期买的新资料里没有他没做过的问题。1986年,胡伟武获得永康理科第一名,在浙江省排名第29位。
胡伟武本着对数学和物理的兴趣,决心填报这两个专业。但我父亲认为这两个专业很难找到工作。胡伟武的哥哥已经完成了大学一年级。他的观点是,计算机领域非常受欢迎,这是一个与数学和物理有关的专业。
最后,胡伟武填报了中国科技大学计算机专业,并被录取。就这样,他从未见过什么是计算机,与计算机结缘。
接过接力棒
胡伟武读完大学后并没有放松。
当时计算机专业刚成立,还是一门新兴学科。有点像现在的人工智能,一交叉的学科,涵盖了一些知识。胡伟武很快就感兴趣,开始学习在实验室制造打印机和计算机。不同的老师教不同的零件制造方法。不上课的时候,他呆在图书馆,有时候去看电影,事后会想办法补两个小时。
1991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。在夏培肃院士的言行下,胡伟武意识到中国计算机的发展并不容易。
回顾过去,他将中国计算机事业的发展分为三代。改革开放前,第一代计算机人完全独立制造计算机,但没有市场化,由国家任务,为有关单位开发计算机使用。第二代中国计算机人完全市场化,但失去了自主权。20世纪80年代,中关村出现了一条街,国外批量工业化产品进入中国市场,中国计算机从CPU退出了操作系统两个核心技术领域。
在这个时候,中国的计算机事业总是受制于人。
20世纪90年代,《瓦森纳协定》全面封锁了包括计算机在内的中国尖端技术。当时我国进口美国的高性能计算机用于天气预报和石油勘探,有时需要元首外交。胡伟武说,机房外面需要盖玻璃墙,因为他承诺进口时不能用于军事目的。在玻璃内,中国科学家上机操作,而在玻璃外,美国派来的专家盯着他们的一举一动。
即便如此,国内的购买CPU还是造CPU,仍未达成共识。有人认为不如买,也有人认为中国不能生产芯片。
然而,许多中国研究人员已经意识到,他们应该独立研发CPU。1998年4月,夏培肃与金怡莲院士、周玉林院士召开香山科学会议,讨论如何发展中国高性能计算机。CPU自主研发。1999年,时任中国科学院计算所所长的李国杰也开始呼吁中国在十五期间独立工作CPU。
胡伟武博士毕业,留校当研究员,就是在这样的时候接过接力棒的。
由于博士论文入选首届全国100篇优秀博士论文,胡伟武有机会出国做科研或在外企找到高薪工作。然而,在导师夏培肃的劝说下,他最终决定留在中国科学院计算所,拿着每月800元的工资。正如夏先生所说,为国家做出贡献。”
胡伟武于2000年10月回到母校中国科技大学。看着眼前的芯片、电阻和电烙铁,他想起了自己制造机器的日子。恰逢中科院计算所正在筹备的CPU在设计项目时,胡伟武便萌生了这个想法,一回去就主动请缨。
在李国杰的坚持下,CPU设计最终作为计算机的内部项目进行。这是胡伟武在计算所十年来的第一次体验,不需要立项申请就可以直接开始做一个话题。2001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。
33岁的胡伟武负责研发CPU获得100万财政支持的项目。十几个人,一个50-60平方米的实验室,第三代计算机人接过接力棒,开始尝试和探索市场化条件下的自主性。
实验室的日夜
2001年5月,胡伟武开始全力以赴CPU设计。胡伟武和团队成员夜以继日地在挂着人生能有多少次搏斗的牌子下工作。
由于时间紧迫,在确定装配线结构时,团队没有时间阅读论文或做实验。胡伟武和他的合作伙伴们依靠过去的知识积累过河。每次出错,都要从头再来,几乎每个人都把时间给了实验室。
胡伟武强硬规定,每天晚上和周六都是工作时间,周日是加班日,只有加班会另行通知。他和大家一起熬夜。夜深人静的时候,他在空荡荡的走廊尽头吃方便面充饥。天亮时,他看着太阳斜照进来。
调试阶段是一个很大的挑战。每次遇到问题,都需要重新分析应用程序、操作系统或处理器。一个小错误需要很多时间。他多次把回家的团队成员叫到实验室,有时甚至在晚上12点,胡伟武也很无助,他们的妻子一定骂了我。”
他们使用最后一次验证处理器功能的正确性FPGA验证系统运行LINUX操作系统,发现了一个小错误。但只是修改设计形成了新的FPGA烧制文件至少需要8个小时。
只有每天工作24小时,才有机会每天修改几次设计。熬夜已经成为常态。几天早上,胡伟武在六七点钟打开实验室的门,发现他的朋友们没有回家,就睡在椅子上,手里拿着鼠标。他有点心疼,但又急于了解进展,只能叫醒他们,讨论了前一天晚上的进展,几个人继续努力工作。
半夜的走廊总是更空、更长、更安静。有一次在回家的路上,胡伟武突然想起了以前正常上下班的日子。坐公交车回家后,他帮妻子做饭。晚饭后,他躺在躺椅上,看新闻广播,看妻子哄孩子吃饭。他有很多时间给女儿讲故事,教她背三字经,周日去爬香山。现在,家似乎只是一家酒店。
女儿很长一段时间都见不到胡伟武,每当他问女儿想要什么奖励,女儿就会说,父亲会陪我回家。胡伟武听了很难过,从2001年开始,连续五年,龙芯全组只休了四次假,两个春节,一个五一假,一个十一假。2004年春节前夕,胡伟武打电话回家解释说,由于任务紧张,他不能在春节期间回家。在电话的另一端,他的母亲告诉他的父让他回家或努力回家,在一起不到几年。”
可CPU事业还是要继续下去,这是一项与国家有关的大事还是体谅胡伟武。胡伟武的妻子在无法照顾家人时辞职,在家照顾孩子。女儿也渐渐明白,胡伟武有一次遇到困难,在家里闷闷不乐,女儿跑过来安慰道:爸爸,你这么做吧CPU但是外国人做不到也没关系。我长大了再做。”
他总是把悲伤放在心里。有时候凌晨三四点醒来就睡不着了。特别是在等待工厂加工芯片的过程中,胡伟武变得有点紧张,他总是在噩梦中醒来,突然想到设计可能的疏忽,躺在床上总是不明白,总是想到黎明,单位从机器的相关部分,只是发现这是一个虚拟的惊喜。这样的经历这样的经历。
只有加入龙芯团队的科学家黄令仪知道,胡伟武承受着巨大的压力和挑战。在结果出来之前,胡伟武一直心惊肉跳地生活了做噩梦,有时还会流泪。有一次,她以为胡伟武受不了了,但第二天,她看到他仍然乐观开朗地指挥工作。
幸运的是,计算所也给予了特别多的帮助,使项目能够加速。CPU设计项目成立后,胡伟武作为项目负责人,从未写过项目相关材料。时任系统结构室主任唐志敏完成了项目申请、月度项目进度和支出表。当时,他是胡伟武的领导。这使得胡伟武能够在编程和逻辑设计上花费90%以上的时间。
整夜加班,胡伟武和团队成员在桌子上铺了几张简陋的床。计算后立即找人腾出房间,放了六张床,还准备了饼干、方便面等食物。
同事们会立即帮助想办法做到,无论是需要接瓦的专线,急需的添加的新微机,同事们都会立即帮助找到办法。
调试主板时,由于办公空间紧张,团队只能临时找地方,主板经常烧坏。无奈之下,胡伟武去计算所找分管领导,希望借房子。回来不到半个小时,同事们就打电话说,一楼有一个原来放档案的房间。第二天,沿墙一圈的地线已经连接。
正是在这个房间里,龙芯一号CPU最终调试成功。2002年8月10日上午6时8分,login:用龙芯1号作为字样出现CPU在计算机屏幕上。这个提示符意味着安装了龙芯1号CPU成功启动计算机工作。
在蚊子成群的中国科学院计算所北楼105房间里,有一阵欢呼声。胡伟武迫不及待地打开文本工具vi,龙芯1号生成的第一份文件,Though this is
only a little step of a long march,it indicates the glorious future of our own
CPU.(虽然这只是长征的一小步,但它预示着我们自己CPU会有美好的未来。)
该芯片采用0.18微米工艺,包括近400万个晶体管,主频可达266MHz。)
该芯片采用0.18微米工艺,包括近400万个晶体管,主频可达266MHz。虽然性能与市场主流产品仍存在较大差距,但中国人只能依靠进口CPU计算机制造的历史已经结束。
这一结果激励了许多人。
2002年,龙芯一号被两院院士评为当年中国十大科技进步。事实上,自从龙芯1号发布以来,胡伟武开始收到越来越多的信件,其中一封电子邮件说:我是一名退休工人,养老金不高,你们都很忙,我不想打扰你的工作,请告诉我你的通讯地址,我寄给你1000元。”
龙芯研究小组也为兴奋,胡伟武和他的团队继续乐观前行。他没有忘记一直支持他的家人。2003年加入团队的李晓宇记得,除了家人的感谢会,胡伟武还安排了团队成员的生日。生日那天,他们把鲜花和巧克力送到家人所在的公司。
不久之后,汉芯造假事件引起了人们的广泛关注应该给中国人民带来自豪感的汉芯一号成为一个令人惊叹的重大科研造假事件。
舆论矛头再次指向自主处理器的研发。由于龙芯与汉芯名称相似,直到现在,仍有人混淆了两者。说得很难听,你们就是造假。李晓钰记得,团队成员一时委屈不已。有人跑去向胡伟武抱怨,胡伟武只是淡淡地说:我们别无选择,只有做下去,才能让别人相信我们。”
他继续坚定地走自主研发的道路,决定跳出学校经营企业。“CPU设计技术是核心技术,但市场壁垒很高,即使现在很好CPU,假如没人用,就会进入以前的鉴定会是追悼会怪圈。2010年,胡伟武与龙芯研究小组成员一起辞职,在下海创办企业,继续深入研发,使龙芯产业化。
在四处凑钱解决资金困难后,2012年龙芯中科再次遇到困难。国产研发十年CPU性能仍与市场流通有关CPU相差几十倍,国家专项资助收紧,这意味着国家对你的信心降低了。”
长期以来,龙芯科研团队的工资一直不高,以节约成本。直到2015年,团队的平均收入只是行业平均水平的几分之一。
总有人想从龙芯中科挖人,工资开价高达五倍、十倍。有一次,电话直接打到胡伟武,问他是否愿意做另一家互联网公司CPU主管。胡伟武拒绝后,对方说:你有同事学生推荐吗?胡伟武拒绝了,他们不去,他们必须为自己的国家做出贡献。胡伟武一一拒绝了外企提出的合作意向和技术授权的合作模式。
由于产品性能差距,开放市场仍被外国公司占据。胡伟武开始主动了解市场需求。他发现,市场需要少量安全性和自主性要求高、软件简单的产品。如果你填满这些市场,你也可以获得一些收入。
龙芯一直在生产特殊的高性能产品。这一次,胡伟武决定弯腰。产品定位调整后,2015年龙芯销售额超过1亿元。龙芯系列产品应用于党、政府、交通、能源等行业芯中科终于实现了盈亏平衡。
与此同时,胡伟武也开始整顿公司氛围。他尽最大努力平衡市场人员和科研人员的地位,抛开万事皆下,只高的心态。李晓宇记得,团队的一些成员对此感到困惑,胡伟武便劝说:你卖的是手艺,营销人员卖的是尊严。”
在持续研发中,龙芯的性能不断提高。2021年8月19日是龙芯诞生20周年,龙芯团队宣布完成技术补课。当时发布的产品性能不到市场主流产品的两倍。在软件生态方面,也有完整的基础软件系统。现在,胡伟武说,国产的CPU性能已接近市场主流CPU目前,产品已开始朝着提高性价比、在市场化条件下实现自主性的方向努力。
这意味着龙芯应该得到更多人的认可,未来的研发将更加注重性价比。胡伟武坦言,龙芯有两个市场,一个是政策市场,另一个是开放市场,过去更集中在前者。现在他希望龙芯能在开放市场占据更多的份额。
他将做CPU比喻养孩子,比如有些产品像养猪一样,一年就能出栏。有些产品,比如养牛,养三年就能下地干活。但有些产品,比如养孩子,要养30年才能有前途。这就是抚养孩子的耐心。CPU就像养孩子一样。”
第三代人的使命
胡伟武的脚步再也没有停
2012年上半年,胡伟武在机房呆了两周,这是他最后一次写龙芯CPU的代码。之后,他把技术交给了团队的年轻人,让他们担任技术负责人,甚至项目负责人。胡伟武主要承担公司的管理职能。
他有时会去研究小组。王明剑和吕晨都是胡伟武的学生,他们加入课题组后,与胡伟武的日常接触较多。只要胡伟武不出差,他总是在走廊里来回走动,观望他们的进步。有时当他走到车站时,他告诉他:你现在有条件流动电影了。自己试试。”
事实上,胡伟武的生活低调而传统,不需要做科研。他不需要智能手机,只需要做核酸检测就带智能手机。大多数人通过邮箱联系他。
但在学校里,他的课是明星课,学生们总是来这里。今年在国科大雁栖湖校区,胡伟武的第一堂硕士课挤满了人。没有座位,学生们站在教室里听,有人搬到走廊的长椅上。王铭剑记得,他读研一段时间,胡老师的每一节课都是这样的,很多没抢课的人,站在走廊和楼梯上听讲,一站三个小时。王明剑有时会在宿舍看直播课,因为他经常抓不到位置坐着。
教书育人永远是胡伟武生活的另一半。今年下半年,每周一下午、晚上怀柔区,每周一下午、晚上、周三上午为中国科学院大学的本科生和硕士生授课。
在教学中,他总是特别注重实践。胡伟武从教20多年,总结了计算机教育领域的痛点——大学基本上都在教大学生如何使用计算机,而不是如何制造计算机。这是长期以来的现状。胡伟武明白,中国大多数大学的教师从未制造过计算机或计算机CPU而且操作系统,自然不能向学生展示这个内容。
为此,胡伟武也促成了一场比赛的诞生。2017年,在教育部计算机专业教学指导委员会的指导下,首届全国大学生计算机系统能力培训大赛启动。每年都有数百名大三、大四学生参加比赛。
在中国科学院大学,本科生和研究生的课程也被重新编写,计算机制造过程被系统地展示出来。今年暑假,胡伟武还参加了导师班的教学,并与全国计算机系统结构的教师讨论如何教学生制造计算机。龙芯电脑也进入了一些中小学,孩子们开始在国内自主平台上使用电脑。
在市场化条件下实现自主权之前,中国将处于第三代计算机人阶段。胡伟武心中总有一个目标,那就是在国外Wintel(微软 系统和英特尔)AA(ARM Android)除系统外,还建立了第三套系统,以中国自身的技术基础支撑自主产能发展。他认为自己和这些学生都是第三代计算机人,这是他们的共同使命。
人物简介
中国科学院计算技术研究所研究员公司董事长,中国科学院计算技术研究所研究员,博士生导师。在他的领导下,龙芯1研发成功,这是中国第一个具有独立知识产权的通用高性能微处理芯片,然后主持开发龙芯系列芯片,实现中国CPU突破关键核心技术。
2018年国家杰出青年科学基金获得者CCF王选奖获得者,第九、十届全国青联委员,第十一届全国青联常委,第十一届全国人大代表,中共十八大、十九大、二十大代表。2020年8月,获北京市杰出贡献中关村奖,获北京市科技最高奖。先后承担国家863项目、国家优秀青年基金、中国科学院知识创新项目定向项目等项目。
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