通用處理器(CPU)是芯片中的“珠穆朗瑪峰”
沒(méi)有它,計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備都將受制于人
然而“八五”“九五”過(guò)去
我國(guó)連續(xù)十年沒(méi)有部署CPU研制項(xiàng)目
時(shí)任中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所
(以下簡(jiǎn)稱計(jì)算所)
所長(zhǎng)李國(guó)杰心急如焚
“十五”期間,他到處奔走呼告:
“錯(cuò)過(guò)這5年,以后就沒(méi)機(jī)會(huì)了!”
但在那時(shí)
主流論調(diào)是“中國(guó)沒(méi)能力做也不用做CPU”
李國(guó)杰的主張難有共鳴
“如果我們不敢碰CPU,將永遠(yuǎn)處于技術(shù)下游”
他深感,中國(guó)的芯片產(chǎn)業(yè)不能再走老路
2001年,計(jì)算所拿出“家底”設(shè)立CPU研制項(xiàng)目
準(zhǔn)備背水一戰(zhàn)
最初,李國(guó)杰傾向于讓有經(jīng)驗(yàn)的老同志牽頭
直到30歲出頭的胡偉武進(jìn)入視野
在中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)讀書(shū)時(shí)
胡偉武就愛(ài)好“搭芯片”
看到所里正籌備CPU設(shè)計(jì)項(xiàng)目
他主動(dòng)向計(jì)算所系統(tǒng)結(jié)構(gòu)室主任唐志敏請(qǐng)纓
還立下“軍令狀”:
“兩年內(nèi)不把操作系統(tǒng)啟動(dòng)起來(lái),我提頭來(lái)見(jiàn)!”
李國(guó)杰被胡偉武這股子自信心所打動(dòng)
決定對(duì)他委以重任
▲李國(guó)杰(前)與唐志敏(后右)胡偉武(后左)在一次會(huì)議中。
2000年11月
唐志敏、胡偉武等十余人
加上100萬(wàn)元經(jīng)費(fèi)和一間50平方米的實(shí)驗(yàn)室
組成了最早的“龍芯課題組”
36歲的唐志敏負(fù)責(zé)整個(gè)處理器設(shè)計(jì)的總體規(guī)劃
33歲的胡偉武帶著七八名研究生做具體設(shè)計(jì)
不久后,38歲的計(jì)算所客座研究員張志敏加盟
工程經(jīng)驗(yàn)豐富的他負(fù)責(zé)工程管理
“龍芯1號(hào)”的征程從此開(kāi)始了
他們還取了一個(gè)頗具特色的小名:
“狗?!?,音譯成英文是Godson
胡偉武說(shuō)
“名字賤一點(diǎn)容易養(yǎng)大”
2001年“五一”后
課題組展開(kāi)了夜以繼日的攻堅(jiān)
在8月中旬的那個(gè)星期
幾個(gè)骨干為趕進(jìn)度
連續(xù)幾天幾夜鏖戰(zhàn)
在排查解決最后一個(gè)問(wèn)題后
“Godson”字樣如約在主板上的顯示器上亮起
“通了!”
大家一片歡呼
團(tuán)隊(duì)一鼓作氣
成功啟動(dòng)了經(jīng)改造的基礎(chǔ)輸入輸出系統(tǒng)(BIOS)
之后又試圖啟動(dòng)Linux操作系統(tǒng)
經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)試后
屏幕上終于出現(xiàn)了“l(fā)ogin”字樣
登錄進(jìn)去之后可以隨便操作
“龍芯”終于走通了關(guān)鍵的第一步
胡偉武興奮地給唐志敏打電話:
“‘狗?!芷饋?lái)了!”
邏輯設(shè)計(jì)成功之后
物理設(shè)計(jì)馬上提上日程
此時(shí),龍芯CPU項(xiàng)目的研發(fā)經(jīng)費(fèi)
也從100萬(wàn)元增加到1000萬(wàn)元
然而,計(jì)算所此前從未做過(guò)大規(guī)模芯片的物理設(shè)計(jì)
不少人擔(dān)憂龍芯團(tuán)隊(duì)能否繼續(xù)做下去
胡偉武和唐志敏很有信心
提出了“以我為主、聯(lián)合設(shè)計(jì)”
將“龍芯1號(hào)”流片分兩步走的策略:
第一步,委托第三方物理設(shè)計(jì)作為“保底方案”
第二步,組織隊(duì)伍進(jìn)行獨(dú)立的物理設(shè)計(jì)
為了彌補(bǔ)在物理設(shè)計(jì)上的認(rèn)知不足
龍芯團(tuán)隊(duì)人均“啃”下一萬(wàn)頁(yè)文檔
直至從“不會(huì)”到“會(huì)”
更令胡偉武心安的是
龍芯團(tuán)隊(duì)迎來(lái)了物理設(shè)計(jì)的“老兵”馳援——
中國(guó)科學(xué)院微電子中心
(中國(guó)科學(xué)院微電子研究所前身)
研究員黃令儀
黃老是中國(guó)“缺芯少魂”的親歷者
她最大的心愿就是:
“一定要設(shè)計(jì)一塊高水平芯片,為祖國(guó)洗刷恥辱”
▲龍芯課題組素有去天安門(mén)廣場(chǎng)看升旗的傳統(tǒng)。圖為2004年黃令儀(右一)與胡偉武(右三)及龍芯課題組成員在龍芯2C芯片設(shè)計(jì)運(yùn)行成功后到天安門(mén)看升旗。
出于經(jīng)驗(yàn),黃令儀和胡偉武商量
龍芯團(tuán)隊(duì)要獨(dú)立做兩個(gè)芯片:
第一個(gè)不必苛求技術(shù)指標(biāo)、確保打通流程
第二個(gè)要追求技術(shù)指標(biāo)、力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)突破
后者欣然同意
為了在9月底之前完成流片
2002年春節(jié),龍芯團(tuán)隊(duì)大多數(shù)人沒(méi)有回家
大年二十九,他們?cè)凇稗k公室臥室”貼對(duì)聯(lián):
辭舊歲狗剩橫空出世
迎新春龍芯馬到成功
▲龍芯團(tuán)隊(duì)2002年春節(jié)加班時(shí)在辦公室門(mén)口貼的對(duì)聯(lián)。
在交付流片截止日前一天
巨大的考驗(yàn)突然降臨
芯片上1萬(wàn)多個(gè)觸發(fā)器的掃描鏈
由于一個(gè)失誤沒(méi)有連出來(lái)
這在一兩天之內(nèi)幾無(wú)可能修復(fù)
看著大家熬脫了相的臉
胡偉武決定宣布放棄“兩個(gè)芯片”計(jì)劃
這時(shí)負(fù)責(zé)后端版圖設(shè)計(jì)的楊旭站了出來(lái):
“我們可以手工再改版圖”
接下來(lái)的兩天兩夜
一萬(wàn)多個(gè)觸發(fā)器硬是被連了出來(lái)
終于在連續(xù)加班的第七個(gè)凌晨
他們交付了所有流片文件
胡偉武長(zhǎng)舒一口氣:“我們沒(méi)什么可后悔了?!?/p>
2002年8月9日,芯片終于返回
他們將“龍芯1號(hào)”處理器子卡插到主板上
隨著電源鍵按下
數(shù)碼管上瞬間顯示出“Godson-1”字樣
經(jīng)過(guò)一晚的調(diào)試
“Godson Login”字樣終于顯現(xiàn)
大家激動(dòng)得長(zhǎng)時(shí)間歡呼
確保一切正常后
胡偉武給李國(guó)杰打電話:
“成了?!?/p>
▲課題組成員在“龍芯1號(hào)”發(fā)布會(huì)上留影。
以“龍芯1號(hào)”成功流片為標(biāo)志
龍芯團(tuán)隊(duì)證明了“中國(guó)人也能研制通用CPU”
這一仗,計(jì)算所打贏了
從2001年5月8日到2002年8月29日(全部流片)
“龍芯1號(hào)”的孕育經(jīng)歷了478個(gè)日夜
這萬(wàn)里長(zhǎng)征的第一步
開(kāi)啟了中國(guó)自主CPU的未來(lái)
▲“龍芯1號(hào)”芯片。(本文圖片均由計(jì)算所提供)