通用处理器(CPU)是芯片中的“珠穆朗玛峰”
没有它,计算机等电子设备都将受制于人
然而“八五”“九五”过去
我国连续十年没有部署CPU研制项目
时任中国科学院计算技术研究所
(以下简称计算所)
所长李国杰心急如焚
“十五”期间,他到处奔走呼告:
“错过这5年,以后就没机会了!”
但在那时
主流论调是“中国没能力做也不用做CPU”
李国杰的主张难有共鸣
“如果我们不敢碰CPU,将永远处于技术下游”
他深感,中国的芯片产业不能再走老路
2001年,计算所拿出“家底”设立CPU研制项目
准备背水一战
最初,李国杰倾向于让有经验的老同志牵头
直到30岁出头的胡伟武进入视野
在中国科学技术大学读书时
胡伟武就爱好“搭芯片”
看到所里正筹备CPU设计项目
他主动向计算所系统结构室主任唐志敏请缨
还立下“军令状”:
“两年内不把操作系统启动起来,我提头来见!”
李国杰被胡伟武这股子自信心所打动
决定对他委以重任
▲李国杰(前)与唐志敏(后右)胡伟武(后左)在一次会议中。
2000年11月
唐志敏、胡伟武等十余人
加上100万元经费和一间50平方米的实验室
组成了最早的“龙芯课题组”
36岁的唐志敏负责整个处理器设计的总体规划
33岁的胡伟武带着七八名研究生做具体设计
不久后,38岁的计算所客座研究员张志敏加盟
工程经验丰富的他负责工程管理
“龙芯1号”的征程从此开始了
他们还取了一个颇具特色的小名:
“狗剩”,音译成英文是Godson
胡伟武说
“名字贱一点容易养大”
2001年“五一”后
课题组展开了夜以继日的攻坚
在8月中旬的那个星期
几个骨干为赶进度
连续几天几夜鏖战
在排查解决最后一个问题后
“Godson”字样如约在主板上的显示器上亮起
“通了!”
大家一片欢呼
团队一鼓作气
成功启动了经改造的基础输入输出系统(BIOS)
之后又试图启动Linux操作系统
经过反复调试后
屏幕上终于出现了“login”字样
登录进去之后可以随便操作
“龙芯”终于走通了关键的第一步
胡伟武兴奋地给唐志敏打电话:
“‘狗剩’跑起来了!”
逻辑设计成功之后
物理设计马上提上日程
此时,龙芯CPU项目的研发经费
也从100万元增加到1000万元
然而,计算所此前从未做过大规模芯片的物理设计
不少人担忧龙芯团队能否继续做下去
胡伟武和唐志敏很有信心
提出了“以我为主、联合设计”
将“龙芯1号”流片分两步走的策略:
第一步,委托第三方物理设计作为“保底方案”
第二步,组织队伍进行独立的物理设计
为了弥补在物理设计上的认知不足
龙芯团队人均“啃”下一万页文档
直至从“不会”到“会”
更令胡伟武心安的是
龙芯团队迎来了物理设计的“老兵”驰援——
中国科学院微电子中心
(中国科学院微电子研究所前身)
研究员黄令仪
黄老是中国“缺芯少魂”的亲历者
她最大的心愿就是:
“一定要设计一块高水平芯片,为祖国洗刷耻辱”
▲龙芯课题组素有去天安门广场看升旗的传统。图为2004年黄令仪(右一)与胡伟武(右三)及龙芯课题组成员在龙芯2C芯片设计运行成功后到天安门看升旗。
出于经验,黄令仪和胡伟武商量
龙芯团队要独立做两个芯片:
第一个不必苛求技术指标、确保打通流程
第二个要追求技术指标、力争实现突破
后者欣然同意
为了在9月底之前完成流片
2002年春节,龙芯团队大多数人没有回家
大年二十九,他们在“办公室卧室”贴对联:
辞旧岁狗剩横空出世
迎新春龙芯马到成功
▲龙芯团队2002年春节加班时在办公室门口贴的对联。
在交付流片截止日前一天
巨大的考验突然降临
芯片上1万多个触发器的扫描链
由于一个失误没有连出来
这在一两天之内几无可能修复
看着大家熬脱了相的脸
胡伟武决定宣布放弃“两个芯片”计划
这时负责后端版图设计的杨旭站了出来:
“我们可以手工再改版图”
接下来的两天两夜
一万多个触发器硬是被连了出来
终于在连续加班的第七个凌晨
他们交付了所有流片文件
胡伟武长舒一口气:“我们没什么可后悔了。”
2002年8月9日,芯片终于返回
他们将“龙芯1号”处理器子卡插到主板上
随着电源键按下
数码管上瞬间显示出“Godson-1”字样
经过一晚的调试
“Godson Login”字样终于显现
大家激动得长时间欢呼
确保一切正常后
胡伟武给李国杰打电话:
“成了。”
▲课题组成员在“龙芯1号”发布会上留影。
以“龙芯1号”成功流片为标志
龙芯团队证明了“中国人也能研制通用CPU”
这一仗,计算所打赢了
从2001年5月8日到2002年8月29日(全部流片)
“龙芯1号”的孕育经历了478个日夜
这万里长征的第一步
开启了中国自主CPU的未来
▲“龙芯1号”芯片。(本文图片均由计算所提供)