龙芯3B为何遭遇挫折？

龙芯3B的研发得到“核高基”重大专项的支持，是在龙芯团队转型成立公司（龙芯中科技术有限公司）以及有关部门大力展开自主基础软硬件应用试点的背景下展开研制的。2010年把龙芯课题组转型成立公司是下了很大决心的，当时已认识到不能脚踩两只船，办企业和做研究不一样，即使呕心沥血，也是九死一生，因此一定要专心，要求绝大多数技术骨干都从计算所辞职。

龙芯公司的成立得到很多领导专家的支持。龙芯3B的研发工作在2008年底龙芯3A交付流片后开始全面展开。首款龙芯3B1000继续基于65nm工艺，目标主频800MHz～1GHz，八核结构，每个核包含两个256位向量部件，峰值浮点性能达到128GFLOPS，这在当时处于世界领先行列。龙芯3B1000于2010年6月20日左右流片，2010年11月底回来第一批芯片。但第一批芯片回来测试并不顺利，连操作系统都启动不了。很快就找到了原因：由于芯片可测性设计部分的逻辑设计错误，在功能模式下误把内存引脚置为测试状态，导致芯片访问不了内存，通过FIB（用离子束改变硅片上的连线）修复后功能正常。

这是一个重大的打击，龙芯历史上从来没有犯过这样简单的错误，而且在同一时期流片的龙芯1A、龙芯2I等芯片也出现了由于简单工作失误引起的错误。究其原因，是龙芯团队在2010年初从课题组管理机制转向公司管理机制的过程中，原来“作坊式”的设计流程被打破了，“工业化”的设计流程没有建立起来。在课题组阶段，我作为课题组长，每颗芯片从结构设计、逻辑设计、功能验证、可测性设计、定制设计、物理设计各个环节从头盯到尾，及时协调各组的配合，关注每一个细节，因此没有出现管理上的错误。而在3B1000的研制过程中，龙芯课题组转型成立了龙芯公司，我的主要精力转向公司，芯片研发的总协调人缺位，导致频频失误。痛定思痛，从此我着手芯片研制的质量体系建设，建立了“五步法”（立项、方案、签核、测试、结项）研制过程，并详细规定了每个阶段的研发和审核内容。在此后龙芯公司进行的几十次流片中，没有出现过严重的质量问题，而且比我作为课题组长天天盯着效率高很多。

龙芯3B的研制过程真是一波三折。出现过龙芯从课题组向公司转型过程中的管理问题，生产厂家引起的问题，多核互相访问引起的死锁问题，处理器核Cache一致性引起的问题。在解决了一个个问题后总算取得了成功。

但龙芯3B的主要问题不在研制过程中，而是刚开始定方向就出了很大偏差。主要问题在于虽然龙芯团队从课题组转型成为了公司，但龙芯3B的研发还保持着学院派导向，过度追求多核以及浮点峰值性能的单一指标，通用处理性能不足，满足不了在“十一五”期间展开的自主CPU应用和试点对性能的要求。

龙芯3B在学术上是成功的，3B1500峰值浮点运算速度达到160GFLOPS，现在拿出来也不丢人，当时在国际上算高的。但3B1500的通用处理能力比3A1000提高得不多，通过每个处理器核增加128KB的私有二级Cache以及主频及内存频率的提高，3B1500的单核通用处理性能比3A1000提高了30%～50%，但与国外主流产品的性能差距还很大。

“十一五”期间，多核CPU成为国际学术界的热点研究方向。因此，学院派思想主导的国内CPU在“十一五”期间都放松了单核性能的提高，而是转做多核，而且核数做得比国外还多。2006年研制成功的龙芯2E的通用处理性能与市场上主流X86处理器差一到两倍，但龙芯CPU的单核性能从2006年的龙芯2E到2013年的龙芯3B1500只提高了50%左右；而在此期间市场主流X86处理器的单核通用处理性能提高了5倍以上。也就是说，“十一五”期间我国CPU通用处理性能被国外大幅度拉开了距离，从相差一到两倍到相差一个数量级。

技术上的差距体现在市场上就是不好用。“十一五”期间，国家有关部门在涉及国家安全的领域开始了自主CPU应用试点，大量的应用往基于自主CPU和操作系统的计算机上移植。在2011—2013年的3年中，以嵌入式计算机为代表的装备类应用取得了不少成功；而以通用PC和服务器为代表的信息化类应用虽然通过基础软硬件的磨合优化取得了较大进展，但由于自主CPU的性能基础与国外产品有数量级差距，在很多应用中遭遇性能瓶颈。

由于自主CPU的通用处理性能不够，2013年起，“核高基”基本上放弃了CPU自主研发路线，转而支持引进国外CPU技术的路线。以IBM、AMD、威盛、ARM为代表的国外/境外CPU乘虚而入，纷纷寻求与国内企业合资或开放技术授权的方式，把原来的产品摇身一变成为自主CPU（操作系统和数据库也有类似情况）。这使得主要靠国家支持进行研发的龙芯CPU陷入了巨大困境。

虽然当时对“核高基”支持引进CPU不满，但究其原因，还是我们自己在“十一五”“核高基”支持的龙芯3B上没有摆脱学院派的惯性，走了弯路，满足不了当时迫切的自主信息化市场需求。