回應(yīng)中興被禁事件：“魂芯二號A”強(qiáng)勢亮相證明核心技術(shù)中國必定可握

 

“魂芯二號A”高性能通用處理器芯片在4月23日的第一屆數(shù)字中國建設(shè)峰會上首次公開亮相，就受到行業(yè)內(nèi)專家和媒體的高度關(guān)注。該芯片由中國電科38所完全自主設(shè)計(jì)，在一秒鐘內(nèi)能完成千億次浮點(diǎn)操作運(yùn)算，實(shí)際運(yùn)算性能業(yè)界同類產(chǎn)品最強(qiáng)，單核性能超過當(dāng)前國際市場上同類芯片性能4倍。

圖為“魂芯二號A”樣品展示。(資料圖片)

“魂芯二號A”芯片實(shí)際運(yùn)算性能同類產(chǎn)品最強(qiáng)

一枚僅比一元硬幣稍大一點(diǎn)的芯片，卻擁有每秒千億次浮點(diǎn)運(yùn)算的強(qiáng)大功能……4月23日，中國電科38所發(fā)布了這一令人振奮的研究成果。歷經(jīng)6年艱苦卓絕的努力，38所的科學(xué)家們做出了業(yè)界同類產(chǎn)品中單核性能最強(qiáng)的高性能數(shù)字信號芯片，實(shí)現(xiàn)中國“芯”、民族“魂”，讓各類裝備的“智慧大腦”如虎添翼。

高性能芯片被譽(yù)為 “工業(yè)糧草”，代表了一個國家信息技術(shù)水平。一直以來，我國在高性能數(shù)字信號處理器(DSP)方面始終依賴進(jìn)口。12年前，38所就開始進(jìn)入數(shù)字信號處理器芯片領(lǐng)域。2012年，該所推出我國自主研發(fā)的首款實(shí)用型高性能浮點(diǎn)通用DSP芯片——“魂芯一號”，性能高于同期市場同類DSP芯片4~6倍，并成功應(yīng)用在我國空警-500預(yù)警機(jī)雷達(dá)等多個國防科技裝備上，成為我國首款廣泛應(yīng)用于國防科技裝備的高端自主數(shù)字信號處理器。

“魂芯二號A”采用全自主體系架構(gòu)，研發(fā)歷時(shí)6年，突破了控制器設(shè)計(jì)等多個技術(shù)難題，獲得國家技術(shù)發(fā)明專利、軟件著作權(quán)等科技成果30余項(xiàng);擁有當(dāng)前業(yè)界性能最強(qiáng)的DSP核，實(shí)現(xiàn)了對國內(nèi)外同類產(chǎn)品性能指標(biāo)的超越。相對于“魂芯一號”，“魂芯二號A”性能提升了6倍，通過單核變多核、擴(kuò)展運(yùn)算部件、升級指令系統(tǒng)等手段，使器件性能千億次浮點(diǎn)運(yùn)算同時(shí)，具有相對良好的應(yīng)用環(huán)境和調(diào)試手段;單核實(shí)現(xiàn)1024浮點(diǎn)FFT (快速傅里葉變換)運(yùn)算僅需1.6微秒，運(yùn)算效能比德州儀器公司TMS320C6678高3倍，實(shí)際性能為其1.7倍，器件數(shù)據(jù)吞吐率達(dá)每秒240Gb。

作為通用DSP處理器，“魂芯二號A”將廣泛運(yùn)用于雷達(dá)、電子對抗、通信、圖像處理、醫(yī)療電子、工業(yè)機(jī)器人等高密集計(jì)算領(lǐng)域。目前，正在多種重大裝備以及圖像處理領(lǐng)域中推廣使用。

中國電科首席科學(xué)家、“魂芯二號A”總設(shè)計(jì)師洪一介紹，“魂芯二號A”的推出，使得軟件無線電從理想走向現(xiàn)實(shí)，芯片功能逐漸取決于軟件算法的更新成為可能，為我國建立自主體系高端DSP產(chǎn)品譜系奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

“魂芯二號A”意味著什么？

——“中國芯”每秒運(yùn)算千億次，采用全自主體系架構(gòu)，普適性更好，目前已具備量產(chǎn)能力，充分驗(yàn)證了國產(chǎn)處理器的可用性和可靠性

“中國人可以做出自己的芯片，‘魂芯一號’‘魂芯二號A’的陸續(xù)推出，充分驗(yàn)證了國產(chǎn)處理器的可用性和可靠性。 ”洪一表示。

“與‘魂芯一號’相比，‘魂芯二號A’的性能和普適性更好，目前已具備量產(chǎn)能力。”洪一透露，“魂芯一號”是我國首款從指令集、體系結(jié)構(gòu)、開發(fā)環(huán)境均自主設(shè)計(jì)的DSP芯片，“魂芯二號A”同樣采用全自主體系架構(gòu)，外觀只比一元硬幣稍大一點(diǎn)，但其運(yùn)算性能是“魂芯一號”的4.8倍，而且接口更多更好用，具有相對良好的應(yīng)用環(huán)境和調(diào)試手段。比如，“魂芯一號”當(dāng)時(shí)采用的是單核處理器、68個運(yùn)算部件、600多條指令、24Mb存儲容量，而“魂芯二號A”在這些方面已經(jīng)全面升級，單核變成了雙核，運(yùn)算部件擴(kuò)展到84個，指令增加到1400多條，存儲容量擴(kuò)大到48Mb。

“魂芯二號A”到底好在哪？

——擁有當(dāng)前國際市場上性能最好的DSP核，可靠性、綜合使用成本等全面超越進(jìn)口同類產(chǎn)品，未來可覆蓋C波段、X波段等更高頻段

美國德州儀器公司生產(chǎn)的TMS320C6678芯片，是目前國際市場上通用的DSP產(chǎn)品。與國際市場同類產(chǎn)品相比，“魂芯二號A”同樣表現(xiàn)出色，并且實(shí)現(xiàn)性能的全面超越。

洪一介紹，“魂芯二號A”通過軟件單核實(shí)現(xiàn)1024浮點(diǎn)FFT(快速傅里葉變換)運(yùn)算僅需1.6微秒，運(yùn)算效能比德州儀器公司這一產(chǎn)品高3倍，實(shí)際性能為其1.7倍，器件數(shù)據(jù)吞吐率達(dá)每秒240Gb。在實(shí)際運(yùn)算性能與德州儀器公司產(chǎn)品相當(dāng)?shù)那闆r下，功耗下降三分之一，在可靠性、綜合使用成本等方面全面優(yōu)于進(jìn)口同類產(chǎn)品。

“國外產(chǎn)品一般需要通過可編程邏輯陣列器件，來連接模擬數(shù)字、數(shù)字模擬信號變換器，‘魂芯二號A’可與高速模擬數(shù)字、數(shù)字模擬信號變換器直接互聯(lián)，具備相關(guān)時(shí)序接口，可以實(shí)現(xiàn)P波段射頻直采軟件無線電處理形態(tài)。 ”洪一說，“魂芯二號A”明顯更好用，未來可以覆蓋C波段、X波段等更高的頻段。

目前，“魂芯二號A”擁有當(dāng)前國際市場上性能最好的DSP核，實(shí)現(xiàn)了市場上同類產(chǎn)品性能指標(biāo)的超越，榮獲國家技術(shù)發(fā)明專利、軟件著作權(quán)等科技成果30余項(xiàng)。 “‘魂芯二號A’不僅支持多種協(xié)議，而且支持片上網(wǎng)絡(luò)調(diào)試、遠(yuǎn)程調(diào)試，為系統(tǒng)維護(hù)開發(fā)提供便捷和快速實(shí)現(xiàn)手段。”洪一表示，這一芯片在數(shù)據(jù)吞吐、靈活性、易用性等方面獲得了良好的平衡。

洪一坦言，芯片的成功推出得益于集團(tuán)良好的容錯環(huán)境和豐厚的技術(shù)積累。早在1986年，中國電科38所就推出我國首款客戶定制集成電路，目前在集成電路領(lǐng)域，他們已耕耘了30余年。

“魂芯二號A”有哪些應(yīng)用前景？

——將廣泛運(yùn)用于雷達(dá)、電子對抗、通信、圖像處理、醫(yī)療電子、工業(yè)機(jī)器人等高密集計(jì)算領(lǐng)域，為我國建立自主體系高端DSP產(chǎn)品譜系奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)

高性能芯片被譽(yù)為“工業(yè)糧草”，代表了一個國家信息技術(shù)水平。一直以來，我國在高性能DSP芯片方面始終依賴進(jìn)口，國內(nèi)的廠商只能進(jìn)口芯片生產(chǎn)整機(jī)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)在中低端徘徊，尤其在國防安全、公共安全、重大經(jīng)濟(jì)安全等領(lǐng)域，“缺芯少魂”成為威脅我國國防安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“心病”。 “魂芯二號A”的推出，表明中國電科38所正在努力破解這種困境。

作為通用DSP處理器，“魂芯二號A”將廣泛運(yùn)用于雷達(dá)、電子對抗、通信、圖像處理、醫(yī)療電子、工業(yè)機(jī)器人等高密集計(jì)算領(lǐng)域。目前，正在多種重大裝備以及圖像處理領(lǐng)域中推廣使用。洪一介紹，“魂芯二號A”的推出，使得軟件無線電從理想走向現(xiàn)實(shí)，芯片功能逐漸取決于軟件算法的更新成為可能，為我國建立自主體系高端DSP產(chǎn)品譜系奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

根據(jù)摩爾定律，芯片每兩年更新一代。每隔兩年，芯片的性能提升一倍，價(jià)格、功耗減少一半。

“我們產(chǎn)品迭代會越來越快，但做到金字塔頂端時(shí)，靠一己之力很難突破，必須凝心聚力方能啃下‘硬骨頭’。 ”洪一說，他們的夢想是打造自主處理架構(gòu)的軟件無線電處理平臺，實(shí)現(xiàn)裝備硬件統(tǒng)一，功能取決于硬件上運(yùn)行的算法軟件，即硬件和軟件升級相互獨(dú)立，不斷完善自主DSP的生態(tài)環(huán)境，為軍民電子信息裝備的發(fā)展提供持續(xù)的基礎(chǔ)支撐。“國外的封鎖，的確給中國敲響了警鐘。但對我們而言，首先要不斷優(yōu)化算法，提升產(chǎn)品性能，讓產(chǎn)品本身更具競爭力和生命力，只有這樣客戶才會選擇你。 ”洪一表示。

核心技術(shù)要握在自己手里

創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動力。在當(dāng)前激烈的世界競爭中，核心技術(shù)花錢買不來，核心技術(shù)受制于人是最大的隱患。“中興事件”的發(fā)生，讓“缺芯少魂”的問題，再次嚴(yán)峻地?cái)[在人們面前，也再次提醒我們，解決痛點(diǎn)必須靠自主創(chuàng)新。

中國電科38所最近發(fā)布完全自主研發(fā)的“魂芯二號A”高性能芯片，外觀雖然只比一元硬幣大一點(diǎn)，但運(yùn)算能力達(dá)到每秒千億次浮點(diǎn)運(yùn)算。這是我國科學(xué)家通過自主創(chuàng)新掌握核心科技的生動實(shí)踐，既提振了中國人自主創(chuàng)新的信心，也充分證明只有把核心技術(shù)掌握在自己手中，才能真正掌握競爭和發(fā)展的主動權(quán)。暫時(shí)落后不等于永遠(yuǎn)落后。面對技術(shù)壁壘，不能盲目悲觀，也不必走極端之路。中國實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，既要堅(jiān)定不移地堅(jiān)持改革開放，又要用好國際國內(nèi)兩種科技資源，激發(fā)國人理性自強(qiáng)的心態(tài)與能力，通過自力更生掌握核心科技。

中興的業(yè)務(wù)中如手機(jī)還是會受到禁運(yùn)的影響，但不是不可替代。魂芯二號A芯片是可替代的基站設(shè)備的核心部件，基站業(yè)務(wù)基本可以解決了。但魂芯二號A只是被迫提前放出來的，是魂芯二號的改進(jìn)，主打民用是魂芯三號，還沒徹底完工(性能提升是其次，主要提升通用性)但是這時(shí)候必須要拿出來提振士氣。

芯片的范圍太大了，國家不可能都投資，只能重點(diǎn)突破，圍繞國防工業(yè)做文章，比如dsp，adc，各種軍用cpu就投入巨資，效果也很好，fpga，這芯片也就是這幾年才開始在國內(nèi)宇航和航空大規(guī)模應(yīng)用，所以國家之前沒投入重點(diǎn)。還有請嘲諷龍芯的人看看，這芯片是在龍芯的技術(shù)上發(fā)展而來的，龍芯孵化器的作用居功至偉。