黎明前的沉寂 狂夫2006-10-12 13:16:57

　　龙芯出来了！
　　4年多，那个刚刚起步的龙芯，经历了“高性能”的追捧，“造假”风波的余震，从不知事故到洗尽铅华，她，承载着国人的期待与梦想，也承受着无端的指责与诋毁，正款款向我们走来，一路艰辛，却一路坚定。
　　
　　雄关漫道铮如铁 而今迈步从头越
　　让我们手捧一杯清茶，回顾一下龙芯这4年多的发展历程。
　　2002年9月22日，再普通不过的一天。但一则中国科学院计算机所的科技新闻让我们感受到了当年夏季的炽热——龙芯1号高性能通用CPU芯片研制成功。
　　紧接着中科院计算所在稍后的时间发布龙芯2号的研制计划，2号计划几乎是与1号同时提出的，因为1号的送验需要集中全所技术骨干，而不得不等到1号送验结果出来后才能正式开始。
　　龙芯2号的性能要求是，或者说是技术指标是：64位，500MHz主频以上，spec值达到或超过300分，这几乎是龙芯1号性能的10倍。当然这是龙芯2E的要求，刚开始的龙芯2，经历了2A的失败，2B的性能不够，2C的柳暗花明，2D的逐渐成熟，2E在此基础上渐入佳境。我们科研人员的艰苦付出也终于有了令人比较满意的结果。
　　中间的坎坷困难自不必说，历尽艰辛，早已欲辩无言。
　　龙芯2E是中国IT历史上具有真正意义的通用型CPU，作为计算机（不仅仅是PC）的关键部件，可以说CPU设计是IT领域集系统化设计之大成。龙芯2E采用了一系列国际顶尖的设计方法，如四发射的动态超标量超流水线结构、先进的转移猜测、寄存器重命名、动态调度、以及非阻塞的高速缓存访问等乱序执行技术。这些技术能够更好的解决CPU指令命中、数据猜测里面的大量问题。
　　古语道：万物生于有，有生于无。如果说龙芯2号承载的是科技奇葩的产业化重任，那么龙芯1号则是从无到有的历史性标记。如果说产品的规模制造是产业化过程的必经之路，那么产品设计则是解决量产关键的一环。换一句话说，没有设计能力还谈什么修建产品流水线进行量产呢？
　　诚然，我们的半导体业还很稚嫩，龙芯CPU的技术发展也仍需紧追世界步伐。但必须无畏无悔地一关一关的闯过去，用时间，用努力，用有一天我们不再受制于人的理想和为之奉献的精神，我们终能取得更大的成就。
　　
　　忽如一夜春风来 千树万树梨花开
　　科技产品产业化、规模化难题一向是我们国家科技发展的痛。按住国际利益环境的压制不表，产业化难的主要原因是没能调动起中国国内企业的跟进热情，也没能把好弄虚作假的关。国内企业也有“提”不起、“放”不下的不足之处。
　　但现在不一样了，痛定思痛，科技产品的产业化无论是何种情况，随着时代的发展，这个坎终归得跨过去。我们的技术实力、市场实力虽然微薄，产业化经验也十分有限，但时不我待，科技发展如逆水行舟，不进则退。
　　龙芯应该说生不逢时，也可以说生得逢时。她一出生，就面临国际半导体产业处于成熟阶段、技术壁垒难以突破的困境，却也恰逢国家对科技产品产业化的客观、正确认识与积极主导。在这样的环境下，龙芯的技术突破一路高歌，产业化之路却走的并不轻松。
　　龙芯的产业化推广者是中科院下属的北京神州龙芯集成电路设计有限公司。2005年初，由于机缘巧合，一家对龙芯早已“心向往之”的国内企业出现了，而主要负责人则早在2002年就已对龙芯的发展表示了极大的关注。
　　2005年与北京神州基本达成了有关龙芯产业化的意向性协定，并着手为“龙芯”CPU开发设计系列电脑、服务器、网络设备、超级计算机等硬件产品以及与之配套的操作系统。这家公司，就是现在的四川国芯，全称是四川国芯科技有限责任公司（Sinomanic Co., Ltd.）。
　　四川国芯科技虽然成立近两年，但其技术人员对龙芯进行技术研究则已超过三年时间。这三年多时间里，国芯解决了重重技术难题，现在正进行首批产品量产前的完善工作。
　　国芯的中小学生笔记本（台式）电脑系列产品工业设计图 、“小康电脑”工业设计图以及学生笔记本电脑工业主板实物图附后。
　　四川国芯的“学生系列”电脑基于龙芯1号（型号GS32I）设计，作为一款学习用电脑，主要面向中国中小学生大众，解决众多中小学生电子化学习、电脑入门等教育现代化问题。这款专门为中小学生学习研发的笔记本电脑采用龙芯1号处理器，128M内存，10.2寸彩色宽屏液晶显示器，40G硬盘，配备大量学习课件与名校辅导材料，英汉字典、数学公式、学习软件等，是中小学生学习的良师益友，生活的好伴侣。四川国芯计划2007年进行大批量生产。
　　而“小康系列”则特别适合于广大农村地区，实现我国农村的低成本信息化建设。它具有上网冲浪、播放电影、教导学生学习、WEB服务等诸多功能，让新时代新农民第一时间了解到最新农村致富信息、最新农村法律知识、最新国家惠农政策、最新致富状元、最新农村社会保障探索、农村基层新型合作组织探索、最新农副产品市场行情、农副产品未来市场预测、农业专家论坛以及健康小常识等信息。
　　国芯与龙芯的合作还迈向了更加广阔的一步。2006年9月18日，龙芯与国芯签订了“龙芯2E”增强型处理器产业化协议。计划于2007年下半年推出高性能的基于“龙芯2E”处理器的商务电脑，高性能的多CPU安全服务器等产品，时至此，龙芯的产业化发展得到了来自民族企业的有力支持，龙芯前进的步伐将更加坚实。
　　
　　问渠哪得清如许 为有源头活水来
　　说到计算机，不可不提的则是操作系统，这个自计算机出现以来就成为计算机软件领域的关键设计，为计算机应用范围的扩展、计算机可操作性的提高立下了不可磨灭的功劳。
　　由于龙芯CPU指令集采用龙芯指令集（一套完整高效的精简指令集，与X86不兼容）的原因，龙芯并不能直接使用基于X86体系下的Windows、Linux等操作系统，但可使用MIPS指令集下已经编译完成的其他操作系统，比较著名的有Debian Linux、Windows CE等。四川国芯在设计龙芯电脑初期，也尝试过使用Debian Linux，但测试结果并不理想，Linux并非为龙芯定制，也没有官方会为龙芯进行编译，技术支持方面更有一定困难，Linux在龙芯上面的表现并不佳。而由于Linux的开源，使得这既是Linux的强势，也是Linux的弱点，那就是——不够统一的标准与规范，使得Linux的维护更新变得困难。作为计算机技术的爱好者与研究者来说，Linux是很好的选择，她给人们敞开了一扇了解操作系统处理机制的大门，但作为一个桌面操作系统，应用于普及层次的大众计算机使用者来说，则复杂且难以驾驭。
　　在这里需要说明一下现代计算机操作系统的特征与几种类别。现代计算机操作系统与古老的操作系统最大的区别就是模块化、可定制、可裁减。以此特征为基础，操作系统逐渐形成了几种类别：
　　1、整内核操作系统
　　顾名思义，“整内核”的意思就是操作系统内核与其上的应用层、服务层是一个整体，不可分割，几乎就没有“层”这个概念。她属于一种古老的计算机操作系统，具有代表性的是Windows 9X系列、Unix、Linux（Unix的演伸），整内核具有内核与服务不可分割的缺点，导致应用死掉则操作系统内核死掉，则软件系统当掉，可移植性差，但其执行效率比较高效。
　　2、微内核操作系统
　　这并不是一个新兴概念，早在上世纪70年代就有人提出，并付诸实检。微内核与整内核最大的不同是内核精简，作为操作系统更高层次上的抽象，成为“操作系统的操作系统”。微内核只有为数不多的内核指令，诸如基本IO、进程间通信、进程调度、基本内存管理等能够被“抽象”出来的基本指令，其他的，则被定义在核外，如文件系统、窗口管理器、WEB服务等。与整内核不同，微内核（第一代）的核内外通信采用消息传递通信机制（IPC）处理上层提交的请求，这使得微内核（第一代）在处理应用上效率较低，但微内核结构清晰，维护方便、易于移植。典型的第一代微内核操作系统有：Mach、Minix、QNX、Unix V4等。第二代微内核在通信机制方面作出了改进，通信性能进一步提高，典型的第二代微内核操作系统是L4系统、Exokernel系统等。
　　3、混合内核
　　由于微内核在核间通信方面的效率问题，或者其他商业考虑，不少企业设计了混合内核的操作系统。混合内核操作系统在内核容量方面比微内核大，加入了部分在微内核看来属于核外的东西，如文件系统、图形管理等比较庞大的部分，并采用了自己的通信机制。典型的混合内核操作系统是Windows NT系列，而即将问世的Windows Vista将是微软混合型内核操作系统中最后一款。
　　其它还有虚拟机型、层次型等分类，就不一一细述了。
　　四川国芯当时也在究竟是“用现成的”还是“自创一个”上面犹豫良久。操作系统设计并非想象中那么难，但费时费力，且别人都弄了，我们还有必要弄一个操作系统吗？但来自国际的一些信息告诉了我们，操作系统只有自己设计，否则仍然不能掌握软件体系的核心，仍然会受制于人。四川国芯的Future Alpha（未来α）内核就是在这样的指导思想下的产物。
　　国芯Future Alpha是基于第二代微内核超前思想进行开发的全新操作系统内核（特别提醒，不是Linux，BSD等），具有内核代码小、可移植强、可适应性强、高性能的优点，并使用国芯新型IPC机制代替了原来的IPC机制，内核实行紧密耦合，内核效率成倍提高。由于设计思想上的超前与执行过程正确，Future Alpha研发进展神速，目前内核代码基本完成。且Future Alpha专为龙芯设计，可以极大的提高龙芯CPU的处理能力。计划与龙芯中小学生系列电脑、小康电脑搭配的就是Future Alpha微内核高性能操作系统。
　　拥有了自主的龙芯CPU，再拥有了自主的Future Alpha操作系统，作为龙芯平台，龙芯的应用将形成一个崭新的、完整的“天空”。
　　四川国芯的科研团队早已做好迎接挑战的准备，确保产品性能关、质量关，公司网站www.sinomanic.com将于2006年10月20日左右正式开通。
　　
　　结语
　　龙芯的产业化是国家强大的必要保证，龙芯的产业化也将带给国内的消费者更多的回报。让我们拭目以待，共同成为中国IT产业的见证者。
　　一路从喧嚣走来，赞美与质疑在风中沉浮，成为前行者身后的回响。但前行者知道，远方才是荣光。