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中国电子自主造“芯”

文章导读: 你一定在好莱坞大片里看过如下桥段:英雄人物破除重重艰难,潜入企图毁灭世界的野心人物的控制机房,在千钧一发之际按下按钮,终止了可能毁灭世界的某个程序。

“军民融合发展先锋”系列

【发现中国原创技术】中国电子自主造“芯”

9月将参加党政机关计算机系统工程招标

《中国经济周刊》 见习记者 何方竹|北京报道

你一定在好莱坞大片里看过如下桥段:英雄人物破除重重艰难,潜入企图毁灭世界的野心人物的控制机房,在千钧一发之际按下按钮,终止了可能毁灭世界的某个程序。实际上,如果别有用心的人想进入你的电脑,启动或者终止你的程序,远没有那么麻烦。因为你的电脑系统、应用软件可能自带了某种类似“后门”的程序,黑客或者软件设计方可以远程利用这道“后门”,绕过你电脑的安全设置,登录系统,窃取你的隐私,甚至让电脑陷入瘫痪。

如果这种情况发生在国家要害部门的电脑中则更为可怕,因为这涉及国家秘密和国家安全。长期以来,由于中国自主研发的安全可靠的电脑芯片及操作系统非常稀缺,无法大规模使用,因此各行各业的计算机系统可以说大多是在“裸奔”,安全隐患十分严重。

作为一家以电子信息为主业的军工单位,中国电子信息产业集团有限公司(下称“中国电子”)试图扭转这一局面,构筑自主可控的计算机产业发展生态。近日,中国电子旗下中国软件与技术服务股份有限公司(600536.SH)高级副总裁王定健在接受《中国经济周刊》采访时介绍,完全由中国自主研发的安全可靠的计算机芯片及系统已经研制完成,今年9月将参加中国党政机关计算机系统的工程招标。

改变中国计算机“缺芯”现状

在工业和信息化部安全可靠软硬件联合攻关基地,一位年轻的科研工作人员向记者展示中国电子最新的研究成果——“智桥”SDN智能高密度万兆交换芯片和“飞腾”FT-1500A系列CPU(计算机中央处理器),以及应用了这套最新成果的计算机整机。该科研人员介绍,该整机开机和打开网页速度明显快于目前行业普遍达到的速度,同时播放四个高清视频仍十分流畅,更重要的是这是中国独立自主研发的芯片,能够改变中国计算机行业“缺芯”和“免疫力低下”的问题。

“缺芯”是指中国缺乏自主研发的计算机芯片,而“免疫力低下”是指因缺乏自主芯片导致的网络信息安全受到威胁。业内通常认为,高端通用芯片是制约网络信息安全建设最为核心的因素。

王定健向记者介绍了“缺芯”的危害:计算机内置非自主研发的芯片时,即便在不联网的情况下,黑客或者芯片生产者也可以通过外层电磁空间启动预置在芯片当中的逻辑,让芯片自毁。

据王定健介绍,目前国际上主流的CPU技术路线主要是美国英特尔公司的Intel(x86)和英国ARM公司的ARM处理器。Intel(x86)在通用信息系统领域是主流且最成熟的体系,但它是封闭垄断的体系。由于涉及到国家利益,中国想走基于Intel(x86)的完全自主知识产权的CPU技术路线几乎不可能。

相反,ARM是一种开放的授权模式,美国、韩国、俄罗斯和中国等国家均得到了ARM V8架构的授权。然而,基于ARM架构的芯片如今还只是在手机移动终端上风靡全球,如何在电脑中成熟应用,大多数国家还在研发和完善中。

王定健说,ARM V8架构是一个新兴的世界上各国都在积极支持的处理器架构,具有安全、可控、高效,低功耗、低能耗的优点。2014年10月份,中国电子作出基于ARM V8架构研发芯片和系统的战略决策。目前,由国内产业界共同打造的基于ARM V8架构的产业生态环境正在形成,并持续完善中。

从“基本不能用”到“非常好用”

构建基于ARM的系统也并非一帆风顺。谈起这段往事,王定健仍然感慨颇深。据他介绍,国家最初给中国电子的任务是“做好准备,解决综合性问题”。

2011年秋,“核高基”(核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品)基础产品都研发出来了,大家迫不及待地要求立即组装试用。但是结果给每个人都浇了一盆冷水。王定健用“崩溃”两个字形容当时大家的心情,因为组装后的机器在运行中出现的问题多达数百个,当时一些专家甚至作出“自主研发的东西基本不可用”的悲观结论。难道这就是国家前后投入数十亿元,最终能看到的结果?中国电子不甘心,决心啃下这块硬骨头。“这是政治任务。”王定健说。

随后,中国电子用了9个月时间深入研究,得出结论:问题不仅仅出在单个产品上,而是出在系统上。接着,在工信部领导下,中国电子牵头,联合国内基础软件制造厂商的一线专家,集中在中关村一间680平米的办公室,夜以继日进行适配攻关,11个月后实现整机系统无障碍运行。然而,打开应用界面需要抽一根烟的时间,这样的系统谁能受得了?现场的人莫不再受打击。

然而,中国电子越挫越勇。王定健告诉《中国经济周刊》,当时国际上计算机有“2、5、8秒的标准”,即打开软件2秒是比较快的,5秒是正常,8秒还能忍受。“有人笑话我们说,‘你们弄出20秒、50秒、80秒就不错了。’但是我们不放弃,经过一年的探索, 软件打开时间终于让我们做进了5秒。”王定健说。

2014年12月17日,中国电子宣布基于ARM V8架构的芯片试制成功。“几个老男人在攻关基地热情相拥。”王定健这样形容当时兴奋喜悦的心情。

做成了芯片,接着是操作系统、搭建生态环境、对接各类应用,最后提升用户体验。随着一个个技术堡垒被攻破,由中国自主研发的安全、可靠、好用的计算机整机终于呈现在人们眼前。

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计算机安全可靠,军民融合是重要保障

中国电子信息产业集团有限公司副总经理 向梓仲

计算机软硬件系统的自主研发有赖于联合开放和融合发展。联合开放就是说,不管是这个领域的“国家队”,还是民营企业,只要愿意为国家的网络信息安全做贡献,就要联合起来。融合发展就是指军民融合,无论是技术还是市场,都需要军民融合,既服务于国民经济建设,又服务于国防建设。

中国电子是以电子信息为主业,这决定了中国电子天生具有“军民融合”的禀赋。中国电子董事长、党组书记芮晓武提出,构建联合开放的产业生态环境、坚持军民融合的发展思路,是中国电子攻坚克难的制胜法宝。中国电子发展军民融合,不仅有资金支持,更有政策保障。在业绩考核上,不单单强调指标增长,会更加重视重点工作任务的达成情况。

未来,中国电子要成为信息产业的国家队,能够代表国家在国际市场上参与竞争,同时更要承接国家的国民经济建设重点领域和国防安全重要领域的建设。

p39-1 “智桥”SDN 智能高密度万兆交换芯片

“智桥”SDN 智能高密度万兆交换芯片

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专家点评

核高基国家科技重大专项总体专家组成员韩乃平:

国产软硬件体系有待持续创新

中国电子的战略实际上是把芯片、操作系统、数据库,加上应用软件进行软硬件的纵向整合。自主软硬件体系的结合可以大大提高国内信息安全的可控性。国家也在力推服务器软硬件系统和桌面PC端软硬件系统。

从国际上来看,服务器软硬件系统发展较为成熟,以前是Unix和Windows,现在Linux发展比较快,Linux在国际上的使用率占90%以上,经济价值超过16%;而桌面PC端的软硬件系统目前还是以Windows为主,在全球占有率超过90%。

中国电子要在软硬件结合上进行突破,需要从服务器端和桌面PC端两个方向入手。中国电子目前打造的“飞腾”芯片所基于的ARM架构在移动端已有优势,但是在桌面PC端要取得突破还有赖于持续的创新和产业链的配套。

从国内整个信息产业的发展进程来看,国产软硬件现在已经可以基本满足普通的政务、办公等需求,但是满足中高端需求仍需要持续创新和产业界的共同努力。

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