“這標志著我國在自主研發(fā)CPU芯片領域邁開了實質性的一大步。”教育部對THUMP的誕生給予了較高評價。
領跑自主知識產權運動
清華大學對自主研發(fā)CPU芯片準備已久。2000年國務院18號文件?即《鼓勵軟件產業(yè)和集成電路產業(yè)發(fā)展的若干政策》?出臺后，清華大學便決定研制一種具有自主知識產權的32位嵌入式微處理器芯片，由副校長龔克親自帶隊。經過多名專家院士的討論到報請校方批準，2002年7月1日，該研究項目正式啟動。
2003年7月，研究組送出TSMC流片，同年9月返回測試成功，實際的研發(fā)過程不到一年半時間，比預期的兩年縮短了半年。據(jù)清華信息研究院科研人員介紹，在Intel、AMD等大公司相關人員到清華信息研究院參觀時，他們最大的反應莫過于驚奇?！叭绱硕痰臅r間、如此少的經費研制出這樣指標的CPU芯片，在他們看來簡直是不可思議的?！钡芯拷M不愿透露此次THUMP研發(fā)所花費的具體金額。
在微處理器問世三十年的今天，要推動一個全新的指令集架構是一個耗資百億元，費時數(shù)年而結果難測的冒險。顯然，這不符合飛速發(fā)展的中國經濟對片上系統(tǒng)嵌入微處理器的要求。曾經輝煌的數(shù)字設備公司Alpha架構的煙消云散很清楚地證明了這一點。因此，擬定研發(fā)兼容性CPU是“中國芯”趕超國際先進水平的極佳路徑。而THUMP芯片正是基于經濟效益和技術效益的考慮，實現(xiàn)了與MIPS(目前唯一面向通用處理器和嵌入式處理器的體系結構)兼容。
據(jù)了解，伴隨THUMP芯片的問世，一套完整的CPU設計驗證開發(fā)平臺和系統(tǒng)應用調試平臺也已建立起來。清華大學有關研究人員稱，清華有望在推廣該平臺的同時，還將進行其他更多CPU芯片項目的研發(fā)。
此次32位嵌入式微處理器的自主研發(fā)，是否意味著我國計算機相關產業(yè)自主知識產權的形成勝利在望？業(yè)界對此討論頗為熱烈。
清華大學微處理器與系統(tǒng)芯片技術研究中心主任、此次CPU科研小組負責人汪東升教授介紹，THUMP芯片擁有全部自主知識產權，到目前為止，已有6項專利在接受審核。作為一個開端，THUMP芯片的自主研發(fā)當之無愧成為我國計算機相關產業(yè)自主知識產權運動的“領跑者”。
3-5年手機用上“中國芯”
對THUMP芯片的市場前景和經濟效益，汪東升信心十足，“這是毋庸置疑的”！他稱，目前THUMP芯片已經通過個別企業(yè)和技術部門的應用檢驗，滿意度較高。他還透露，清華近期和國內多家生產設備廠家、銷售單位及配套單位都有一定的接觸，雙方將致力于建立產業(yè)化聯(lián)盟。
據(jù)汪東升介紹，THUMP芯片可以應用在數(shù)碼相機、DVD、HDTV?高清晰度電視?等數(shù)字消費類產品，打印機、掃描儀等辦公自動化產品，以及掌上電腦、個人數(shù)字助理、可視電話、3G手機等移動設備產品上。清華已經研制出了一種網絡流量分配器和網絡計算機，將在今年3、4月正式對外宣傳發(fā)布。
顯然，國內最高頻率的微處理器研制成功，對于科研小組來說只是一個階段性的勝利。汪東升介紹說，科研小組將對THUMP芯片進行更加詳細的性能分析和測試以及可靠性設計。然后進一步完成針對THUMP微處理器的應用開發(fā)，提供一批有關網絡流量分配器、網關等應用樣機，供應用單位試用，為THUMP的推廣應用作好技術準備。
另外，THUMP微處理器芯片的兼容性和低功耗優(yōu)勢，使它在嵌入式應用系統(tǒng)方面大有用武之地。Intel加Windows架構長期壟斷著通用微處理器市場，但由于嵌入式CPU面向的是一定領域的應用，壟斷局面很難形成。有關專家稱，目前制造、儀器儀表、軍工等領域具有廣闊的嵌入式數(shù)字化產品市場，以此作為切入點，能夠更有效地搶占市場。
“我們將完善THUMP微處理器芯片對Linux和其它國產嵌入式操作系統(tǒng)、Windows CE等操作系統(tǒng)的支持，在國防應用、工業(yè)控制、終端和外設產品等領域大面積地推廣應用。”汪稱，“在進一步開發(fā)性能更高的嵌入式微處理器芯片或通用微處理器芯片等領域，我們已經著手展開了科研工作。”
汪東升還表示，目前我國在CPU研發(fā)上基本形成了一種群體突破的局勢，預計在今后3-5年里，我國嵌入式CPU市場將會占據(jù)很大份額，國產CPU將會越來越多地取代國外品牌，應用在手機、數(shù)字電視、電冰箱、洗衣機等產品中。以手機為例，其芯片供應商主要由德州儀器、飛利浦、摩托羅拉等少數(shù)國外廠家壟斷。
10-15年計劃
在汪東升看來，清華自主研發(fā)32位嵌入式微處理器的初衷其實是培養(yǎng)人才，積蓄力量，以備將來厚積薄發(fā)。
艱苦而復雜的科研工作給科研人員提供了一個鍛煉和提高的機會。汪東升稱：“讓我們自主研制CPU是以前根本不敢想的事，但是經過這次研發(fā)，我覺得以后什么都敢去做了?！彼硎荆S著我國CPU研究領域的不斷深入，大量的高端信息人才也會不斷積累更多技術知識和經驗，使其整體素質得以飛躍。
汪東升認為，大批集成電路設計人才的短缺是我國CPU研制發(fā)展的瓶頸?！斑@正是我們?yōu)楹伟雅囵B(yǎng)人才作為此次研發(fā)THUMP芯片的首要目的所在。”汪還告訴記者，我國信息人才流失現(xiàn)象十分嚴重，如清華、北大等院校培養(yǎng)出來的優(yōu)秀人才都陸續(xù)被Intel等國外先進企業(yè)挖出去，造成國內信息企業(yè)高端人才的大缺口。
“Intel、AMD等在設計、軟件、經驗積累上業(yè)已成熟，在這些技術領域，我們存在差距是不容否認的?！蓖魱|升冷靜分析這次研發(fā)的不足。他坦言，由于剛開始擔心較大，顧慮較多，所以研發(fā)過程總的來說是比較保守的，理所當然會在一定程度上制約科研成果的水平。
此外，任何CPU研制起步都不可逾越的過程：不能找到一個應用切入點。當然，隨著我國微處理器研制的不斷發(fā)展，這是可以逐漸克服的，因為用戶也要有一個適應過程。
對于目前我國微處理器研制所處的水平，汪東升的評價是：設計上尚有國際水平，技術基礎還較好?！癐ntel、AMD等在設計、軟件、經驗積累上業(yè)已成熟，在這些技術領域，我們存在差距是不容否認的。”他估計，“從總體水平看，我們與國際最高水平的差距大約在10年左右?！?/P>
對于國內整個微處理器研制的發(fā)展，汪東升有著自己的想法。他認為人才的培養(yǎng)是當務之急；其次，國家要加大投入，保證充足的科研資金。汪東升還指出，目前我國各CPU研發(fā)機構在國內市場上屬于一種競爭關系，他希望各CPU研發(fā)機構變競爭為聯(lián)合，大家優(yōu)勢互補，成立一支全國性的研發(fā)隊伍，避免造成資金和人才的浪費。如何加強各產業(yè)與研發(fā)單位的聯(lián)盟，形成產業(yè)鏈結構，也是他考慮最多的問題。
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