自主CPU的困境与必然——CCF2020年会胡伟武报告有感

说在前头，这是本人“感言”而不是“技术评价”。本人不是微电子技术专业人才，只是从国家战略层面和作为一个2000年就接触电脑的老IT迷角度讲讲自己的感受。为表严肃，本篇全文以文字表达，不列插图。

胡伟武先生的报告题为《指令系统的自主和兼容》，其中开篇就提到了一个重要的国家战略：

构建独立于WNTEL和AA联盟的安全可控的信息技术体系和产业生态。

这句话背后隐藏的战略深意是意味深长的。众所周知，随着搭载INTEL的8088芯片和MS DOS1.0的IBM PC的诞生，世界从工业时代正式开始转向信息时代。在1990年代，信息技术的积累带来了第三次工业革命——信息技术革命，它不仅开创了现在最热门的家用电脑、电子娱乐、网络平台、移动可穿戴设备和AI技术的巨大市场，还在世界经济格局上打通了全球的产业链，加速经济全球化和政治全球化的构建，在军事上也为机械化插上了信息化的翅膀，让武器的作战性能成倍提高，利用率大幅加强。因此，我们可以明确的说，在第三次信息技术革命这个时间点，谁抓住了“信息技术引领者”的牛鼻子，就寓意着掌握住了未来国内产业的龙头和基础。我们常说的WINTEL和AA，正是从信息技术的根基——计算机芯片微结构和基本软件（BIOS，编译器,OS和设备驱动）牢牢地控制住了“河源”，从此为他们带来了持久而巨大的经济利益。同时，这些企业无一例外是美国企业，因此他们的成功，也让美国坐稳了第三次工业革命的龙头老大地位。所以，中国要想成为能和美国抗衡的新兴大国，就意味着自己必须在第三次工业革命中居于优势地位，从而能够拥有持久的竞争力。

但是，从头设计一款计算机系统和生态谈何容易！当今计算机的基本理论起源于二战前的“图灵机”设想，已经有着接近80年的历史；75年前，5000支真空管的艾尼阿克计算机，掀开了现代二进制计算机的篇章。70年前，贝尔实验室开发出了晶体管；65年前，IBM发明了硬盘技术；55年前，IBM拿出自己五年的营业收入——50亿美金——相当于10艘企业号航母的造价或阿波罗计划的四分之一——开发了世界上首个可以商业推广的指令集兼容的大型计算机SYSTEM 360。这种造价高达250万美元的计算机——相当于一整架F-4鬼怪战斗机价格，但就算如此昂贵，也不能降低人们的热情——从1965年投放市场就创造了月销千台的可怕业绩！从此，美国开始进入了数字时代，SYSTEM360先是成为了阿波罗计划的主控计算机和数据库中心，又成为了全美航空公司销售数据中心，并使得沃尔玛从1976得以建设极为成功的“零库存管理制度”（起源于丰田，由沃尔玛发扬光大，并成为世界前五的巨型集团）。在此基础上，美国北美防空司令部建立了全美防空控制系统，其控制内网就是当代互联网前身。后来，就是IBM，英特尔，微软，苹果的个人电脑和如今的时代了。我们使用的BASIC语言，C语言，UNIX系统，基本上都能追溯到1960-1970那个辉煌的时代。而我们中国，由于技术的断档和“拿来主义”的影响，2006年才开始推进“核高基计划”，显然是不可能在短暂的时间内重演这个过程的。这就意味着，我国必须在短时间内，找到一条自己的出路。为了降低初始工作量，我们中国一开始由技术较为开放的MIPS入手，开发了龙芯1号。但是不巧的是，MIPS到达我国已经是2001年，而微软早在1999年就不再为它开发WINDOWS系统，这使得龙芯一经诞生就缺乏生态。

中国自主系统起步就已经步履维艰，更要命的是，美国从一开始就没想让中国的自主IT产业做大做强。为了摧毁中国独立的IT产业链，美国在2001-2010年间进行了10年的信息技术倾销，不但以低价出口中国电脑零配件（不过也带来了中国兼容机的黄金时代），同时在某种程度上纵容盗版，以至于到了2010年中国信息技术经济和互联网经济成熟的时候，我们早已习惯使用WINDOWS系统和X86架构的计算机，使用的是盗版的PS、OFFICE而不是国产的WPS，连这篇文章都是在WIN7系统下写出来的。因此，在2010年以后，中国从美国进口最多的商品就成了计算机芯片，每年需要向美国花费几千亿购买微芯片，超过中国购买美国客机的数量。而在美国“潜移默化”（和平YB）中国人之后，美国终于在2010年之后露出獠牙，先是利用各种法律手段威逼进行国际化的中国企业必须换装美国正版系统（如我之前待过的国有某大型基建集团就被迫高价卖入AUTO CAD软件，10万一台电脑），之后又连续拿起201,301调查等大棒威逼中国政府停止扶持国内品牌。同时，2013年曝光的“棱镜门”，和之后英特尔被曝光的“幽灵”和“熔断”核心代码漏洞，也让我们警醒美国在信息技术底层的优势是多么威胁国内信息安全。在这个背景下，中国开始重提“自主信息系统”。

一开始，顶层决策者只提到了“构建安全可控的信息技术体系”，因为那时候我国还只是认为中美对抗只会停留在美国对中国政府和军方的信息系统威胁上，因此构建一个军队和政府机构内部的安全系统就足够了；但是随着特朗普上台，美国的制裁愈演愈烈，尤其是2018年美国撕毁贸易合作条约，对中国高端技术直截了当开始制裁，让中国人真正觉醒——美国一开始就是准备要了中国人的命。这一切不仅仅是收割中国巨大的使用美制计算机的市场，更是要从政治、军事上全面削弱甚至摧毁中国的信息经济体系，从而将中国“野心”完全消灭，把中国削弱回改革开放之前那个缺衣少食的时代。因此，由于美国的狼子野心昭然若揭，中国科技时报一连发表了数十篇《中国科技之痛》，其中很多篇章都和信息技术有关。因此，中国开始加快国产替代的进程，也开始构建自己的生态，以对抗美国WINTEL和AA联盟的生态挤压。但就算此时，国内的目标也仍然是建立在开源平台和授权平台下构建自主的芯片和软件体系，如ARM平台下的鲲鹏、飞腾，X86授权的兆芯，MIPS授权的龙芯等等。

但美国并未停歇，到了2020年更是变本加厉，他们开始直接利用美国总统令来迫使美国（及其控制的国家）企业停止和中国华为、Tik Tok的合作，禁止他们使用“任何含有美国技术”的生产线生产（如光刻机），想要彻底扼杀中国顶尖企业。同时，随着美国大选临近，特朗普孤注一掷，对中国不断展开军事威胁，甚至动用台湾牌这张中美关系的底牌，在这个冲击下，中美关系急转直下，原本不会被认为是可能性的“中美直接军事冲突”，也已经在中美的军事政治评论员嘴里成为了大家担心的元素。一旦中美擦枪走火（或者美国蓄意制造）进入武力冲突时，中美的信息技术合作必然中断，这种后果不仅是华为的芯片生产、操作系统都遭受了强烈的打击，同时连带国内其他使用美国企业控制的X86、ARM、MIPS、RISC-V等架构的芯片企业，甚至高度依赖GitHub 的国内开源软件（GitHub因美国对伊朗禁令封杀了2位伊朗工程师的账号），也都有了极大的安全风险。因此在这个背景下，中国再一次升级了这个战略——构建独立于WNTEL和AA联盟的安全可控的信息技术体系和产业生态。说到底，这已经是做好了中美全面交恶，中国一切美国信息技术都被封杀的情况下，维持国内庞大的信息系统运转的最坏准备了。胡伟武这篇文章的“仓促”（很多二进制翻译的效率分析和上机测试结果都不全），和几天前中国提出的“集成电路成为一级学科”，都体现出中国信息技术产业在中美关系急剧恶化的现在的急迫性。

所以，胡伟武提出的“LoongArch” 创新架构，就不能以“脱离MIPS生态是否还有前途”、“和ARM,X86的国内其他厂商有无竞争力”的传统经济思维去思考，而是得建立在中美一旦爆发战争，国内是否能够在数年乃至数十年的中美敌对环境下，独立完成信息技术的自我迭代和性能提升的环境之上。因此，“LoongArch”所采用的“全新底层指令集”和“二进制翻译以全盘兼容ARM,MIPS,X86”这些在经济学上都不能成立的设计，其真正的目的是在中美战争爆发，中美全部信息技术交流中断的环境下，维持国内已经形成国民习惯的X86，ARM，LINUX应用体验的信息设备运转和更新。整个全新指令集计划有着明确的政令导向性和国际环境的危急性，而非传统的经济创收方向。

中国的信息技术环境鱼龙混杂，各种情报充斥，很多人一眼难以判断对错是非，美国长达20多年的和平YB计划对中国的信息技术应用习惯的塑造也导致很多国人接受不了某日突然所有的美国技术设备都无法使用的结局。但是，中美文化、国体的差异，决定中美并不会是简单的美苏意识形态之争，而是很有可能进化到“文明之争”的水平。在这样的背景下，无论多么困难，中国也必须要做好和美国直接冲突，断绝海外经济利益和科技流入的一切准备。只有自己强大到美国帝国主义分子不敢于冒险，中美的文化、科技、经济和文明交流才会步入平稳而对等的未来。