申威亮剑

　　6月20日，基于申威处理器的神威太湖之光超级计算机一举夺得峰值运算速度、持续运算性能和性能功耗比三项世界第一。

　　如今，申威处理器在高性能计算领域已经与国际x86处理器分庭抗礼。但申威处理器剑指商用市场，恐怕还鲜为人知。

　　申威处理器要进入的商用市场，已经挤满了多家处理器厂商。在生态系统起着举足轻重作用的通处理器市场，申威处理器将如何打造一片自主可控的市场？

　　峥嵘初露

　　申威处理器在大众面前的首秀应该是在2011年的10月。当时，本报记者应邀采访了在济南举办的“2011年全国高性能计算学术年会”。年会期间，国家超级计算济南中心正式建成挂牌。

　　济南超算中心是继深圳中心、长沙中心之后，国家建设的第三个超级计算中心。安装在济南超算中心的神威蓝光超级计算机系统，采用的就是申威处理器。

　　科技部发表的《国家科技计划年度报告2014》中，在对2013年国家科技重大专项实施总结中表示：通过重大专项各参与主体的共同努力，民口重大专项取得了显著的阶段性成果，突破了一批制约国家竞争力的共性关键技术……电子信息领域，高端通用芯片的发展为“神威蓝光”等高性能计算机提供了支持，超级计算机CPU能效已经超过国外同类产品。

　　至此，申威处理器又与核高基计划紧密地联系在一起。核高基是“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”的简称，是国务院在2006年发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》中设立的16个重大专项之一。

　　进入重大专项，不仅意味着国家在研发经费上的强劲支持，更标志着研发单位在该领域代表着国家最高的技术水平。

　　在学术年会附设的产品展示区，记者还看到了基于申威处理器的服务器、防火墙、安全桌面终端等多种自主可控的设备的产品展示。这些展出的产品已经透露出申威处理器向商用市场进军的意志。

　　剑指商用

　　综观高性能计算的发展，高性能计算已从最初面向单一任务的科学计算，走向国民经济各个领域；从为单一科学计算优化的专用架构，走向适应商用计算的集群架构；从专用的处理器，走向通用的处理器。

　　在高性能计算俯下高贵身姿的同时，互联网、云计算、大数据等一波接一波的计算浪潮，不断推高通用计算的性能。最终，两者相会于云计算和大数据市场，而集群系统和通用处理器是两者的硬件基础。换句话说，高性能计算从窄众市场到大众市场的重心下移与商用计算从计算市场的中低端不断向高端扩张，都是计算市场的趋势。

　　申威处理器是由上海高性能集成电路设计中心（以下简称申威）研发的。该中心是隶属于上海市科委的事业单位。打开申威网页，三张滚动的焦点图上，依次写着：集成电路的国家队，潜心攻“芯”、自主研发，让信息更安全。这三句话高度概括了申威的技术实力、研发理念和使命。也有助于读者理解申威处理器为什么要进入通用计算市场。

　　本报记者日前在位于中关村软件园的北京中科网威信息技术有限公司（以下简称中科网威），采访到一位熟悉申威处理器发展的业内专家，听他谈谈申威处理器，以及申威处理器为何要进入通用计算市场。

　　申威是从2003年开始研发处理器的，很长一段时间专注于专用方向的处理器，其基于第二代“申威64”内核的1600处理器曾经是国际上首款实用的16核通用处理器。从2010年以后，申威才开始逐步在商用市场探索。2014年年底和2015年年初，申威公布了面向服务器、桌面计算和工业控制的一系列芯片产品手册，这标志着申威正式进入商用市场。

　　“申威经费基本上来自863项目和核高基项目。最初，申威处理器的定位只是高性能计算。后来之所以逐渐向商用市场拓展，说白了，国家投钱给你在高性能计算领域做处理器，你也应该满足国家在其他计算领域的需要。中国作为人口第一大国，第二大经济体，信息安全必须做到自主可控，不可能像小国那样依赖他人。”这位专家说。

　　这位专家表示，申威处理器从处理器的结构设计、逻辑设计、正确性验证，直到后端的物理设计及分析测试都是自己做的，其中包括指令集、编译器和操作系统等底层配套，真正做到了“全国产自主研发，全流程安全可控”。申威太湖之光超算系统夺得全球超算第一已经证明，申威的众核处理器在性能上已经赶上了国际先进水平。

　　但这位专家也表示，申威处理器在中高端服务器处理器、中低端PC的4核处理器和面向工业控制的单核嵌入式处理器方面，与国际主流水平还有不小的差距。原因在于起步晚、设计方法落后等，当然，工艺水平也是一个不可忽视的因素。众所周知，由于国际上对我国半导体设备的出口限制，导致我国集成电路制造工艺水平与国际先进水平存在明显的差距，从而显著影响到国产处理器计算性能的提高。

　　事实上，中科网威等第三方软硬件厂商的产品已经证明，在网络安全设备、办公应用等特定应用领域，申威处理器的性能已经够用；在音视频应用上，最新的操作系统已经支持全高清播放器。这位专家透露，到“十三五”末期，申威4核桌面处理器的性能将做到当时国际主流处理器性能的70%，从而能够满足商用市场大部分的应用需求。

　　国产与自主可控

　　目前，国产处理器市场的参与者大致分为两类：一是在智能移动设备领域的厂商，主要是购买ARM的处理器、图像处理器及其他功能电路的授权，这些厂家研发基于ARM内核的嵌入式处理器的目的，主要是为了满足智能终端对性能、功能、体积、功耗等方面需求，并非以信息安全为主要诉求。

　　第二类是看好信息安全这个发展空间巨大的市场的厂商。这其中大致又分为三种：一是申威和龙芯，完全是从底层开始自主研发；二是购买ARM的架构授权，所谓架构授权是ARM授权策略中最高等级的授权，可以对其指令集进行增减，然后在其上研发通用芯片；第三种是选择“站在巨人的肩膀上”的策略，比如说中晟宏芯通过IBM的OpenPOWER处理器授权研发服务器芯片、兆芯与威盛合作研发x86芯片等。最近，清华大学又与英特尔宣布，携手推动拥有自主知识产权的基于可重构计算技术的x86新型计算硬件和软件研发，虽然双方并不以处理器产品为目标，但将面向国内外进行相关架构的授权。

　　面向信息安全的国内市场刚刚起步，一下子就已经涌进来众多处理器厂商。

　　对此，这位专家表示，如果这些处理器原厂商进入内地市场，能够真正对国内信息安全有提高的话，那对中国的信息产业无疑是件好事。毕竟他们要拿出技术来，大家学习学习未尝不可。但学习之后最终还是要消化吸收变成自己的东西。那种拿着人家的东西贴上一个商标的做法是不可取的，也有违国家引进消化吸收再创新的初衷。

　　信息产业与传统产业很大的不同就是产品技术更新周期短。很可能没等消化完，人家新的又出来了。而且有些核心的东西是不可能给的，比如说媒体已披露的IBM与中晟宏芯合作中就不包括POWER处理器中最具价值的浮点计算等单元。“人家到底能给你多少，你又能消化多少，能吸收多少？这是个问题。”这位专家说，“我们希望看到的是消化吸收后的再创新，而不是引进了还没来得及消化吸收，又再引进新的。关键是形成自己的能力。如果消化不良，又不停地买，这跟买国外处理器没有多大的区别。”

　　这位专家表示，与国际同行相比，申威起步较晚，也是在不断的学习。申威处理器与国际高端服务器主流芯片一样，同属于RISC架构，有些东西是可以学习和借鉴的。但申威更重视的是创新，比如说申威处理器的浮点性能很强，这与申威多年来专注高性能计算有很大关系。

　　“无论是自己做，还是引进，或者合作，当你主打信息安全这张牌时，就要做到真正的自主可控。自主不可控或者可控不自主，这些都不是真正的自主可控，也是与自主可控的目标相悖的。”这位专家表示。

　　培育生态环境

　　IT市场上，生态系统愈发重要。曾经在PC市场上呼风唤雨的微软和英特尔，却在移动市场上惨遭滑铁卢，其原因就是败在苹果的iOS和谷歌的安卓两大生态系统之下。

　　由于我国自主可控市场尚处在起步期，不存在一家独大的局面。因此，生态系统对于进入这一市场的芯片厂商而言，不是相互竞争的手段，而是加速发展的方式。只有更多的独立硬件开发商和独立软件开发商进入生态系统，从而带来更多的产品与应用，才能吸引更多的最终用户，最终促进自主可控市场的发展。

　　在这位专家看来，申威进入自主可控市场有两大优势。一是从高性能计算领域向下辐射的技术优势与从处理器结构设计、物理设计与测试验证全流程的自主可控，从信息安全角度看，申威的指令集不仅是自主的，而且没有对外公布，编译器也是经过核准之后定向发布，没有对社会公开。这个相对封闭的环境，有助于信息安全，但在应用开发层面上则不如开放系统。二是申威的事业单位属性，国内芯片市场上已经出现过轰轰烈烈昙花一现的现象，用户不免有些担心，好不容易把应用迁移过来了，芯片厂商做着做着就做没了。但申威是事业单位，承担着自主可控的高性能处理器研发的国家任务，国家的这一需求是长期的。

　　在决定进入通用处理器市场之初，申威便在上海市科委的支持下，于2012年牵头成立了“上海国产高性能处理器平台产业技术创新战略联盟”，成员单位覆盖了从芯片、板级、整机、操作系统、数据库，以及应用软件等在内的全产业链，开启了申威生态系统的建设。

　　对于一个新的生态系统来说，要想有更多的应用和产品，首先要为第三方软硬件厂商提供优质的技术服务，从而减少他们在迁移过程中的技术障碍。如今，申威已经可以为不同技术层次的用户提供相应的服务，比如说，申威可以为硬件板级厂商提供处理器和编译器，为操作系统厂商提供主板，为应用开发商提供处理器、硬件整机和操作系统。

　　经过短短几年，联盟已经发展到20多家单位，全国基于申威处理器平台的软硬件开发者人数已经上万。

　　目前，联盟成员单位已经在自主可控市场上取得了不少成果。比如说中科网威推出的千兆防火墙系列产品已经通过多项权威认证；扬州万方电子技术有限公司推出了基于申威处理器的计算机、机架式服务器、刀片服务器和大数据一体机，它的大数据处理系统已经成功在某关键部门的自主可控大数据系统中成功部署和应用；创新科存储技术有限公司推出基于国内首款安全存储系统；成都爱斯顿科技有限公司推出了用于办公系统、工控和服务器的主板等。

　　自主可控市场刚刚起步，市场远未覆盖。这位专家表示，现阶段不应提倡竞争，因为重复开发只能带来浪费。希望更多的系统和应用厂商，多做产品，去覆盖更多的市场，为用户提供更多的产品。

　　申威在这个时刻进入自主可控的主战场，是因为信息安全已经成为产业乃至国家发展的重要保障，是因为自主可控的市场大潮即将来临。而中科网威等企业在自主可控上的实践，业已证明，在自主可控上的投入不仅可以很快带来现实回报，而且自主可控更是颠覆市场格局的利器，从而给企业带来中长期的战略回报。

　　记者手记 打破生态系统魔铁壁

　　日益严峻的信息安全挑战，催生了包括网络安全在内的国内自主可控市场。但是，来自用户一侧强劲的市场需求与相对不足的产品与服务，形成了很明显的对比。究其原因，主要还是受生态系统的影响。

　　生态系统本质上就是用户需求促使厂商生产产品来满足需求的循环。对于成熟的生态系统而言，因为用户需求足够多，使得厂商在规模经济下得以用更低的成本生产产品，更低价格的产品进一步刺激了用户需求。

　　成熟生态系统的周而复始，由于马太效应，强者恒强。同时，它还对新的生态系统产生强烈的排斥和挤压。即便是微软和英特尔这样称霸个人计算领域多年的巨无霸，在个人移动计算市场上还是被安卓压制得喘不过气来。

　　但是，当信息安全在越来越多的领域成为最高权重的需求时，打破原有生态系统魔咒的颠覆因子便出现了。

　　有了申威确保国家信息安全上高度的责任感和在高性能处理器上的技术实力，有了中科网威的技术洞察力与第一个“吃螃蟹”的胆识，以及越来越多国内技术实力雄厚的厂商加入，一定会将一个潜在发展空间巨大的自主可控市场变成现实。

　　■本报记者 马文方