王惟林，科技重大專項課題研發(fā)負責人，高性能通用CPU技術團隊負責人，上海兆芯集成電路有限公司（以下簡稱“兆芯”）總工程師，畢業(yè)于中國科學院微電子中心。王惟林擁有多年CPU及芯片組研發(fā)設計和管理經(jīng)驗，作為科技重大專項課題研發(fā)負責人負責組建了高性能通用CPU和芯片組設計實現(xiàn)團隊，主持CPU和芯片組微架構的總體設計和總體實現(xiàn)方案，設計流程和設計規(guī)范的制定，先后負責了多顆CPU及x86-SoC芯片的設計研發(fā)及量產(chǎn)。

數(shù)字化時代的到來，芯片已成為極度關鍵的戰(zhàn)略性產(chǎn)品，不僅影響國民經(jīng)濟發(fā)展，更與國家安全息息相關。當今，我國作為全球數(shù)一數(shù)二的網(wǎng)絡大國，卻仍然飽受“缺芯”之痛，而國內(nèi)最缺的“芯”無疑是高端通用處理器、存儲器、FPGA、射頻芯片等“主角”。

所幸的是，國內(nèi)的IC人也在奮力追趕。前不久問世的、被業(yè)內(nèi)評為“可與英特爾第7代i5比肩”的x86架構處理器KX-6000系列，其“幕后英雄”正是國內(nèi)高性能通用處理器企業(yè)上海兆芯的CTO王惟林帶領的500多人團隊集結開發(fā)、歷經(jīng)無數(shù)個日夜的成果。這一切，要從他20年前的一個決定開始。

01轉身

時光回溯到2000年，從中科院微電子中心畢業(yè)不久，王惟林選擇進入威盛電子。

當時的威盛可謂IC業(yè)界的翹楚，1999年通過收購Cyrix成為第三大x86處理器廠商，2000年收購S3圖形部門成為第三大顯示芯片廠商，是第一家同時擁有CPU、GPU和芯片組的廠商，是***的股王，風光可謂一時無倆。

但第一次面試就給了王惟林一記“悶棍”。王惟林還記憶猶新地說，當時威盛公司研發(fā)副總面試，但很多問題涉及的設計理念和方法都沒有聽說過，只能勉強回答，但由于基礎還算扎實，被認為面試表現(xiàn)不錯的王惟林作為種子選手進入威盛。

同期，威盛也在著力打造研發(fā)隊伍，當時安排王惟林等有潛力的新晉員工到海外學習了半年，由研發(fā)副總和工程副總親自培訓，掌握先進設計技術和設計方法流程，回來之后，王惟林從PCIe模塊設計起步，開啟了芯片組等主力芯片的開發(fā)歷程。

而威盛內(nèi)部研發(fā)團隊也在“PK”。王惟林說，當時的機制是哪個團隊研發(fā)周期短、流片快，項目就由這一團隊接盤。大陸研發(fā)團隊士氣如虹，一般IC設計周期需10個月，大陸團隊只用了6個月，成功勝出。并且，市場也給予積極反饋，芯片月銷量達200萬片。

一戰(zhàn)成名之后，王惟林也成為研發(fā)主力，而威盛的主要研發(fā)中心也由我國***轉移到大陸。

看起來，一切都順風順水，但前行的道路總是崎嶇不平，最大的考驗已然來臨。

02煎熬

在一代代芯片的迭代歷練中，王惟林及其團隊也不斷成長，而當時光轉到2010年時，一個新的考驗橫亙在王惟林面前。

當時威盛把x86技術帶到了大陸，需要王惟林領導的團隊來“闖關”，沒想到這一闖就闖了兩年。

王惟林至今仍歷歷在目：當時手上還有其他項目，但至少一半時間在琢磨CPU設計。他自言說“成員們經(jīng)常關在小黑屋里”看源代碼到深夜，還要經(jīng)常組織討論答疑解惑。因為一個CPU內(nèi)核就有220個模塊，而有180個模塊拿手工畫的，是定制化設計，他形容說真的讓人十分“抓狂”。當時團隊的許多工程師因為周期長、設計復雜，同時覺得看著高大上但不能做產(chǎn)品，缺乏實際意義，陸陸續(xù)續(xù)地離開了不少。

但王惟林仍在矢志不渝地堅守，也實打實地淬煉了2年才“通關”。“從原理、架構、代碼、設計方法和流程，一整套體系全吃透才行。我們邊看邊改進，不停試錯，2年多來終于摸清楚了來龍去脈。認識到如何對微架構改進，提高IPC和頻率等，同時也看到采用全定制化時間太長，而采用工具進行半定制化能將時間縮短一半，面積和功耗縮小一半。”王惟林表示。

而此時新的變局來臨。由于時代及產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求，威盛最終于2013年與上海市國資委旗下聯(lián)和投資合資成立了上海兆芯集成電路有限公司，其中上海聯(lián)和投資出資2億美元占股80%，威盛電子占股20%，王惟林團隊的人馬被全部轉入了兆芯。

命運的車輪帶著王惟林駛入了兆芯的軌道，而首要的是需要攻下x86 CPU內(nèi)核這一“堡壘”。

03跨越

這是必須要攻克的“山頭”，因為現(xiàn)實十分“緊迫”。

經(jīng)過數(shù)十年之功，英特爾借助Wintel聯(lián)盟已在桌面處理器領域占據(jù)了絕對霸主地位，雖然AMD、英偉達甚至ARM陣營想發(fā)起沖鋒，但撼山易撼英特爾實難。而且，英特爾雖在移動芯片領域屢次敗下陣來，但其x86架構已延伸至通信和服務器領域并橫掃天下。而在國內(nèi)向高端通用處理器進軍的兆芯、龍芯、飛騰等艦隊中，由于架構不同，生態(tài)各異，表現(xiàn)出眾的兆芯亦承擔破局的重任。

畢竟，王惟林對兆芯有更高的期許：在滿足高端通用桌面處理器的需求后，將向筆記本、服務器、嵌入式計算平臺等市場多元化擴展。

而如果不在桌面處理器技術實現(xiàn)突破和作為，從而以點帶面向服務器等高階領域進軍，那所謂的信息安全只能是“空中樓閣”。作為追趕者，沒有捷徑，唯有咬緊牙關打攻堅戰(zhàn)。

“雖然兆芯從威盛團隊承接了大量x86技術資源和x86專利交叉授權，但是我們拿到的原始代碼與主流水平差距太大，每一代優(yōu)化改進難度相關于重新設計一個新芯片，只能是小步快跑，積硅步以至千里。”王惟林感慨地說。

而之前CPU內(nèi)核“攻關”的積累，只是一個開始，只表示有“紙上談兵”的能力。王惟林坦言，在看懂之后進行可行化改進還面臨重重關卡，一方面做原有架構如多核流水線、內(nèi)存讀取、多核互連方面等改進，另一方面要改進流程設計方法，評估性能功耗，包括SoC驗證環(huán)境等均需重新搭建。

小步快跑的背后亦掩藏著無數(shù)的艱辛：“通用處理器這一規(guī)模的芯片開發(fā)需要大集團作戰(zhàn)，我們團隊四五百人左右，傾力研發(fā)了三四年時間，也只能維持CPU這樣規(guī)模一個半項目的開發(fā)。”王惟林提到，“上一代CPU將近20億晶體管，從微架構定義到流片，從數(shù)字、模擬IP設計集成到測試，從性能、功耗到兼容性、穩(wěn)定性，可謂亦步亦趨、誠惶誠恐，每一節(jié)點都不能出差錯，投入的人力、時間、資金難以想象，經(jīng)過無數(shù)次反復審驗，才敢最終量產(chǎn)。”

雖然難上加難，但快跑的結果也很顯著：2012年國內(nèi)CPU水平只是當時英特爾產(chǎn)品的7%，而兆芯推出C系列芯片之后則提升至50%（數(shù)據(jù)源自《科技日報》），最新推出的KX-6000處理器完整集成CPU、GPU、芯片組，具有八個CPU核心、主頻最高3.0GHz、支持雙通道DDR4-3200、最大容量可達64GB，不僅刷新了國產(chǎn)高性能通用處理器的里程碑，性能上更是可與英特爾主流產(chǎn)品媲美。

而這一小步，卻實現(xiàn)了國產(chǎn)高性能通用桌面處理器從能用、可用到好用的一大步。

04突圍

雖然CPU的研發(fā)迭代一直在穩(wěn)步推進，王惟林頭上的“緊箍咒”卻一直懸著。

因為設計一個CPU實打實地作戰(zhàn)還可以完勝，但技術上的突破只是第一步，構筑商業(yè)或生態(tài)系統(tǒng)才是終極挑戰(zhàn)。

幸而x86架構相對有一定的生態(tài)基礎，可以不必從零開始搭建自己的生態(tài)，有利于兆芯CPU的推廣，王惟林也認為兆芯是站在了巨人的肩膀上。

但他也直言，x86生態(tài)雖相對完善，但仍會遇到諸多問題，要與生態(tài)伙伴一起解決。比如x86在操作系統(tǒng)如Windows上適配較好，但國內(nèi)OS大都基于Linux，對x86 CPU雖然比其它的指令友好多了，但仍有很多適配的工作要花功夫、要做實，包括固件、軟件、應用、系統(tǒng)集成等環(huán)節(jié)，需要與合作伙伴一起擴大和完善產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

可喜的是，兆芯經(jīng)過幾年的“征戰(zhàn)”，目前已與多家知名整機廠商合作，包括聯(lián)想、清華同方等系列臺式機廠商；昂達、技訊、聯(lián)想開天、上海儀電智通秉時等一體電腦廠商，以及中科曙光、火星高科、眾新等服務器公司。采用兆芯通用CPU的多品牌臺式電腦、筆記本均已量產(chǎn)并完全達到成熟產(chǎn)品標準，且兼容性出色。

一組對比數(shù)字成為兆芯CPU表現(xiàn)的最佳注解：2018年營收比2017年漲了3倍，預計2019年與去年相比營收將增長4倍。

但反觀現(xiàn)實，仍讓王惟林唏噓。他提到，在高端通用處理器領域，國外廠商擁有多年積累的技術、資本、生態(tài)等方面優(yōu)勢，國內(nèi)起步晚，技術積累有限，困難和挑戰(zhàn)依然重重，但國內(nèi)一定要傾力發(fā)展自己的高性能通用處理器，因為這才是真正保證信息安全和產(chǎn)業(yè)鏈安全的基石。

而在信息安全已上升到產(chǎn)業(yè)安全、供應鏈安全的時刻，留給國內(nèi)高端處理器企業(yè)的考驗仍將持續(xù)。而正如古語所言：天下有大勇者，卒然臨之而不驚，無故加之而不怒。此其所挾持者甚大，而其志甚遠也。在王惟林引領下的兆芯，又會帶給我們哪些新的“吉兆”呢？