“芯人”赵王欣林炜:解决“缺芯”问题，引领高端CPU新突破
校对/戎梵
随着数字时代的到来，芯片已经成为极其关键的战略产品，它不仅影响着国民经济的发展，而且与国家安全息息相关。如今，中国作为全球领先的网络国家之一，依然苦于核心匮乏，而中国最缺的核心无疑是高端通用处理器、存储器、FPGA、射频芯片等主角。
好在国内ic人也在奋力追赶。不久前问世的被业界评价为“堪比英特尔第七代i5”的KX-6000系列x86架构处理器，是国内高性能通用处理器企业上海赵信CTO王伟林带领500多人团队的“幕后英雄”，历经无数个日日夜夜。
这一切都始于他20年前做的一个决定。
转变
早在2000年，从中科院微电子中心毕业后不久，王伟林就选择了进入威盛电子。
当时威盛是IC行业的领头羊。1999年，威盛通过收购Cyrix成为第三大x86处理器厂商，2000年通过收购S3图形部门成为第三大显示芯片厂商。是第一家同时拥有CPU、GPU和芯片组的厂商，是台湾省股之王，风光无与伦比。
但第一次面试给了王伟林一记“闷棍”。王伟林还清晰地记得，当时威盛的R&D副总裁接受采访，但其中涉及的设计理念和方法等很多问题他都没听说过，只能勉强回答。然而，由于扎实的基础，被认为在面试中表现出色的王伟林以种子选手的身份进入了威盛。
同期，威盛也下大力气打造研发团队。当时，它安排王伟林和其他潜在的新员工到海外学习半年。研发副总和工程副总亲自培训他们掌握先进的设计技术和设计方法。回国后，王伟林从PCIe模块设计开始，开始了芯片组等主要芯片的开发过程。
而威盛内部的R&D团队也在“PK”。王伟林说，当时的机制是，哪个团队研发周期短，流的快，项目就由这个团队接手。R&D大陆队的士气如虹。一般IC设计周期需要65，438+00个月，而大陆团队只需要6个月就成功拿下。而且市场也给予了积极的反馈，芯片月销量达到了200万片。
一战成名后，王伟林也成为了R&D的主力，威盛的主力R&D中心也从台省转移到了大陆。
看似一切都很顺利，但前路总是坎坷，最大的考验来了。
遭受
在一代代芯片的迭代经历中，王伟林和他的团队也一直在成长。这时候，当灯转到2010时，一个新的考验摆在了王伟林的面前。
当时威盛把x86技术带到大陆，需要王伟林带领的团队“突围”。没想到，用了两年才突破。
王伟林仍然历历在目:当时有其他项目在手，但他至少有一半的时间在考虑CPU设计。他自言自语“成员们经常被关在黑屋子里”阅读源代码到深夜，经常组织讨论回答问题。因为一个CPU核有220个模块，而180个模块是手绘的，是定制设计。他形容这真是“疯狂”。当时团队里很多工程师因为周期长，设计复杂，纷纷离职，同时觉得看着高大上却做不出产品，没有意义。
然而，王伟林仍然锲而不舍，花了两年时间才“通关”。“从原理、架构、代码、设计方法和流程，必须彻底了解一个完整的系统。我们边看边改进，试了又试，两年多终于搞清楚了来龙去脉。我意识到如何改进微架构，提高IPC和频率等。同时我也看到采用全定制耗时太长，而带工具的半定制可以缩短一半时间，面积和功耗也减少一半。”王伟林说。
这时，新的情况来了。由于时代和产业发展的需要，威盛最终在2013与上海市国资委下属的联和投资成立了上海赵信集成电路有限公司。其中上海联和投资出资2亿美元，占股80%，威盛电子占股20%，王伟林团队成员全部调往赵信。
命运之轮把王伟林带进了兆核的轨道，第一件事就是攻占x86 CPU内核的“堡垒”。
跨度
这是一个必须征服的“山顶”，因为现实很“紧迫”。
经过几十年的努力，英特尔已经凭借Wintel联盟在桌面处理器领域占据了绝对的主导地位。虽然AMD、NVIDIA甚至ARM阵营都想发起冲锋，但是很难撼动英特尔。而且，虽然英特尔在移动芯片领域屡战屡败，但其x86架构已经延伸到通信、服务器等领域，风靡全球。但在向高端通用处理器进军的Megacore、龙芯、腾飞等国产舰队中，性能出众的Megacore也因为架构和生态的不同，承担了破局的重任。
毕竟，王伟林对Megacore有更高的期望:在满足高端通用桌面处理器的需求后，它将多元化并扩展到笔记本电脑、服务器和嵌入式计算平台等市场。
而如果不在桌面处理器技术上有所突破，再由点及面向服务器等高端领域进军，那么所谓的信息安全就只能是“空中楼阁”。作为追求者，没有捷径，只有咬紧牙关，努力拼搏。
“虽然Megachip从VIA team那里承接了大量的x86技术资源和x86专利交叉授权，但是我们拿到的原始代码远远达不到主流水平。每一代优化改进的难度都和重新设计一个新的芯片有关，只能是一小步。跑，积硅步乃至千里。”王伟林感慨道。
之前CPU内核“攻关”的积累只是一个开始，只能说明“纸上谈兵”的能力。王伟林坦言，了解后要做出切实可行的改进还有很多障碍。一方面要改进多核流水线、内存读取、多核互连等原有架构，另一方面要改进工艺设计方法，评估性能和功耗，包括SoC验证环境。
一小步的背后隐藏着无数艰辛:“通用处理器的芯片开发需要大规模的群体运算。我们团队大概有四五百人，投入研发三四年，也只能维持CPU规模的一个半项目的开发。”王伟林提到，“上一代CPU有近20亿个晶体管，从微架构定义到流，从数模IP设计集成到测试，从性能功耗到兼容性稳定性，可谓步步为营，诚惶诚恐。每个节点都不能出错，投入的人力、时间、资金都是无法想象的。经过无数次的反复检验，我们才敢批量生产。”
虽然难度更大，但快跑的成绩也是可圈可点的:2012年，国产CPU水平仅为当时Intel产品的7%，但在Megachip推出C系列芯片后提升至50%(数据来自科技日报)。最新的KX-6000处理器完全集成了CPU、GPU和芯片组，拥有八个CPU核心，最高频率为3.0GHz，支持双通道DDR 4。
但这一小步，实现了国产高性能通用桌面处理器从能用、能用到好用的一大步。
突破重围
虽然CPU的R&D迭代一直在稳步推进，但王伟林头上的“紧箍咒”却一直悬着。
因为设计一个CPU仍然可以赢得地面上的战斗，但技术突破只是第一步，建立一个业务或生态系统才是最终的挑战。
好在x86架构有一定的生态基础，不需要从零开始构建自己的生态，有利于兆核CPU的推广。王伟林还认为，兆芯正站在巨人的肩膀上。
但他也直言，x86生态虽然比较完善，但还是会遇到很多问题，要和生态伙伴一起解决。比如x86对Windows等操作系统的适配性很好，但国内OS多基于Linux，对x86 CPU的友好程度远高于其他指令，但仍有很多适配工作要做，包括固件、软件、应用、系统集成等环节，需要与合作伙伴一起拓展和完善产业生态。
好在经过几年的“征战”，赵信已经和很多知名的整机厂商合作，包括联想、清华同方等系列台式机厂商；昂达、技术新闻、联想田凯、上海仪电智通石冰等综合电脑厂商，以及中科曙光、玛氏高科、众信等服务器公司。采用兆核通用CPU的多品牌台式电脑和笔记本已经量产，完全符合成熟产品标准，兼容性极佳。
一组对比数字成为了对兆核CPU业绩的最好注解:2018年营收比2017年增长3倍，预计2019年营收比去年增长4倍。
但回过头来看现实，王伟林仍然很尴尬。他提到，在高端通用处理器领域，国外厂商积累了多年的技术、资金和生态优势，而国内起步较晚，技术积累有限，面临的困难和挑战仍然较重。但是，中国必须尽一切努力发展自己的高性能通用处理器，因为这是真正确保信息安全和产业链安全的基石。
在信息安全已经上升到产业安全和供应链安全的当下，留给国内高端处理器企业的考验还将继续。老话说:世上有勇者，但来而不惊，去而不怒。这是一个伟大的人质，它的野心是遥远的。王伟林领导的赵信会给我们带来什么新的“好兆头”？