随着天河2 号成为全球运算最快的超级计算机，并在2015年国际超级计算机
大会上蝉联5 连冠，国防科大和飞腾CPU 逐渐走进我们的视野。
    国防科大研究计算机技术起步于50年代末，50多年来，国防科大在心酸和泪
水、鲜花与掌声交织之中，艰苦奋斗，自强不息，一步一个脚印地走出了从模仿
到超越的旅程。
   
    一、国防科大
    国防科大是国防部和教育部双重领导下的国家重点综合性大学，前身是1953
年创建于黑龙江省的哈尔滨市军事工程学院。1970年学校主体南迁长沙，改名为
长沙工学院，1978年改建为国防科技大学。
    国防科大现有10个学院，下设40多个系、所、实验室，其中有国家重点实验
室4 个、教育部重点实验室1 个，共有10个国家重点学科处于国内领先水平。在
2007-2009 年全国一级学科整体水平评估中，计算机科学与技术、信息与通信工
程、系统科学、光学工程、管理科学与工程、航空宇航科学与技术等6 个学科进
入前5 名。
   
                           （国防科大）
    二、国防科大计算机学院
    计算机学院起步于1958年，1966年成立全国第一个电子计算机系，1971年扩
建成计算机系兼研究所，1999年成立计算机学院。学院下设计算机科学与技术系、
网络工程系、计算机研究所、软件研究所、微电子与微处理器研究所、网络与信
息安全研究所、并行与分布处理国家重点实验室和银河计算机工厂。
    计算机学院是研制国产计算机的老牌单位，在陈赓大将任哈军工校长期间，
就开始着手计算机研发。在上世纪60-70 年代，先后研发出安装有分时操作系统
和汇编语言、FORTRAN 语言及标准程序库的441B系列计算机，该型计算机在软件
和硬件方面实现全部国产化，共生产100 余台，在科研和教学领域稳定运行10年
以上。
    在80年代后又先后研发了银河系列、天河系列超级计算机，技术底蕴深厚。
共获部委级三等奖以上科技进步奖500 多项，其中国防科技成果特等奖1 项、国
家发明二等奖1 项、国家科技进步一等奖6 项、二等奖13项、部委级科技进步一
等奖82项、二等奖151 项。在国家5 次教学成果评奖中，学院获得特等奖1 次，
一等奖2 次，二等奖1 次。“计算机体系结构”、“软件工程”、“编译原理”、
“计算机网络”、“计算机原理”和“操作系统”6 门课程被评为“国家级精品
课程”。《计算机前沿领域的研究》获全国图书一等奖，《编译原理》获国家优
秀教材一等奖，《并行算法》获第七届中国图书奖。
    三、善于“借鉴”的国防科大
    因80年代迷信“造不如买、买不如租”、“市场换技术”等理论，国防科大
放弃了自主芯片的研发转而大量外购国外芯片。
    在80、90年代，国防科大的银河1 、银河2 、银河3 超算都没有中国芯。
    因此，研发自己的CPU 就成为国防科大的一项紧迫任务。相对于从零开始自
主研发，“借鉴”国外的产品，将技术消化吸收后，站在巨人的肩膀上显然拥有
更高的研发效率，而且国防科大科研任务多、时间紧、任务重、资金少、科研力
量有限，当年在不考虑商业应用，主攻军用和超算领域的情况下，飞腾“借鉴”
国外产品自然成为国防科大计算机学院的必然选择。
    之后，国防科大和一直深耕Mips和Alpha 并扩展了指令集，建设自主体系的
龙芯和申威不同，飞腾一直没有一条很明确的技术路线，先后仿制过德仪、INTEL
、SUN等公司的产品，前后产品基本没有多大延续性。
    飞腾这种路线虽然在发展初期占优势，并能较短的时间内拿出性能不错的芯
片，还能锻炼一批技术人才，但是因为缺乏技术延续性和技术积累，很容易导致
后劲不足和难以构建自己的生态体系。
    举例来说，国防科大先后仿制过德州仪器的DSP 、Intel 的安腾和Pentium
MMX ，在imagine 基础上研制过流处理器，仿制过UltraSPARC T2 ，也有自主研
发的飞腾ARM 处理器和矩阵2000（DSP ），先后换了X86 、Epic（VLIW）、SPARC
、ARM四个指令集，虽然这些产品都属于银河飞腾系列，但是彼此之间完全没有什
么关系。
   
                               （天河1 号）
    四、飞腾（Sparc ）与天河2 号
    飞腾（Sparc ）有飞腾1000和飞腾1500两款产品。Sun 在被甲骨文收购前将
UltraSPARC T2 开源，国防科大遂对其进行仿制和改良，成功研发出飞腾1000和
飞腾1500两款产品，并用于天河超算中作为计算节点前端处理器。
    飞腾1000为65nm工艺制造，八核64线程，晶体管数目达到3.5 亿个。芯片主
频800MHz-1GHz ，拥有3 个HTT 直连总线接口，4 个独立的DDR3内存通道，带宽
达到32GB/s，8 个PCIE 2.0通道。
   
    飞腾1500是对飞腾1000的改进升级，是一款40nm的16和芯片，主频也提升到
1.8G，最大功耗65W ，双精浮点144G.
    据统计，天河1 号使用了2048片飞腾1000作为计算节点前端处理器，天河2
号使用了4096片飞腾1500作为计算节点前端处理器。
    相对于天河2 大量采用的Intel 芯片，为天河2 号55Pflops超强运算能力打
下坚实基础的架构设计——高效异构协同计算技术、高效易用的用户编程环境、
网络连接等方面技术能力才更值得我们关注。
   
    四、飞腾（ARM ）
    自2012年开始，飞腾选择加入ARM 阵营，虽然在发展权上会受制于ARM ，还
要花费不菲的ARM 指令集授权费，但也有可以兼容AA体系的软件生态上的优势。
    目前，飞腾（ARM ）有“火星”和“地球”2 款产品。
    “地球”是一款4 核CPU ，微结构是国防科大自主研发的“小米”，是一款
桌面CPU.“火星”的微结构也是“小米”，“火星”拥有64核心，主频达2G，制
程工艺28nm，功耗120W，理论浮点计算能力是512G，拥有32M 二级缓存、128M三
级缓存和16通道内存，205G／s 理论内存带宽。芯片上还有32个PCIe 3.0通道。
   
    虽然“火星”单核性能较弱，但依靠核心数量优势，在Spec 2006 跑分中，
多核整数分数达672 ，浮点分数585 ，足以和Xeon E5 －2699v3相媲美。
   
    当然，目前的“小米”还无法与Intel 的ivy 、haswel相比，即使和龙芯GS464E
也有一定差距。但在ARM 阵营中，根据Spec 2006 测试成绩，单核性能是强于ARM
的A57 的。在功耗方面和高通810 做参照的话，28nm制程，2G主频功耗仅仅2W不
到，显然比同样2G主频，20nm的A57 功耗要小不少。
    因此，“小米”显然是一个优于ARM 公版设计的微结构。
    国防科大虽然有很强的技术研发能力，但公关营销、市场推广能力远不能和
海思、展讯相提并论。想要在ARM 阵营立足，10%-20% 的性能优势没有太多意义，
市场营销能力强弱、芯片搭载平台稳定性和平台的数量等因素才是关键。毕竟，
用ARM 公版微结构照样能在市场上大卖。
    国防科大真要想将自主研发的微结构推广出去，亲自上阵卖芯片显然是以己
之短，攻敌之长。正途是和展讯、海思等购买ARM 微结构的IC设计公司加强合作，
向展讯、海思推销国防科大研发的IP核，使其能集成到展讯、海思的SOC 中去。
    五、GPU
    国内做GPU 的有两家公司，一家是兆芯，技术源自被VIA 收购的美国S3公司
；另一家是和国防科大有很深渊源的景嘉微电子（当然，十有八九是国防科大的
马甲）。
    景嘉微电子是国家火炬计划重点高新技术企业，和国防科大有很深的渊源。
公司位于长沙，公司的三位创始人都毕业于国防科大，而且最初的一批骨干成员
也大多来自国防科大。目前有员工300 余人，共申请国家发明专利83项，其中已
授权专利33项。产品涵盖芯片设计、板卡、整机和小型系统等，神舟飞船、军用
战机等都曾搭载有景嘉微的产品。
    2014年，景嘉微年产值超过2 亿元，净利润达7600余万元，目前最好的产品
是JM5400. 虽然性能有限，但性能参数和已公开的资料怎么看都像军用GPU.
    军用GPU 更看重稳定性和可靠性，性能较弱。因此，就不多介绍了。
   
    下图为景嘉微的发展计划。一般这样的小公司三年以后的计划基本可以无视，
但景嘉微的背景使本人对它多了几分期待。另外，景嘉微和龙芯是合作伙伴，5
年后，没准市场上会出现龙芯CPU 或飞腾CPU+景嘉微GPU 的组合。
   
    六、天河2A和矩阵2000
    在ISC 2015发布会上，国防科大公布了天河2A升级方案，用矩阵2000（DSP ）
替换被美国政府禁售的PHI.
    DSP 是数字信号处理器，广泛用于雷达、移动通讯、卫星导航、高清电视、
网络摄像、可视电话、数码相机、图像与指纹识别、网络控制、数字硬盘等领域。
    国防科大在DSP 方面有较深厚的技术积累。国防科大早在2004年就研发过一
款嵌入式数字信号处理器YHFT-Q，该处理器用130nm 工艺制造，主频350MHz，双
精浮点11.2Gflops，功耗2.99W.今年发布的矩阵2000采用40nm制程工艺，拥有16
核，主频1G，双精浮点2.4T，功耗为200W.
   
    根据国防科大公布的资料，因保留了天河2 号的主体I/O 结构，计算节点处
理器依旧使用E5-2692 V2，计算节点增加到18000 个，按照一个计算节点需要2
个E5和3 个加速器来计算，天河2A需要36000 片E5和54000 片矩阵2000，仅54000
片矩阵2000的理论浮点峰值就可以达到129.6Pflops.
    在美国对华禁售用于超算的至强PHI 后，国防科大接连对外发布足以替代E5
的“火星”和可以替代至强PHI 的矩阵2000，既是向美国禁售至强PHI 的亮剑，
也是公开了天河超算将来的发展方向——矩阵2000替代PHI ，走GPDSP 路线，创
建超算GPDSP 体系。
    甚至在不远的将来，不排除会用“火星”或者“火星”的下一代产品替代E5，
实现天河超算软件和硬件的全面国产化。
    走GPDSP 路线的难点不是芯片，而是软件堆栈——包括GPDPS 驱动程序、操
作系统、编译器、数学库等，这是一项工程量巨大的工作。
    祝国防科大好运！
    七、小结
    相比于龙芯中科和总参56所，国防科大计算机学院就少了几分定力和毅力。
在技术路线上存在朝令夕改、朝秦暮楚的问题，客观上使飞腾没能像龙芯、申威
那样走出一条自己的路埋下了伏笔。
    白璧微瑕，瑕不掩瑜。国防科大计算机学院技术成就可谓硕果累累，本文介
绍的关于飞腾、天河超算、GPU 仅为冰山一角。
    自进入21世纪以来，国防科大以“借鉴”国外先进产品为突破口，学习技术、
积攒内功，并在拥有一定技术实力后设计出了“火星”和矩阵2000等拥有自主知
识产权的产品，在学习借鉴用GPU 和众核处理器做加速器后，在超算领域探索出
GPDSP 道路，实现了从模仿到自主创新的飞跃。

前两天还看一个帖子，成品出来后不能转化成商业，要我说直接在国外收购或者入股就好了，还花那么多钱研究一个没啥用的东西！

核心技术一定要有自己在研发，尤其是现在欧美一直对我们实施技术壁垒。

我以为是那个号称是自主知识产权，结果被发现是把台湾芯片打磨后重新打上自己标记的那个公司