2004年2月18日?由清華大學(xué)自主研發(fā)的32位微處理器THUMP芯片終于領(lǐng)到了由國(guó)家教育部頒發(fā)的“身份證”：典型工作頻率400MHz，功耗1.17mW／MHz，芯片顆粒40片，最高工作頻率可達(dá)500MHz，是目前國(guó)內(nèi)工作頻率最高的微處理器。

 
　　“這標(biāo)志著我國(guó)在自主研發(fā)CPU芯片領(lǐng)域邁開了實(shí)質(zhì)性的一大步?！苯逃繉?duì)THUMP的誕生給予了較高評(píng)價(jià)。

　　領(lǐng)跑自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)運(yùn)動(dòng)

　　清華大學(xué)對(duì)自主研發(fā)CPU芯片準(zhǔn)備已久。2000年國(guó)務(wù)院18號(hào)文件?即《鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策》?出臺(tái)后，清華大學(xué)便決定研制一種具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的32位嵌入式微處理器芯片，由副校長(zhǎng)龔克親自帶隊(duì)。經(jīng)過多名專家院士的討論到報(bào)請(qǐng)校方批準(zhǔn)，2002年7月1日，該研究項(xiàng)目正式啟動(dòng)。

　　2003年7月，研究組送出TSMC流片，同年9月返回測(cè)試成功，實(shí)際的研發(fā)過程不到一年半時(shí)間，比預(yù)期的兩年縮短了半年。據(jù)清華信息研究院科研人員介紹，在Intel、AMD等大公司相關(guān)人員到清華信息研究院參觀時(shí)，他們最大的反應(yīng)莫過于驚奇?！叭绱硕痰臅r(shí)間、如此少的經(jīng)費(fèi)研制出這樣指標(biāo)的CPU芯片，在他們看來簡(jiǎn)直是不可思議的?！钡芯拷M不愿透露此次THUMP研發(fā)所花費(fèi)的具體金額。

　　在微處理器問世三十年的今天，要推動(dòng)一個(gè)全新的指令集架構(gòu)是一個(gè)耗資百億元，費(fèi)時(shí)數(shù)年而結(jié)果難測(cè)的冒險(xiǎn)。顯然，這不符合飛速發(fā)展的中國(guó)經(jīng)濟(jì)對(duì)片上系統(tǒng)嵌入微處理器的要求。曾經(jīng)輝煌的數(shù)字設(shè)備公司Alpha架構(gòu)的煙消云散很清楚地證明了這一點(diǎn)。因此，擬定研發(fā)兼容性CPU是“中國(guó)芯”趕超國(guó)際先進(jìn)水平的極佳路徑。而THUMP芯片正是基于經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)效益的考慮，實(shí)現(xiàn)了與MIPS(目前唯一面向通用處理器和嵌入式處理器的體系結(jié)構(gòu))兼容。

　　據(jù)了解，伴隨THUMP芯片的問世，一套完整的CPU設(shè)計(jì)驗(yàn)證開發(fā)平臺(tái)和系統(tǒng)應(yīng)用調(diào)試平臺(tái)也已建立起來。清華大學(xué)有關(guān)研究人員稱，清華有望在推廣該平臺(tái)的同時(shí)，還將進(jìn)行其他更多CPU芯片項(xiàng)目的研發(fā)。

　　此次32位嵌入式微處理器的自主研發(fā)，是否意味著我國(guó)計(jì)算機(jī)相關(guān)產(chǎn)業(yè)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的形成勝利在望？業(yè)界對(duì)此討論頗為熱烈。

　　清華大學(xué)微處理器與系統(tǒng)芯片技術(shù)研究中心主任、此次CPU科研小組負(fù)責(zé)人汪東升教授介紹，THUMP芯片擁有全部自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，到目前為止，已有6項(xiàng)專利在接受審核。作為一個(gè)開端，THUMP芯片的自主研發(fā)當(dāng)之無愧成為我國(guó)計(jì)算機(jī)相關(guān)產(chǎn)業(yè)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)運(yùn)動(dòng)的“領(lǐng)跑者”。

　　3-5年手機(jī)用上“中國(guó)芯”

　　對(duì)THUMP芯片的市場(chǎng)前景和經(jīng)濟(jì)效益，汪東升信心十足，“這是毋庸置疑的”！他稱，目前THUMP芯片已經(jīng)通過個(gè)別企業(yè)和技術(shù)部門的應(yīng)用檢驗(yàn)，滿意度較高。他還透露，清華近期和國(guó)內(nèi)多家生產(chǎn)設(shè)備廠家、銷售單位及配套單位都有一定的接觸，雙方將致力于建立產(chǎn)業(yè)化聯(lián)盟。

　　據(jù)汪東升介紹，THUMP芯片可以應(yīng)用在數(shù)碼相機(jī)、DVD、HDTV?高清晰度電視?等數(shù)字消費(fèi)類產(chǎn)品，打印機(jī)、掃描儀等辦公自動(dòng)化產(chǎn)品，以及掌上電腦、個(gè)人數(shù)字助理、可視電話、3G手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備產(chǎn)品上。清華已經(jīng)研制出了一種網(wǎng)絡(luò)流量分配器和網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)，將在今年3、4月正式對(duì)外宣傳發(fā)布。

　　顯然，國(guó)內(nèi)最高頻率的微處理器研制成功，對(duì)于科研小組來說只是一個(gè)階段性的勝利。汪東升介紹說，科研小組將對(duì)THUMP芯片進(jìn)行更加詳細(xì)的性能分析和測(cè)試以及可靠性設(shè)計(jì)。然后進(jìn)一步完成針對(duì)THUMP微處理器的應(yīng)用開發(fā)，提供一批有關(guān)網(wǎng)絡(luò)流量分配器、網(wǎng)關(guān)等應(yīng)用樣機(jī)，供應(yīng)用單位試用，為THUMP的推廣應(yīng)用作好技術(shù)準(zhǔn)備。

　　另外，THUMP微處理器芯片的兼容性和低功耗優(yōu)勢(shì)，使它在嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)方面大有用武之地。Intel加Windows架構(gòu)長(zhǎng)期壟斷著通用微處理器市場(chǎng)，但由于嵌入式CPU面向的是一定領(lǐng)域的應(yīng)用，壟斷局面很難形成。有關(guān)專家稱，目前制造、儀器儀表、軍工等領(lǐng)域具有廣闊的嵌入式數(shù)字化產(chǎn)品市場(chǎng)，以此作為切入點(diǎn)，能夠更有效地?fù)屨际袌?chǎng)。

　　“我們將完善THUMP微處理器芯片對(duì)Linux和其它國(guó)產(chǎn)嵌入式操作系統(tǒng)、Windows CE等操作系統(tǒng)的支持，在國(guó)防應(yīng)用、工業(yè)控制、終端和外設(shè)產(chǎn)品等領(lǐng)域大面積地推廣應(yīng)用?！蓖舴Q，“在進(jìn)一步開發(fā)性能更高的嵌入式微處理器芯片或通用微處理器芯片等領(lǐng)域，我們已經(jīng)著手展開了科研工作。”

　　汪東升還表示，目前我國(guó)在CPU研發(fā)上基本形成了一種群體突破的局勢(shì)，預(yù)計(jì)在今后3-5年里，我國(guó)嵌入式CPU市場(chǎng)將會(huì)占據(jù)很大份額，國(guó)產(chǎn)CPU將會(huì)越來越多地取代國(guó)外品牌，應(yīng)用在手機(jī)、數(shù)字電視、電冰箱、洗衣機(jī)等產(chǎn)品中。以手機(jī)為例，其芯片供應(yīng)商主要由德州儀器、飛利浦、摩托羅拉等少數(shù)國(guó)外廠家壟斷。

　　10-15年計(jì)劃

　　在汪東升看來，清華自主研發(fā)32位嵌入式微處理器的初衷其實(shí)是培養(yǎng)人才，積蓄力量，以備將來厚積薄發(fā)。

　　艱苦而復(fù)雜的科研工作給科研人員提供了一個(gè)鍛煉和提高的機(jī)會(huì)。汪東升稱：“讓我們自主研制CPU是以前根本不敢想的事，但是經(jīng)過這次研發(fā)，我覺得以后什么都敢去做了。”他表示，隨著我國(guó)CPU研究領(lǐng)域的不斷深入，大量的高端信息人才也會(huì)不斷積累更多技術(shù)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，使其整體素質(zhì)得以飛躍。

　　汪東升認(rèn)為，大批集成電路設(shè)計(jì)人才的短缺是我國(guó)CPU研制發(fā)展的瓶頸?！斑@正是我們?yōu)楹伟雅囵B(yǎng)人才作為此次研發(fā)THUMP芯片的首要目的所在?！蓖暨€告訴記者，我國(guó)信息人才流失現(xiàn)象十分嚴(yán)重，如清華、北大等院校培養(yǎng)出來的優(yōu)秀人才都陸續(xù)被Intel等國(guó)外先進(jìn)企業(yè)挖出去，造成國(guó)內(nèi)信息企業(yè)高端人才的大缺口。

　　“Intel、AMD等在設(shè)計(jì)、軟件、經(jīng)驗(yàn)積累上業(yè)已成熟，在這些技術(shù)領(lǐng)域，我們存在差距是不容否認(rèn)的?！蓖魱|升冷靜分析這次研發(fā)的不足。他坦言，由于剛開始擔(dān)心較大，顧慮較多，所以研發(fā)過程總的來說是比較保守的，理所當(dāng)然會(huì)在一定程度上制約科研成果的水平。

　　此外，任何CPU研制起步都不可逾越的過程：不能找到一個(gè)應(yīng)用切入點(diǎn)。當(dāng)然，隨著我國(guó)微處理器研制的不斷發(fā)展，這是可以逐漸克服的，因?yàn)橛脩粢惨幸粋€(gè)適應(yīng)過程。

　　對(duì)于目前我國(guó)微處理器研制所處的水平，汪東升的評(píng)價(jià)是：設(shè)計(jì)上尚有國(guó)際水平，技術(shù)基礎(chǔ)還較好?！癐ntel、AMD等在設(shè)計(jì)、軟件、經(jīng)驗(yàn)積累上業(yè)已成熟，在這些技術(shù)領(lǐng)域，我們存在差距是不容否認(rèn)的。”他估計(jì)，“從總體水平看，我們與國(guó)際最高水平的差距大約在10年左右。”

　　對(duì)于國(guó)內(nèi)整個(gè)微處理器研制的發(fā)展，汪東升有著自己的想法。他認(rèn)為人才的培養(yǎng)是當(dāng)務(wù)之急；其次，國(guó)家要加大投入，保證充足的科研資金。汪東升還指出，目前我國(guó)各CPU研發(fā)機(jī)構(gòu)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上屬于一種競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，他希望各CPU研發(fā)機(jī)構(gòu)變競(jìng)爭(zhēng)為聯(lián)合，大家優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，成立一支全國(guó)性的研發(fā)隊(duì)伍，避免造成資金和人才的浪費(fèi)。如何加強(qiáng)各產(chǎn)業(yè)與研發(fā)單位的聯(lián)盟，形成產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)，也是他考慮最多的問題。