1月17日，習(xí)近平總書記來到“天津濱海—中關(guān)村協(xié)同創(chuàng)新展示中心”，仔細(xì)觀看了“天河”系列超級計算機、飛騰芯片、麒麟操作系統(tǒng)、人工智能配電網(wǎng)帶電作業(yè)機器人、無人機集群智能控制系統(tǒng)等產(chǎn)品展示。他對在場的企業(yè)研發(fā)人員說：“高質(zhì)量發(fā)展要靠創(chuàng)新，我們國家再往前發(fā)展也要靠自主創(chuàng)新?！?/p>
習(xí)近平在視察這幾家信息技術(shù)企業(yè)所作的重要講話，釋放了我國將進(jìn)一步加快推進(jìn)信息技術(shù)國產(chǎn)化進(jìn)程的信號。在相對薄弱的基礎(chǔ)軟件、核心芯片等環(huán)節(jié)，自主創(chuàng)新這條路怎么走？《中國科學(xué)報》特邀天津飛騰信息技術(shù)有限公司、天津麒麟信息技術(shù)有限公司相關(guān)專家針對這一話題撰文分享他們的觀點。
天津飛騰信息技術(shù)有限公司戰(zhàn)略規(guī)劃部總經(jīng)理張承義：
把握技術(shù)發(fā)展趨勢實現(xiàn)國產(chǎn)芯片自主創(chuàng)新
國產(chǎn)自主創(chuàng)新要與最新計算模式變革接軌。
信息技術(shù)的發(fā)展影響著人們的生活方式，而應(yīng)用需求的變化和升級則反過來推動信息技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。作為信息系統(tǒng)的心臟，中央處理器（CPU）技術(shù)的發(fā)展具有同樣的規(guī)律。從8位CPU到如今的64位CPU，使能技術(shù)的革新和需求的變化推動著CPU技術(shù)從單核到多核、從二維到三維、從狹義的運算器和控制器發(fā)展到如今的片上系統(tǒng)，目前一部手機的運算能力已經(jīng)超過了20年前的一臺超級計算機。
應(yīng)該看到，美國IBM公司、DEC公司憑借小型機確定了RISC CPU在上世紀(jì)八九十年代的霸主地位，但敵不過個人電腦走進(jìn)千家萬戶的時代浪潮，讓位于英特爾、AMD的X86 CPU所建立的Wintel體系。然而，Wintel依靠兼容策略在方方面面確立的壟斷地位卻沒能阻擋移動互聯(lián)時代“草根”ARM的逆襲，人手一部手機、萬物皆為節(jié)點的泛在互聯(lián)使計算無處不在。是IBM、DEC或者是英特爾技不如人嗎？當(dāng)然不是，是不同時代技術(shù)發(fā)展的潮流、人們處理信息的方式發(fā)生了根本性的變化，從而導(dǎo)致了一個生態(tài)代替另一個生態(tài)，或者說一種生產(chǎn)方式代替了另一種生產(chǎn)方式。
因此，建設(shè)國產(chǎn)信息系統(tǒng)的自主生態(tài)體系不是重建一個小型機或重建一個個人計算機的全新生態(tài)，而是要把握技術(shù)變革的脈搏，建設(shè)一個真正適應(yīng)當(dāng)前和未來計算模式變化的生態(tài)，實現(xiàn)自主創(chuàng)新的同時升級計算模式，才不至于造成“未替換已落后，一替換更落后”的被動局面。
飛騰團(tuán)隊一直把自主創(chuàng)新作為國產(chǎn)CPU發(fā)展的根本，努力把握不同歷史階段的應(yīng)用需求和技術(shù)趨勢，走出一條自主CPU攀峰之路。FT64自研流指令集、設(shè)計面向科學(xué)計算定制的流處理結(jié)構(gòu)作為“天河”驗證機的加速處理器，開創(chuàng)了“天河”超級計算機異構(gòu)融合計算模式，引領(lǐng)了國際超算近十年的發(fā)展。FT-1000/1500提出的向量交叉多核多線程結(jié)構(gòu)在高吞吐科學(xué)計算中高效應(yīng)用，作為“天河一號”關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新獲國家科技進(jìn)步獎特等獎。云計算時代，F(xiàn)T-2000在片上大規(guī)模多核并行結(jié)構(gòu)上的多項創(chuàng)新，推動國產(chǎn)云計算服務(wù)器CPU取得新的突破，將國產(chǎn)CPU與國際主流CPU的性能差距縮小到3年以內(nèi)。
在萬物互聯(lián)時代，計算在人們生活和工作中的體現(xiàn)方式也在逐步發(fā)生改變，傳統(tǒng)以個人電腦為核心的計算架構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)橄驈娬{(diào)便攜和時刻在線的端/云式計算架構(gòu)轉(zhuǎn)變，具體體現(xiàn)為PC市場日益萎縮，移動和物聯(lián)網(wǎng)市場的爆發(fā)式增長以及云計算中心建設(shè)如火如荼等。因此，我國芯片行業(yè)的自主創(chuàng)新不應(yīng)該是簡單地以舊易舊，而應(yīng)該是適應(yīng)技術(shù)發(fā)展潮流的擁抱新計算模式的創(chuàng)新升級。
飛騰CPU目前在通用計算領(lǐng)域所選擇的ARM生態(tài)是一個活躍的、面向未來計算模式的朝陽生態(tài)，其技術(shù)特點能夠覆蓋從超算到服務(wù)器、桌面、移動、嵌入式、物聯(lián)網(wǎng)等全部領(lǐng)域。基于ARM兼容路線的國產(chǎn)化解決方案能夠融合計算、通信、服務(wù)等信息處理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，打造云、管、端一體的計算平臺，使國產(chǎn)自主創(chuàng)新與國際最新計算模式的變革接軌，實現(xiàn)創(chuàng)新升級。
近年來，應(yīng)用廠商的垂直整合和定制化需求、敏捷開發(fā)方法學(xué)的完善以及由此帶來的領(lǐng)域定制體系架構(gòu)的發(fā)展，是建設(shè)國產(chǎn)自主生態(tài)需要關(guān)注的另一個技術(shù)趨勢。
具體到實施策略上，在存量市場，我們要兼容主流生態(tài)，彌補設(shè)計上的短板。在增量市場，依托中國市場應(yīng)用特點和市場容量加細(xì)分領(lǐng)域的長板。經(jīng)過前兩個階段的積累，將我國的集成電路產(chǎn)業(yè)做大做強，具備與國際同行同臺競技的能力。在中國整體的集成電路設(shè)計和制造能力提升之后，國產(chǎn)自主生態(tài)體系建設(shè)將水到渠成。
此外，我們要抓住技術(shù)變革和市場交替的歷史機遇，在一些尚未確立壟斷生態(tài)的新興領(lǐng)域，及時確立我國優(yōu)勢地位，搶占未來話語權(quán)。比如，當(dāng)前的智能計算并沒有一個占據(jù)絕對統(tǒng)治地位的生態(tài)，我國在智能計算領(lǐng)域的起步也不晚，在這個領(lǐng)域的生態(tài)建設(shè)可以通過國家引導(dǎo)、企業(yè)沖鋒的方式進(jìn)行。
習(xí)近平總書記曾說，信息化為中華民族帶來了千載難逢的機遇，我們必須敏銳抓住信息化發(fā)展的歷史機遇。而抓住計算模式的變革機遇，就是我國信息系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施實現(xiàn)自主創(chuàng)新、替代升級的絕好良機。
天津麒麟信息技術(shù)有限公司總工程師魏立峰：
“先可控、后自主”分階段分等級
發(fā)展國產(chǎn)操作系統(tǒng)
做國產(chǎn)操作系統(tǒng)不能貪大求全，要走“減肥瘦身”之路。
眾所周知，高端芯片、操作系統(tǒng)這些最底層的技術(shù)平臺和產(chǎn)品，支撐著互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的蓬勃發(fā)展。近年來盡管我國在互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層面的研發(fā)和創(chuàng)新領(lǐng)先于世界，涌現(xiàn)出了微信、移動支付、共享單車等一批創(chuàng)新應(yīng)用，但是一旦離開基礎(chǔ)技術(shù)和平臺的支撐，這些應(yīng)用就會像無根之木、無源之水那樣不堪一擊。目前，我國操作系統(tǒng)無論桌面還是移動端，國外企業(yè)都占據(jù)了超過95%以上的市場。斯諾登事件、勒索軟件霸屏事件等，無一不對中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)出了警示。
以天津麒麟信息技術(shù)有限公司、中標(biāo)軟件有限公司為代表的國產(chǎn)操作系統(tǒng)廠商，歷經(jīng)多年研發(fā)積累和產(chǎn)業(yè)化推廣，形成了支持飛騰、龍芯等國產(chǎn)中央處理器（CPU）和以X86為代表的國際主流CPU的自主安全桌面操作系統(tǒng)與服務(wù)器操作系統(tǒng)。以銀河麒麟、中標(biāo)麒麟為代表的國產(chǎn)操作系統(tǒng)從早期的基本可用已經(jīng)發(fā)展到基本好用的階段，通過和CPU、固件、整機、外設(shè)等國產(chǎn)硬件設(shè)備廠商以及和數(shù)據(jù)庫、中間件、辦公軟件、安全軟件、應(yīng)用軟件等眾多國產(chǎn)軟件廠商建立廣泛而深入的合作和適配認(rèn)證，國產(chǎn)操作系統(tǒng)已經(jīng)在安全性、可用性、易用性等方面取得了不小進(jìn)步，打破了國外操作系統(tǒng)的壟斷地位。
盡管如此，受限于微軟公司W(wǎng)indows長期壟斷及其所造成的用戶使用習(xí)慣，基于國產(chǎn)操作系統(tǒng)的軟硬件生態(tài)環(huán)境，尤其是上層應(yīng)用軟件生態(tài)，還存在較大的差距。正因為用戶使用習(xí)慣和軟硬件生態(tài)環(huán)境方面的差距，自主安全基礎(chǔ)軟件的推廣使用面臨的困難還很大，這也導(dǎo)致用戶數(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域比較小，對生態(tài)環(huán)境急需的軟硬件廠家的吸引力不夠。
我國軟件產(chǎn)業(yè)在上世紀(jì)80年代初萌芽，經(jīng)歷了短暫的繁榮期，但隨著IBM、微軟、甲骨文等國際軟件企業(yè)大舉進(jìn)入中國，國產(chǎn)軟件產(chǎn)業(yè)迅速跌入低谷。雖然有識之士也提出自主發(fā)展的建議，但國產(chǎn)關(guān)鍵軟硬件設(shè)備普遍依賴進(jìn)口的局面一直沒有得到扭轉(zhuǎn)。國產(chǎn)軟件行業(yè)在這樣的大形勢下，難以形成核心技術(shù)，逐漸喪失了競爭優(yōu)勢。
操作系統(tǒng)作為軟件體系的制高點，也是兵家必爭之地，處于紅海市場，微軟、谷歌、蘋果都投入了大量的人力、物力進(jìn)行競爭和滲透。國產(chǎn)操作系統(tǒng)廠商很難在完全市場化的環(huán)境中與國外操作系統(tǒng)開展正面競爭，生存空間不斷被擠壓，企業(yè)發(fā)展很難走上良性循環(huán)。雖然在國家政策的引導(dǎo)和戰(zhàn)略指導(dǎo)下，曾掀起過國產(chǎn)軟件的“替代潮”，但國內(nèi)很多行業(yè)對國產(chǎn)替代并沒有內(nèi)在的驅(qū)動力，基本處于“論證得多、實施得少，說得多、做得少”的尷尬局面，國產(chǎn)軟件廠商則往往是“剃頭挑子一頭熱”。另外，國產(chǎn)操作系統(tǒng)也存在低水平同質(zhì)化競爭的現(xiàn)象，看到利益一哄而上，遇到困難一哄而散，缺乏成苦練內(nèi)功、靠產(chǎn)品取勝的毅力。
更令人憂心的是，在人才培養(yǎng)上，傳統(tǒng)的高等院校過分重視理論、輕視實踐，而職業(yè)培訓(xùn)機構(gòu)偏重實踐、忽視理論，這都導(dǎo)致操作系統(tǒng)的發(fā)展存在結(jié)構(gòu)性人才短缺。此外，國產(chǎn)操作系統(tǒng)廠商由于市場盈利能力不足，發(fā)展前景不明朗，人才流失比較嚴(yán)重。
那么，未來幾年內(nèi)國產(chǎn)操作系統(tǒng)的發(fā)展將何去何從？
首先要選擇有發(fā)展前景的國產(chǎn)CPU。CPU是操作系統(tǒng)賴以運行的硬件平臺，如果所選擇的CPU發(fā)展不能迎合摩爾定律，那么在其上開發(fā)的操作系統(tǒng)也將難以生存。
其次，要找準(zhǔn)根據(jù)地市場。做國產(chǎn)操作系統(tǒng)不能貪大求全，必須找準(zhǔn)適合自己的關(guān)鍵應(yīng)用，緊貼關(guān)鍵應(yīng)用的需求，做針對性設(shè)計，走“減肥瘦身”之路。
此外，要按照“白盒混源”模式，分階段分等級發(fā)展，在關(guān)鍵功能上逐步實現(xiàn)自主發(fā)展。我們可以從開源社區(qū)汲取豐富的營養(yǎng)，但必須堅持以我為主的指導(dǎo)思想。
“天下沒有免費的午餐”。比如，隨著安卓系統(tǒng)占有全球手機市場超過八成的市場份額，谷歌開始收緊安卓系統(tǒng)的控制權(quán)。因此，我們必須走“以我為主，有選擇地借鑒開源代碼”的混源路線。
按組成和功能對國產(chǎn)操作系統(tǒng)主要組成按塊劃分，各組成模塊可分為暫時借鑒（L4）、驗證使用（L3）、按需改造（L2）、自主設(shè)計（L1）和主導(dǎo)設(shè)計（L0）五種。按“先可控、后自主”的思路，分階段、穩(wěn)步提升國產(chǎn)操作系統(tǒng)主要組成模塊的自主安全級別，通過組成模塊自主安全程度的提升實現(xiàn)國產(chǎn)操作系統(tǒng)整體自主安全程度的提高。
此外，要建立國產(chǎn)操作系統(tǒng)的融資體系，軟件業(yè)的發(fā)展需要大規(guī)模的資金支持，特別是其發(fā)展的高風(fēng)險性限制了銀行等信貸資金的投入，為此國家必須考慮在規(guī)劃軟件業(yè)的融資制度安排時拓寬融資渠道，廣泛引導(dǎo)社會各類資金介入軟件業(yè)，這是促進(jìn)軟件業(yè)快速、規(guī)模化發(fā)展的起點和關(guān)鍵。（編輯整理：趙廣立）
《中國科學(xué)報》 (2019-02-21 第7版 信息技術(shù))
