对照龙芯困境 谈日本CPU的发展道路

云清扬

来源：cnbeta 作者：愚蠢小猪
　　说到日本的CPU，很多人会问，日本有CPU吗？确实,我们日常接触的计算机基本都是wintel，CPU基本都是美国公司的。其实日本有很多种 CPU，在中国也被广泛应用，只是我们很难看到它，被嵌入了，不象有个什么“Intel inside”的牌子。当然，在中国嵌入式开发领域，日本CPU的应用也比较少，低端的多为51、PIC、AVR系列，高端的则是ARM一统天下，总之是八国联军。我想大概是因为日本CPU的相关支持工具和文档资料大多用日文写的，一般中国人看不懂。相比之下，欧美的CPU就比较好接受。看起来，CPU 东西，自己的文化弱了，推广起来也比较困难。不过，在日本，日本CPU绝对是主流，从低端到高端。从我使用的情况看，比欧美系的CPU好用，功能全面集成度高。日本的CPU大概叫关起门来自己爽。
　　谈CPU先要谈与CPU直接相关的基础产业——半导体。日本的半导体产业起步不算早。直到70年代初，日本半导体需要量的7-8成还需要依靠进口。当时中国正处于文化大革命，经济崩溃，知识分子被关牛棚，工农兵大学生和外行领导内行导致科研机构一片混乱。即使这样，日本当年还需要从中 国进口半导体制造设备。
　　这时候，日本的电电公社，现在NTT的前身，相当于中国电信，发挥了很大作用。电电公社坚决采购国产电话交换机，并坚持使用国产的半导体，组织协调日本的半导体企业协作攻关。反面则是电电公社搞垄断，高昂的电话初装费和软预算赤字财政。1976年，日本政府成立半导体的国家实验室，国家的力量进行攻关。国家战略的结果，使日本半导体生产技术达到了世界领先水平。
　　国家扶持和计划，使日本半导体产业与美国有很大的不同。最大的特点是大而全，小而全，自产自销。在初期，半导体的生产几乎100%在本企业或本集团内消费了。即使现在，也有很大比例是在本企业本集团内消费。这与美国半导体企业基本外销很不相同。比如，日立生产的半导体，很大比例在日立集团内部消费了，如日立的家电、精机、重机、工厂等等。而Intel的半导体则很少自己用，绝大多数都卖给其它用户。原因是日本半导体的起点低，性能质量价格面并没有优势，只能自产自销，大而全小而全，发展半导体是作为国家及本企业集团的战略，而不是一时的经济效益。要经济效益还不如直接买美国的。
　　日本的这种做法，引起美国的不满，认为这是计划经济违反了市场经济规律云云。日本人也颇不满，自己的电电公社虽然搞软预算赤字财政，毕竟还是企业。而美国的国防部则完全是软预算，完全不讲经济效益。就中国是市场经济的信徒，在日本半导体突飞猛进的时候，中国迎来了改革开放的春风，引进市场机制的葵花宝典，半导体产业就挥刀自宫了。同时自宫的产业还有很多。自宫的结果，使中国这近30年取得了世人瞩目的经济成就。欲练神功需要挥刀自宫，这是颠扑不破的真理。
　　国家战略和计划的引领下，日本半导体生产工艺突飞猛进，但需要高超设计技巧的CPU却没有很大突破。中国经历了10年文革的摧残，1977年研制成功了专用的弹载16位CPU。美国的CPU在1970年代末期形成了Intel的86系和Motorola的68系CPU。两强争霸，都想扩大市场占有率树立事实上的标准，但又受限于产能不足。于是找到日本厂家，日本厂家以许可证方式生产与美国兼容的CPU，作为第二供货方，这是日本CPU的起步。
　　日立承接的是Motorola的MC680X和MC68000，日立生产的MC68就叫HD68。NEC则承接Intel的86，形成 V20、V30系的 CPU。日本没有与国际接轨，融入国际社会的心思，喜欢自定标准，自搞一套。当80年代初IBM PC风靡全球时，日本自搞了一个PC98。手机也是自成系统。这以中国不同，在中国与国际接轨是政治正确，雄心壮志早被阉了，想自立体系想都不敢想。当然，PC98最终没有抵抗住IBM PC，在几年前还是最终放弃了，但毕竟日本曾经奋斗过，很多事也是谋事在人成事在天，但奋斗的心不能死。
　　 1984年，作为日本国策的TRON项目开始实施。TRON项目是集计算机OS和CPU设计一体的大型计划。涵盖的目标非常广泛，从实时控制到桌面系统，从工厂自动化到商业应用，无所不包。目的要建立日本独立的计算机软硬件体系。即阻止外国系统对日本的渗透，又想在世界中树立日本的标准。
　　1984年也是中国关键的一年。是年年底，通过了城市改革的决议，拉开了城市改革的序幕。这一年还是“鬼门关”，无论项目是否成功，这一年都必须下马停止。时隔20年后，许多项目才重新开始，或者再也没有可能开始了。这一年大概可以称为中国的“自宫年”。中国需要集中精力发展经济，改善生活。我们的目的是喝水，再也不能干挖井的蠢事了，这些“奇技淫巧”还是算了吧。
　　作为TRON项目的结果。1987年，日立发布了 H8/H16/H32三款CPU，分别是8位/16位/32位。其时日本产品在欧美市场上咄咄逼人，即便作为86和68系CPU的第二供货商，也有喧宾夺主侵夺美国原厂商市场份额的势头。这些引发了日美贸易摩擦，美国政府向日本政府施加压力，小胳膊毕竟没有扭过大腿。TRON计划被大幅度缩小，只限定在实时嵌入式领域。Intel和Motorola分别向NEC和日立提起诉讼，禁止它们再生产销售与86和 68系兼容的芯片。这些诉讼最后都在庭外和解了，作为和解的结果，H16由于酷似Motorola的68被放弃了，H32由于TRON项目缩小也被放弃了。H8虽然也大量承袭了68的设计，但总算被保留了下来。
　　日本历史上有过多次失败，但雄心壮志从来就没有熄灭过。虽然有时必须认命，被外力宫去大半，但雄心不死，还有重生的机会。中国则精神上萎靡了，不用别人动手，就自宫了。即便有人劝说中国能行，但始终坚挺不起来。
　　日立的H8虽然是8位的CISC设计，随着时代发展，逐步扩展到16位和32位。并在此基础上发展了RISC型的SuperH系列 SH1/SH2/SH3/SH4。SH1/SH2定位于实时控制领域，SH3/SH4则定位于信息处理。NEC则发展了自己独自的78和V850系列。
　　这些CPU都定位于嵌入式领域，避免与美国直接冲突。嵌入式领域市场庞大并被细分，手机、游戏机、汽车、各种家用电器、各种生产装置……，这些领域都是日本的强势领域。这些东西和我们日常生活密切相关，但我们往往觉察不到它们里面计算机的存在。在嵌入式领域对CPU的性能要求并不很高，很难出现赢家通吃的局面。日本CPU的最高主频目前还没有超过1GHz，NEC的V850的一款CPU号称是世界上主频最低的32位RISC CPU，只有20MHz，但却有着极低的功耗。嵌入式领域性能不是主要因素，有自己的特色就可以在市场中找到定位点。
　　嵌入式应用需要丰富的接口，光CPU远远不够。日本的CPU一大特点是集成了丰富的接口，A/D、D/A、PWM、定时器/技数器、各种通信协议、图象声音的编解码器、Flash、SRAM甚至还集成了大容量的DRAM。包含接口的不同，形成一个完整的系列，根据具体应用的需要选择具体的CPU型号。往往一个单片就可以构造一个完整的应用系统。
　　软件系统虽然TRON被大幅度缩小，成了uITRON，TRON前面的uI分别代表微型和工业的意思。小有小的好处，正好适应这种资源严重受限的嵌入式应 用环境。Windows CE和Linux则庞大笨重，于是uITRON占了日本近一半的市场份额。uITRON只是一个标准，并不是具体实现，具体的软件有好几种，其中也有免费开源的uITRON。当然这些日本CPU也能运行Windows CE和Linux。据说SH3是世界上第一种运行Windows CE的CPU。
　　软件和硬件系统的结合，使日本的CPU在日本市场上成为主导，外国CPU占的市场份额很小。这与中国不同，中国则是被八国联军占领了。日本的出版教育界也功不可没。有名的CQ出版社出版的电子杂志详细介绍这些本国CPU用法和特点，还免费赠送这些CPU的实验板。还免费提供这些CPU的软核，在FPGA中实现自己的系统，用于研究和教学。学生时代的教育就使用本国的CPU，工作后自然而然就使用本国的CPU。中国的教育原来是Z80，后来是8051，于是学生毕业后就用这些外国CPU。
　　国家战略、科研、教育、产业相结合，使日本CPU产业从无到有，由弱到强，独树一帜。中国这四个方面相互脱节，国家战略是建立市场经济体制，不惜摧毁自己独立的科研和产业体系。科研面是单打独斗，在整个国家当作点缀存在。教育是面向世界，为留学和外企培养人才。产业则基本被卖掉了，外资企业挑大梁。这样的环境中，发展自己的CPU产业何等艰难。聪明如陈进的，一开始就认为事不可为，打磨芯片交差，科研经费落袋。方舟则是在中途醒悟，还是搞房地产来钱快。就剩下愚公龙芯继续奋斗，但不知道红旗能打多久。

钳工

本文作者很有自知之明，取名愚蠢小猪非常贴切！对先烈的成见使得文中通篇自相矛盾。如：“直到70年代初，日本半导体需要量的7-8成还需要依靠进口。当时中国正处于文化大革命，经济崩溃，知识分子被关牛棚，工农兵大学生和外行领导内行导致科研机构一片混乱。即使这样，日本当年还需要从中 国进口半导体制造设备。”呵呵，我们的半导体在一片混乱中都能胜过日本！还有“国家战略和计划的引领下，日本半导体生产工艺突飞猛进，但需要高超设计技巧的CPU却没有很大突破。中国经历了10年文革的摧残，1977年研制成功了专用的弹载16位CPU。”77年文革刚结束16位CPU由谁研制成功？文革中产生的重大科研成果是世人有目共睹的！
　　当然有一句话作者是说得非常正确的，那就是我们的“改革开放”采取了“自宫”行为！在“造船不如买船，买船不如租船”的愚蠢思想指导下我们自毁长城把老一代打下的基础大多毁掉，急功近利到令人发指的程度！正如作者所言：“　1984年也是中国关键的一年。是年年底，通过了城市改革的决议，拉开了城市改革的序幕。这一年还是“鬼门关”，无论项目是否成功，这一年都必须下马停止。时隔20年后，许多项目才重新开始，或者再也没有可能开始了。这一年大概可以称为中国的“自宫年”。中国需要集中精力发展经济，改善生活。我们的目的是喝水，再也不能干挖井的蠢事了，这些“奇技淫巧”还是算了吧。”
　　呵呵，没有前人的挖井，哪来后人的吃水？现在好了，人人只想喝水，不思挖井迟早水要喝光！这也是改革者给国家造成的最大灾难！
　　文革是给中国造成了很大破坏，但这种破坏大多由人民自己造成，不管是上当还是愚昧，人民必须自我反省，那种把责任往死人头上一推的愚蠢做法是造成目前人民仍然愚昧被欺的根本原因！

云清扬

我们这一代人大多数对那段历史都不太了解,也没有一个很好的了解渠道?不过值得欣慰的是,很多我们没有的,现在有人在做了.如龙芯,TD-SCDMA.
前段时间看过一个访谈节目,英特尔首席执行官-贝瑞特说,中国现在并不缺人才,也不缺资金,缺的是一个好的科研环境,他们公司就和中国很多高校有合作,并相信如果中国ZF引导好的话,下一个谷歌可能就在北大或清华诞生.

老房

“经济崩溃，知识分子被关牛棚，工农兵大学生和外行领导内行导致科研机构一片混乱。”即时这样大型计算机，运十飞机以及快速发展的半导体器件等等都是在那个时期发展的。仔细研究科学技术成果，特别是电子技术领域这个时期与世界并没有很大的差别，差别开始拉开是近十几年。引进国外淘汰的炼钢设备、显象管生产线以及引进国外淘汰封存入库的空调生产线等等这些美其名曰的“交学费”可以说明不是人家的步伐太快而是我们自己的退步。

钳工

原帖由 云清扬 于 2008-7-14 11:08 发表
我们这一代人大多数对那段历史都不太了解,也没有一个很好的了解渠道?不过值得欣慰的是,很多我们没有的,现在有人在做了.如龙芯,TD-SCDMA.
前段时间看过一个访谈节目,英特尔首席执行官-贝瑞特说,中国现在并不缺人 ...

          把那段历史说得一无是处是为了彰显改革的成绩有多么伟大！就像我们从前说旧社会连铁钉、火柴都不会做一样，这些都不是事实。靠贬从前来显现在是国人的一大恶习，很多新上任的官员总爱把前任的标志性建筑推倒从建，甚至把前任种的树也砍了换品种另种。都是出于以上目的。做法幼稚可笑造成的浪费却十分惊人！
　　　中国从来都不缺人才，关键是你怎么去使用，把毛泽东时代说得那么黑暗，可那时我们与国外的科技差距却很小，很多领域甚至超过外国！多少在国外生活优越的科学家冒死回国贡献一生，可现在呢？多少高级人才流失海外不愿回国，很多回来的“精英”却在卖国误国吃里爬外！由“高级人才”给国家造成的损失难与估量！被贪官污吏骗走的资金不计其数！放着这么通透的环境，有着这么多的明白人，却做着这么多匪夷所思的混账事，中国究竟怎么啦？

donkey

顶一下，这里的明白人多。
大家设想一下这个情况：假如毛老人家从棺材里面起来，挥着大手说，人民起来吧，我支持你们！情况会怎样？
我想，台上那些官僚立马会关进牛棚，还有那些所谓的专家，学者，精英之流，日子也不会好过！为什么？因为他们吃里扒外，坑百姓啊？谁不恨他们啊？想想杀警察的事件，俯卧撑网民的态度就知道

supuser

人家争气，我们这些当官的不争气！！！