范東睿：中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所高通量計(jì)算機(jī)研究中心主任，北京中科睿芯科技集團(tuán)有限公司創(chuàng)始人。主要從事眾核處理器體系結(jié)構(gòu)研究，目前已在國(guó)內(nèi)外期刊等發(fā)表論文100余篇，獲授權(quán)/受理發(fā)明專利50余項(xiàng)。主持和參加了“973”“863”、核高基、自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目等十多項(xiàng)國(guó)家級(jí)項(xiàng)目。榮獲中國(guó)科學(xué)院青年科學(xué)家獎(jiǎng)、國(guó)家重大人才計(jì)劃領(lǐng)軍人才、北京市技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)、入選科技部創(chuàng)新人才推進(jìn)計(jì)劃等。受訪者供圖

　　很多人對(duì)于美國(guó)的“信息高速公路”計(jì)劃并不陌生，可是你聽(tīng)說(shuō)過(guò)“信息高鐵”計(jì)劃嗎？

　　“為突破美國(guó)規(guī)劃的‘信息高速公路’技術(shù)體系制約，中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所（以下簡(jiǎn)稱中科院計(jì)算所）提出了符合中國(guó)國(guó)情的‘信息高鐵’計(jì)劃。”日前接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)，中科院計(jì)算所高通量計(jì)算機(jī)研究中心主任、北京中科睿芯科技集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱中科睿芯）董事長(zhǎng)范東睿興致勃勃地說(shuō)起這個(gè)大計(jì)劃，“相比‘信息高速公路’，‘信息高鐵’更強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)處理的吞吐量（計(jì)算又快又多又穩(wěn)）和服務(wù)保障（像高鐵一樣有保障地計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)）。而‘信息高鐵’的核心屬性就是高通量。”

　　目前，他們已完成高通量計(jì)算機(jī)原型系統(tǒng)研制，形成了從芯片、加速卡、一體機(jī)到數(shù)據(jù)中心的一整套高通量產(chǎn)品線。目前已在深度學(xué)習(xí)、高通量音視頻處理等典型場(chǎng)景開(kāi)展示范應(yīng)用，未來(lái)將逐步拓展到更多行業(yè)場(chǎng)景中，讓“信息高鐵”技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)發(fā)揮重要作用。

　　作為“信息高鐵”計(jì)劃的主要執(zhí)行人之一，從芯片到加速卡再到數(shù)據(jù)中心，范東睿已經(jīng)在這條路上走了20年。一切看起來(lái)都順理成章，但他坦言“每一步都經(jīng)歷了要死的狀態(tài)”，不過(guò)“做技術(shù)創(chuàng)新、把研究成果落地、創(chuàng)造實(shí)際價(jià)值的過(guò)程太有吸引力，你抑制不住那種沖動(dòng)”。

　　換條路，跑到別人前面 研制我國(guó)最早期高處理性能眾核芯片 

　　在中科睿芯標(biāo)志性的小白樓一樓，一進(jìn)門展示墻上幾枚鑲嵌起來(lái)的芯片格外引人注目。從第一代芯片到第二代芯片，再到加速卡、服務(wù)器，體量變大，邏輯變復(fù)雜，產(chǎn)品也從產(chǎn)業(yè)鏈上游延伸到了下游，范東睿十幾年的工作和心血都在這里了。

　　這也是中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展史的一組特寫(xiě)。2000年，范東睿和幾個(gè)二十出頭的年輕人剛到中科院計(jì)算所，給新生開(kāi)會(huì)的李國(guó)杰院士說(shuō)“咱們要做芯片，芯片會(huì)很牛”。“我們聽(tīng)得熱血沸騰。散了會(huì)問(wèn)李老師誰(shuí)在做，老師說(shuō)就你們做啊！但我們誰(shuí)也不知道怎么做。”范東睿說(shuō)，那時(shí)候高端芯片邏輯設(shè)計(jì)、物理設(shè)計(jì)，都是大家完全沒(méi)接觸過(guò)的新鮮事物。

　　學(xué)數(shù)學(xué)出身、從沒(méi)接觸過(guò)硬件的他，從最基礎(chǔ)的芯片設(shè)計(jì)教科書(shū)學(xué)起。“中科院計(jì)算所給了我們非常好的平臺(tái)，我2000年入學(xué)，2002年開(kāi)始發(fā)表學(xué)術(shù)論文，還出國(guó)開(kāi)會(huì)。”范東睿說(shuō)，他第一次去日本參加CoolChips會(huì)議讓他“明白了斤兩”：“人家每個(gè)公司都能展示出創(chuàng)新性很強(qiáng)的芯片，從而共同支撐起了一個(gè)大的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。雖然我們?cè)趪?guó)內(nèi)做得很出色了，但跟別人比仍有明顯的差距。”

　　那趟日本之行帶給他的收獲至今受用：“那次讓我體會(huì)到兩點(diǎn)不容易，一個(gè)是生態(tài)，生態(tài)基本決定一個(gè)芯片能不能用起來(lái)；另一個(gè)是設(shè)計(jì)，不能先設(shè)計(jì)再去找用戶，必須根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)做創(chuàng)新設(shè)計(jì)，做需求驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)。”

　　2005年前后，畢業(yè)留所的范東睿開(kāi)始了眾核芯片技術(shù)路線的研究，繼而開(kāi)展了高通量計(jì)算方向的工作，這個(gè)選擇的價(jià)值在日后不斷凸顯。

　　高通量計(jì)算擅長(zhǎng)“高并發(fā)”和“不規(guī)則運(yùn)算”，可以在同等時(shí)間內(nèi)處理更多請(qǐng)求，是不同于傳統(tǒng)高性能計(jì)算的另一條技術(shù)路線。2009年，范東睿帶領(lǐng)不到十人的科研小組研發(fā)的SmarCo-1（Godson-T）眾核處理器成功流片，成為我國(guó)最早期的具備高處理性能的眾核芯片，這款64核的高端眾核處理器相當(dāng)于“換了個(gè)創(chuàng)新性技術(shù)路線去處理新興應(yīng)用，就跑到別人前面了”。

　　2011年，在斯坦福大學(xué)舉辦的HotChips會(huì)議上，SmarCo-1與各芯片巨頭的最新產(chǎn)品同臺(tái)亮相，被計(jì)算機(jī)領(lǐng)域國(guó)際知名雜志 MICROPRPCESSOR REPORT 評(píng)選為“全球十大服務(wù)器處理器”設(shè)計(jì)之一，為中國(guó)在全球眾核處理器結(jié)構(gòu)研究領(lǐng)域贏得一席之地，它也是同期入選的唯一出自學(xué)術(shù)界的眾核處理器芯片。

　　不讓“故事”斷片 邊做科研邊做企業(yè)，讓技術(shù)成果有用 

　　“成果做到一定程度，就要把它用起來(lái)，這好像都寫(xiě)到中科院計(jì)算所的基因里了。”范東睿說(shuō)，這是一條水到渠成的路，“一個(gè)年輕人進(jìn)來(lái)，可能前10年都在玩命做基礎(chǔ)性研究，但這畢竟是個(gè)應(yīng)用科學(xué)，你研究再先進(jìn)，文章發(fā)了幾十篇，專利申請(qǐng)幾十項(xiàng)，這個(gè)時(shí)候你說(shuō)我的技術(shù)用不上，這個(gè)故事就不完整。”

　　但創(chuàng)業(yè)只是一個(gè)更復(fù)雜艱難的新故事的開(kāi)篇。“完全的平衡是不可能的。”他這樣形容一邊做科研、一邊做企業(yè)的生活。科學(xué)家進(jìn)入商場(chǎng)，不適應(yīng)在所難免，范東睿同樣可以舉出一堆例證，但“讓技術(shù)有用”的誘惑太強(qiáng)，他漸漸找到適合自己的節(jié)奏。

　　“從個(gè)人興趣出發(fā)，做產(chǎn)業(yè)能發(fā)現(xiàn)新機(jī)會(huì)，把新技術(shù)用上去，這個(gè)過(guò)程給我?guī)?lái)的愉悅感很強(qiáng)。”他說(shuō)。

　　2014年11月，范東睿作為創(chuàng)始人成立了中科睿芯，擔(dān)任董事長(zhǎng)和首席科學(xué)家。中科睿芯成立當(dāng)年就實(shí)現(xiàn)盈利，至今每年?duì)I收都以300%左右指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，該公司也因此獲得了“海淀高科技高成長(zhǎng)20強(qiáng)”，成為2019年獲此殊榮的唯一做計(jì)算機(jī)高端芯片與系統(tǒng)的硬科技公司。

　　“無(wú)論學(xué)術(shù)論文還是企業(yè)收益，其實(shí)都是附屬品。如果把附屬品當(dāng)作目標(biāo)來(lái)追求，我覺(jué)得是舍本逐末。你花人生非常寶貴的精力追求一些很虛無(wú)的東西，沒(méi)把他們用在真正對(duì)國(guó)家產(chǎn)業(yè)有貢獻(xiàn)的地方，是沒(méi)做到位的。”他說(shuō)。

　　“現(xiàn)在我們正努力把‘信息高鐵’的事做成。”范東睿說(shuō)，“信息高鐵”是中科院計(jì)算所孫凝暉院士力推的項(xiàng)目。

　　人類產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量正以驚人速度遞增。專業(yè)報(bào)告預(yù)測(cè)，從2016年到2025年，全球數(shù)據(jù)量將出現(xiàn)10倍的增長(zhǎng)。范東睿說(shuō)，在5G智能物聯(lián)時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)連接并發(fā)與計(jì)算載荷將提升10000倍，要想改變對(duì)國(guó)外信息基礎(chǔ)設(shè)施核心器件的依賴，必須從“信息高速公路”的構(gòu)建轉(zhuǎn)變?yōu)榫邆涓鼜?qiáng)吞吐能力的“信息高鐵”的基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建上來(lái)，提供以高通量眾核芯片與系統(tǒng)為核心技術(shù)的高吞吐能力的、強(qiáng)實(shí)時(shí)的、高確定性的新型信息技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)信息基礎(chǔ)設(shè)施的全部自主構(gòu)建能力。“我們做‘信息高鐵’，就是要盡量采用自主技術(shù)成體系地建設(shè)新型基礎(chǔ)設(shè)施，建成以后，‘信息高鐵’站，也就是各種數(shù)據(jù)中心，可以為關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)、關(guān)鍵行業(yè)提供服務(wù)，實(shí)現(xiàn)用自己的體系去支撐自己的創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)。”

　　2019年7月31日，首個(gè)高通量數(shù)據(jù)中心在江蘇鹽城落成并投入應(yīng)用。該中心擁有1千個(gè)計(jì)算與存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，3萬(wàn)個(gè)處理器核，每秒鐘能處理1千萬(wàn)路互聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)傳輸視頻流，而功耗僅為750千瓦，展現(xiàn)出超高能效比。

　　“在信息領(lǐng)域誰(shuí)也不能高枕無(wú)憂” 艱苦攀登過(guò)程，稍有不慎就可能墜落 

　　范東睿說(shuō)，好比登山，他現(xiàn)在還處于艱苦攀登的過(guò)程，稍有不慎就可能墜落，“技術(shù)芯片只有階段性的成功或者階段性的進(jìn)展，在信息領(lǐng)域誰(shuí)也不能高枕無(wú)憂，很多知名的大公司都曾一夕之間倒掉。”他說(shuō)。

　　回首過(guò)去20年間，芯片本身從冷門發(fā)展成為如今備受矚目的焦點(diǎn)，不過(guò)范東睿自己好像對(duì)此并不是很“敏感”。他說(shuō)自己?jiǎn)渭兙褪窍矚g研究這個(gè)事，能在發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題的過(guò)程中感受到單純又富足的樂(lè)趣。跟隨中國(guó)芯片從無(wú)到有、起起伏伏，見(jiàn)證環(huán)境變遷，他既是參與甚至掀起芯片熱潮的人，也在熱潮之外。

　　在這個(gè)前所未有敏感和重要的行業(yè)，他說(shuō)自己“不太可能歇一歇腳”。他提到，李國(guó)杰院士、高光榮老師至今還會(huì)發(fā)郵件，推薦一些文章給他讀，孫凝暉院士經(jīng)常與他討論學(xué)術(shù)思想和具體技術(shù)難題。學(xué)術(shù)的傳承和家國(guó)的傳統(tǒng)在中科院計(jì)算所走出的一代代人身上完整保留。

　　“現(xiàn)在希望通過(guò)‘信息高鐵’的建設(shè)，真正把創(chuàng)新型產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用從底層的芯片、主機(jī)等物理基礎(chǔ)設(shè)施、到平臺(tái)層的軟件、再到上層的應(yīng)用服務(wù)全部打通。這可能是我們能為國(guó)家作的最直接的貢獻(xiàn)。”范東睿說(shuō)。

　　（原載于《科技日?qǐng)?bào)》 2020-09-03 05版）