朱建濤-自主可控軟硬件與開(kāi)源社區(qū)推進(jìn)的一點(diǎn)思考(1)匯編

1、 匯報(bào)內(nèi)容匯報(bào)內(nèi)容 自主可控自主可控軟硬件現(xiàn)狀軟硬件現(xiàn)狀 申威平臺(tái)開(kāi)源軟件應(yīng)用情況申威平臺(tái)開(kāi)源軟件應(yīng)用情況 體會(huì)和思考體會(huì)和思考 一、國(guó)產(chǎn)自主軟硬件現(xiàn)狀一、國(guó)產(chǎn)自主軟硬件現(xiàn)狀 在國(guó)家在國(guó)家“863”863”、“核高基核高基”等項(xiàng)目的大力支持下等項(xiàng)目的大力支持下 ，國(guó)產(chǎn)國(guó)產(chǎn)基礎(chǔ)基礎(chǔ)軟硬件軟硬件取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，為構(gòu)建自主取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，為構(gòu)建自主 可控、安全可信的網(wǎng)絡(luò)信息體系打下了良好基礎(chǔ)?？煽?、安全可信的網(wǎng)絡(luò)信息體系打下了良好基礎(chǔ)。 p形成了龍芯、申威、飛騰、眾志等為代表的國(guó)產(chǎn)形成了龍芯、申威、飛騰、眾志等為代表的國(guó)產(chǎn)CPUCPU p形成了中標(biāo)麒麟、深度、普華等為代表的自主形成了中標(biāo)麒麟、深

2、度、普華等為代表的自主OSOS p形成了達(dá)夢(mèng)、金倉(cāng)、神舟通用為代表的國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)形成了達(dá)夢(mèng)、金倉(cāng)、神舟通用為代表的國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù) p形成了以金山、中標(biāo)普華、永中等為代表的應(yīng)用軟件形成了以金山、中標(biāo)普華、永中等為代表的應(yīng)用軟件 p初步具備初步具備從芯片從芯片設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)到整機(jī)到整機(jī)的自主可控能力的自主可控能力 p基于開(kāi)源及自研軟件形成了自主可控基礎(chǔ)軟件體系基于開(kāi)源及自研軟件形成了自主可控基礎(chǔ)軟件體系 應(yīng)用支撐 系統(tǒng)軟件 神威虛擬機(jī)管理器 基礎(chǔ)支撐 C/C+/Fortran編 譯器及工具鏈 Java支撐平臺(tái) 應(yīng)用軟件 多媒體辦套件瀏覽器 硬件平臺(tái) 申威多核處理器申威I/O套片TCM模塊 DEEPIN操作系統(tǒng)

3、中標(biāo)麒麟操作系統(tǒng) 系統(tǒng)軟件：系統(tǒng)軟件： 提供BIOS、VMM、操作系統(tǒng)功能， 可高效管理調(diào)度CPU、內(nèi)存、進(jìn)程等 各軟硬件資源，可創(chuàng)建、管理虛擬 機(jī)并服務(wù)于安全虛擬終端 基礎(chǔ)支撐：基礎(chǔ)支撐： 提供各種編譯器及運(yùn)行時(shí)庫(kù)，Java支 撐平臺(tái)等?？善帘蔚讓悠脚_(tái)差異，具 備基礎(chǔ)應(yīng)用開(kāi)發(fā)、編譯、調(diào)試、部署、 運(yùn)行、維護(hù)能力。 應(yīng)用支撐：應(yīng)用支撐： 已成功適配各種數(shù)據(jù)庫(kù)、中間件、框 架模型等，基于應(yīng)用支撐模塊可構(gòu)建 分布式、大規(guī)模復(fù)雜應(yīng)用 數(shù)據(jù)庫(kù)中間件 達(dá)夢(mèng)金倉(cāng)神舟東方通金蝶中創(chuàng) 電子郵件中文支持公數(shù)據(jù)庫(kù)前端 應(yīng)用軟件：應(yīng)用軟件： 已完成辦公軟件、多媒體、瀏覽器等 應(yīng)用移植，具備日常辦公、娛樂(lè)、專 有業(yè)務(wù)

4、和個(gè)人事務(wù)處理能力 昆侖/百敖 BIOS 基礎(chǔ)運(yùn)行時(shí) n國(guó)產(chǎn)軟件與Wintel體系以及x86-Linux體系比較 u自主可控基礎(chǔ)體系采用Linux開(kāi)源移植+自主研發(fā)相結(jié)合的方式 u和Wintel體系以及X86-Linux體系比較，在軟件各層次都有對(duì)應(yīng)軟件產(chǎn)品 軟件類別X86 (Windows)X86 (Linux)國(guó)產(chǎn)自主可控 BIOSBIOS-legacy、UEFIBIOS-legacy、UEFIUEFI（百敖、昆侖） 操作系統(tǒng)WindowsLinuxLinux（中標(biāo)麒麟、DEEPIN、睿思） 虛擬機(jī)管理器VMWareKVM，XenSWVMM（睿思） 編譯器/工具鏈ICC、MS VC ICC

5、、GCC、 LLVM/Clang GCC，SWCC JAVA環(huán)境JDK、.NET JDK、Tomcat、Jboss、 Weblogic JDK、Tomcat、Jboss、東方通、 金蝶、中創(chuàng) 數(shù)據(jù)庫(kù) MS SQL Server、 Oracle MySQL、Oracle MySQL、達(dá)夢(mèng)、神舟通用、人大金 倉(cāng) 辦公軟件MS Office OpenOffice、 LibreOffice 中標(biāo)普華、永中office、（金山 WPS） 瀏覽器IE、Firefox、ChromeFirefox、ChromeFirefox，Chrome 開(kāi)發(fā)環(huán)境 Visual Studio、 Eclipse Eclipse

6、、Qt CreatorEclipse、Qt Creator 自主軟硬件能力瓶頸自主軟硬件能力瓶頸 對(duì)國(guó)產(chǎn)系統(tǒng)架構(gòu)的支持不完 多核支持、指令特性支持 BIOS 標(biāo)準(zhǔn)C庫(kù)圖形庫(kù) JAVA 中間件 數(shù)據(jù)庫(kù)辦公軟件瀏覽器 桌面應(yīng)用 服務(wù)器基礎(chǔ)環(huán)境 Linpack Web App OS內(nèi)核 Tomcat X圖形系統(tǒng)編譯工具 圖像庫(kù)媒體庫(kù) GTK/GNOMEQT/KDE APP Flash媒體播放 MPI 輸入法 LAMP APP 桌面基礎(chǔ)環(huán)境 服務(wù)器應(yīng)用 底層系統(tǒng)軟件 基礎(chǔ)軟件庫(kù) 國(guó)產(chǎn)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化支持薄弱 基礎(chǔ)C庫(kù)、圖形圖像處理 重點(diǎn)軟件結(jié)構(gòu)性優(yōu)化工作不 足 JAVA虛擬機(jī)、媒體播放器 大型應(yīng)用軟件適配調(diào)

7、優(yōu)環(huán)節(jié) 缺失 瀏覽器、數(shù)據(jù)庫(kù)、辦公軟件 亟待催生新產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)境亟待催生新產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)境 B/S應(yīng)用C/S應(yīng)用GUIApplet應(yīng)用類型console Visual EclipseQtcreator開(kāi)發(fā)環(huán)境Delphi MFCWTLQt開(kāi)發(fā)框架FlexSSHMVC C/C+JAVAJS開(kāi)發(fā)語(yǔ)言SQLVBA Com/ActivexCORBAWidget控件集成office 擴(kuò)展 ODBCJDBCOCI數(shù)據(jù)接口 注冊(cè)表/配置文件線程/消息機(jī)制進(jìn)程間通信操作系統(tǒng)socket CPURISCCISCSIMD 應(yīng)用開(kāi)發(fā)和應(yīng)用環(huán)境的多樣性為應(yīng)用遷移帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)，具體表現(xiàn)在應(yīng)用 類型、開(kāi)發(fā)環(huán)境、開(kāi)發(fā)框架、開(kāi)發(fā)語(yǔ)言、

8、集成控件、數(shù)據(jù)接口、操作系統(tǒng) 與CPU依賴等方面的選擇多樣化 應(yīng)用遷移瓶頸應(yīng)用遷移瓶頸 n由于Wintel長(zhǎng)期壟斷，工具、社區(qū)、資料 豐富，開(kāi)發(fā)人員、最終用戶已習(xí)慣Wintel體 系 nWindows平臺(tái)策略之一是鼓勵(lì)通過(guò)插件機(jī)制 擴(kuò)展、集成復(fù)雜應(yīng)用，其核心封閉，接口開(kāi) 放，導(dǎo)致用戶難以擺脫平臺(tái)制約 n已有系統(tǒng)不得不采用大量封閉的商業(yè)框架 uWindows SDK uMFC，WTL，.NET，VBA uFlash/Flex uActiveX控件、COM/DCOM組件 應(yīng)用遷移瓶頸應(yīng)用遷移瓶頸 面向國(guó)產(chǎn)平臺(tái)的應(yīng)用 CPU X86處理器向國(guó)產(chǎn)自主多核處理器遷移 驅(qū)動(dòng)、基礎(chǔ)軟件、性能優(yōu)化等與此密切相

9、關(guān) Windows向Linux遷移 用戶使用習(xí)慣，開(kāi)發(fā)運(yùn)行環(huán)境，控件與庫(kù)支持各不相同 32位應(yīng)用向64位應(yīng)用遷移 變化帶來(lái)的潛在正確性與性能問(wèn)題 OS APP n應(yīng)用遷移需跨越Windows到Linux、X86到國(guó)產(chǎn)CPU、 32位到64位等三大鴻溝 自主軟硬件生態(tài)發(fā)展的三種模式自主軟硬件生態(tài)發(fā)展的三種模式 模式技術(shù)路線典型代表 HARD自主路線；構(gòu)建自主技術(shù)體系龍芯、申威 NORMAL設(shè)計(jì)微結(jié)構(gòu)；依附Wintel或AA體系飛騰、君正、眾志 SIMPLE合作/合資；直接繼承外部體系兆芯、宏芯、海思麒麟 三種模式對(duì)比三種模式對(duì)比 模式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn) HARD擁有自主發(fā)展權(quán)； 安全可控度高 利潤(rùn)在國(guó)內(nèi)

10、技術(shù)門(mén)檻高，發(fā)展不易 構(gòu)建生態(tài)環(huán)境難度極大 NORMAL技術(shù)門(mén)檻低、時(shí)間成本低 性能起點(diǎn)高 生態(tài)環(huán)境可依賴 自主可控度受限，安全基礎(chǔ)不 牢靠 技術(shù)發(fā)展受限，技術(shù)更新成本 增加 SIMPLE技術(shù)門(mén)檻低、時(shí)間成本低 技術(shù)成熟、生態(tài)環(huán)境好 缺乏自主發(fā)展權(quán) 安全性難以根本突破 國(guó)產(chǎn)自主軟硬件推進(jìn)思考國(guó)產(chǎn)自主軟硬件推進(jìn)思考 p重視程度前所未有，應(yīng)用需求全面開(kāi)花 p應(yīng)用規(guī)模迅速膨脹，推進(jìn)速度超乎想象 p利益集團(tuán)競(jìng)相追逐，國(guó)產(chǎn)品牌百花齊開(kāi) p自主體系良機(jī)難求，發(fā)展之路任重道遠(yuǎn) 匯報(bào)內(nèi)容匯報(bào)內(nèi)容 自主可控自主可控軟硬件現(xiàn)狀軟硬件現(xiàn)狀 申威開(kāi)源軟件應(yīng)用情況申威開(kāi)源軟件應(yīng)用情況 編譯器編譯器 JAVAJAVA 其

11、它其它 體會(huì)和思考體會(huì)和思考 編譯器編譯器 支持的處支持的處 理器理器 操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn) 最新版本最新版本 （發(fā)布時(shí)間）（發(fā)布時(shí)間） 開(kāi)源社區(qū)開(kāi)源社區(qū)研發(fā)團(tuán)隊(duì)研發(fā)團(tuán)隊(duì) Intel IccIntel Icc X86、IA 等平臺(tái) Windows Mac OS X Linux C+11 OpenMP3.1 14.0 （2013年10月） 商業(yè)編譯 器 閉源 Intel開(kāi)發(fā)團(tuán) 隊(duì) IBM XLIBM XLPower AIX SUSE/Redhat/ Fedora C11、C+11 F2003/2008 OpenMP3.1 XL C/C+ 12.1 XL Fortran 14.1 （2

12、012年） 商業(yè)編譯 器 閉源 中國(guó)研發(fā)團(tuán)隊(duì) 北美研發(fā)團(tuán)隊(duì) PathscalePathscale X86-64等 平臺(tái) Redhat/Ubunt u C+11 F2003/2008 OpenMP2.5 EKOPath5 （2013年12月） EKOPath4 開(kāi)源 EKOPath5 閉源 PathScale Inc GCCGCC多平臺(tái) 絕大多數(shù) 類Unix平臺(tái) C11/全部C+11 F2003/F2008 OpenMP4.0（F） 5.2.1 （2015年7月1日） 活躍開(kāi)源社區(qū) Open64Open64多平臺(tái)Linux C99 F95 OpenMP3.0 5.0 （2011年11月） 201

13、2起 已經(jīng)不更 新 開(kāi)源社區(qū) Clang/LLVMClang/LLVM多平臺(tái) Mac OS X FreeBSD 全部C+11 3.4.2 （2014年6月19日） 活躍開(kāi)源社區(qū) n絕大多數(shù)Linux平臺(tái)標(biāo)配的編譯器，支持主流的編程語(yǔ)言 n對(duì)新語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)的支持具有很強(qiáng)的時(shí)效性 n開(kāi)源社區(qū)非?；钴S，新技術(shù)新功能更新快 n移植開(kāi)發(fā)升級(jí)有保障，全世界都在做貢獻(xiàn) n主要開(kāi)源OS發(fā)行版的GCC工具鏈基本上都是跟著GCC最新版本走 OSGCCASASLDGLIBC 最新版 Centos7.03.522.23.522.17 ubuntu5.512.25.512.21 fedora

14、5.512.25.512.21 debian5.512.25.512.21 n功能 q建立一整套SW64分支（configure、機(jī)器描述、架構(gòu)處理等） q添加并完善申威指令集支持 q添加并支持架構(gòu)相關(guān)的語(yǔ)言擴(kuò)展 q解決架構(gòu)無(wú)關(guān)代碼與申威架構(gòu)的兼容性問(wèn)題 q移植庫(kù)及工具鏈：基礎(chǔ)C庫(kù)（Glibc）、編譯工具集、GDB等 q有效支持各種語(yǔ)言在申威平臺(tái)的編譯運(yùn)行支持（GO語(yǔ)言等） n性能 q量身訂做一系列申威指令集定制優(yōu)化，如SIMD、訪存、預(yù)取等 q基礎(chǔ)C庫(kù)針對(duì)申威架構(gòu)重新優(yōu)化適配 q自行開(kāi)發(fā)了一整套高效數(shù)學(xué)庫(kù)、多精度庫(kù) n效果 qGCC與申威平臺(tái)良好適配 qSPE

15、C標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試集在申威平臺(tái)的性能明顯提升 n組隊(duì)：2011年初抽調(diào)二進(jìn)制翻譯、編譯器、操作系統(tǒng)相 關(guān)精兵強(qiáng)將組建Java虛擬機(jī)研發(fā)團(tuán)隊(duì) n研發(fā)思路： q基于OpenJDK7，難點(diǎn)是HotSpot虛擬機(jī)移植 q橫向拓展：以Java虛擬機(jī)為核心逐步拓展支持外圍工具，支持 Java應(yīng)用的本地編譯、調(diào)試、調(diào)優(yōu)等功能，完成與集成開(kāi)發(fā)環(huán)境 聯(lián)調(diào) q縱向優(yōu)化：深耕細(xì)作，解決多線程優(yōu)化及一系列偶發(fā)疑難問(wèn)題 ，大幅提升Java虛擬機(jī)自身穩(wěn)定性 q從縱向和橫向兩個(gè)方面進(jìn)行產(chǎn)品化充實(shí)完善 n功能：2012年通過(guò)JCK兼容性測(cè)試包，順利與東方通等 中間件適配，可支持桌面、服務(wù)端、Applet等各類Java 應(yīng)用 n性能：2013年完成性能優(yōu)化版（申威410） SPECJVM2008測(cè)試結(jié)果 nLinux操作系統(tǒng)核心 n各種設(shè)備驅(qū)動(dòng) nFirefox瀏覽器 n谷歌Chromium瀏覽器 n開(kāi)發(fā)平臺(tái)：QT、ECLIPSE等 n移植工作量大 n代碼復(fù)