设计又可以分成前端后端，比如这张图展示的。
做前端就是要把100亿个晶体管怎样分类组织，要放几个加法器，放几个乘法器，放几个做存储，放几个做寄存器。
它们彼此之间怎样互联互通的效率最高，最后形成一个设计，变成一个线路。
这个线路要跟具体的工艺相匹配，比如是要到台积电的7纳米工艺上去做呢，还是在中兴国际的28纳米工艺上去做。
根据不同的工艺，它有不同的物理参数、物理特点，我们要把这两个东西很好地匹配起来。
这里面这么多线，这么多晶体管，只要任何一个出错，就有可能导致整个芯片无法正常工作，所以芯片设计里有很多挑战。
龙芯横空出世从最早开始，我的运气很好，在2000年进到计算所时，我的导师就是龙芯的总设计师——胡伟武老师。
那时胡老师也还年轻，刚刚开始带学生，当时他从所里揭英雄榜，把李所长立的100万做芯片的前期研究的事承担下来了，正在筹备着做龙芯。
所以我这20年，就一直在做这一件事情，从头到尾，见证了龙芯的发展过程。
这张图是我们最早做的龙芯一号，2000年课题组成立时，一共就有两个老师和十几个学生，包括老师在内，没有人做过CPU，一切从零开始。
但那时大家都非常振奋，非常激动，觉得有这么一个挑战是机会难得，所以我们就没日没夜地看资料，去做各种设计讨论，然后调试测试。
有一句话说：天道酬勤。
我的印象特别深刻，因为当时我们调试一些问题时，经常会发现，如果朝九晚五，下班到点就走，好像有些问题永远也解决不了，始终没有灵感。
但是如果下了狠心，说这个问题一定要解决，不解决就不回去睡觉。
这时熬上一天、两天、三天，经常在深更半夜，夜深人静时，一个灵感突然来了，问题就突破了。
所以那时，我们隔三差五地就会熬上一阵，碰到一根硬骨头，就把它熬出来，一年时间，我们就把一个原型性的芯片做出来了。
于是中科院的领导非常高兴，马上就给我们追加了500万的经费，使得我们能够继续往下做。
再过了一年，2002年8月10日凌晨6点08分，这个芯片正式调试成功启动。胡老师也很高兴，登录到系统里，输入了一段话。
大概意思就是说，今天我们中国信息产业无芯的历史结束了，在场的人们见证了这个过程。然后把我们在场人的名字全部都列在那里。
现在我们回过头去看，这个芯片还是一个很粗糙的设计，但是重要的是那时能有去做这件事的勇气。
而龙芯一号出来后，大家信心大涨，我们从国家那边，从863项目又得到了支持，继续做龙芯2号。
因为那时国际上已经做了几十年芯片了，我们从零开始，还有很多有差距的地方。
所以我们做了很多计划，我们把国际上先进的技术一个一个拿来研究，研究透一个做一个，就是用小步快跑的策略，做了一系列的芯片。
但是，我们一开始就碰到一个很大的挫折，就是龙芯的第一个芯片叫2A，它拿回来后是半身不遂的。
这个芯片只能在电压很小的范围内工作，高了不行，低了不行，以没达到我们的要求，就用不起来。
最后追究原因时发现，是我们对物理参数，对工艺的理解不够透彻，因为我们都是做计算机出身的，工艺更需要做微电子和做物理的人。
所以我们当时从微电子所引进了黄令仪老师和他们团队，就慢慢地把这块短板补上了。
再接下去，就把一个个先进的技术往龙芯2里面堆，努力地去追赶国际先进技术前沿。
2007年，芯片863验收时，我们做出来的芯片已经比1号快了一个数量级以上，也就是10倍以上。
这时国家非常重视，当时的科技部部长徐冠华专门来参加龙芯的验收会。
在龙芯2号做到一定程度时，我们觉得这个芯片已经差不多了，从很多参数来看，我们的确跟当时国际上最好的一些芯片相比，也没有很大差距了。
所以当时国家正好做了16个重大专项的部署，其中第一个，就是核高基重大专项。
核高基就是核心电子元器件高端通用芯片和基础软件，就是为解决我们缺芯少魂的问题开设的。
我们从核高基那边拿到了两亿多元，看上去是一笔巨额的经费，然后就开始做龙芯3号。
当时我们对龙芯3号雄心勃勃，我们想通过多核技术，能够一下站到世界前沿。
多核是什么意思呢？
就是我们在一个芯片里，同时摆好几个CPU的核心，让它能够同时独立地做好几个不同的程序，这样能够增加程序的吞吐力。
当时主流的个人电脑还是单核或双核，但我们上来3A1000就设计了四核，3B1500设计了八个核。
但是事实证明，我们走了一个很大的弯路，因为首先，多核芯片本身的技术很复杂，一下规模大增，各种测试验证的复杂度都大了很多。
我们花了三年多的时间，才好不容易把这个芯片成功地量产。
但是这时拿到市场上一看，特别是桌面上的用户会说，感觉好像跟你三年前的龙芯2号也差不多。
然后我们一看，坏了，是我们的指标体系出了很大的问题，这就是我们做科研的一个毛病。
当时那些峰值指标确实已经是世界的领先水平了，但是，能表现出来的，在应用软件能享受到的，还是其中的一个核。
那时很多软件是为单核写的，它用不起那么多核，就像有一堆小学生，也并不能做一个大人能做的事情。
所以我们当时就没有全面地做好评估，忽略了单核这方面的提升，然后我们痛定思痛，回过头来再去提升我们的单核。
所以从3A1000到2000，我们用完全一样的工艺，只靠设计，就把它的性能提高了三四倍，到今天最新的产品，已经足足提高了15倍以上。
我们也注意到，从用户能体验到的性能，就是打开一个很复杂WORD文档，在原来3A1000的时候要33秒，到2000的时候就只要6秒了，到现在鼠标一点就可以瞬开。
这就是我们面向市场、面向用户去不断地优化后获得的一些成绩。
当然今天我们离最新的国际最先进的技术还有点距离，但是很多距离是来自于我们用的工艺。
国际上最新的已经是5纳米了，我们的3A5000用的还只是12纳米。
这是因为我国在工艺这块仍然是一个短板，我们不敢用国际上最先进的工艺，担心随时被掐。
但在这一块，应该说我们已经具备了一个很好的国际主流水平，进入了一个新的创新空间。
龙芯生态体系建设当时很多专家认为我们做不了芯片，不是说我们做不出那么一颗东西来，而是觉得这个东西无法把外面的产业生态做起来。
什么叫做产业生态呢？
简单地说分为两个部分，一个是得有人愿意来做你的芯片，就是他用你的芯片去做机器，然后去卖给用户。
另外一方面是电脑和别的东西不同，电脑上要跑软件，上面得有丰富的软件，用户觉得东西好用，他才会买。
这两个东西都很麻烦，首先怎么解决做机器的问题。
所里2004年在江苏省建了一个龙芯产业化基地，2005年把我派过去，因为那个基地就在红色景区沙家浜旁边，所以我们叫南下沙家浜。
