14 Sekunden! Chinas eigenes CPU + Betriebssystem, ein Sprung nach vorn

1 Sekunde, 2 Sekunden, 3 Sekunden ... Mehrere „Programmierer“ aus Pekinger IT-Unternehmen saßen konzentriert und mit angehaltenem Atem um einen Laptop herum, während ihre Herzen im Takt des Sekundenzeigers zu schlagen schienen.

In der 14. Sekunde „leuchtete“ der Computer-Desktop erfolgreich auf und das Labor war plötzlich voller Freude.

Vom Einzelkämpfer zum Bündeln der Kräfte: Tongxin hat sich mit vor- und nachgelagerten Unternehmen der Branche zusammengeschlossen, um gemeinsam die Entwicklung inländischer Betriebssysteme voranzutreiben.

Durch die schnelle Weiterentwicklung der Technologie wurde die Startzeit inländischer Betriebssysteme Schritt für Schritt verkürzt und erreichte im Jahr 2022 schließlich einen Sprung auf 14 Sekunden .

Im März 2022 erreichte ein Tongfang-Laptop, der mit einem Loongson 3A5000 Quad-Core-Prozessor, dem Tongxin UOS-Betriebssystem und der Kunlun BIOS-Firmware ausgestattet war, einen Durchbruch bei der Startzeit von 14 Sekunden. Computer, die den „chinesischen Kern“ und die „chinesische Seele“ repräsentieren, entwickeln sich von „benutzbar“ zu „benutzerfreundlich“ und stärken so den Platz der Chinesen in der Informationstechnologiebranche, der viele Jahre lang von Intel und Microsoft besetzt war.

Hinter jeder Codezeile, die in Richtung „14 Sekunden“ springt, verbergen sich die Kreativität und der Ehrgeiz mehrerer Generationen von „Peking-Programmierern“. Sie repräsentieren die „Soft Power“ Pekings. Einige von ihnen sind grauhaarige Männer, die seit Jahrzehnten kämpfen, während andere junge Männer sind, die gerade erst in die Branche eingestiegen sind. Die Schwierigkeiten in der Innovationskette der Informationstechnologieanwendung führen zu entscheidenden Durchbrüchen, da sie Seite an Seite arbeiten.

Loongson CPU übersteht „dunkelsten Moment“

Die Startgeschwindigkeit ist der erste Eindruck, den Benutzer von der Computerleistung bekommen. Vor zehn Jahren dauerte das Einschalten eines Computers mit herkömmlicher Hard- und Software 10 Minuten oder sogar länger.

Die CPU (Central Processing Unit) ist das Herz des Computers. Wenn Sie Ihren Computer beschleunigen möchten, müssen Sie zuerst dieses Level bestehen. Haben die Chinesen eine eigene CPU?

haben. Am frühen Morgen des 10. August 2002 wurde ein mit der CPU „Loongson 1“ ausgestatteter Computer erfolgreich gestartet. Damit endete die Geschichte der Chinesen, die sich bei der Herstellung von Computern ausschließlich auf importierte CPUs verließen. Im Jahr 2010 investierten die Chinesische Akademie der Wissenschaften und die Stadtregierung von Peking gemeinsam in die Gründung der Loongson Technology Co., Ltd., in der Hoffnung, die Industrialisierung von Forschungs- und Entwicklungsergebnissen zu beschleunigen.

Doch etwas mehr als zwei Jahre später erlebte Loongson Technology seine „dunkelste Stunde“.

Das stark akademisch geprägte Loongson-Team hat sich immer auf die Verbesserung der CPU-Leistung konzentriert und war nur langsam dabei, eine Allzweck-CPU zu entwickeln, die den Anforderungen des Mainstream-Marktes entspricht. Die hohen Investitionen in Forschung und Entwicklung haben das Unternehmen finanziell angespannt und zeitweise sogar dazu gebracht, nicht einmal Gehälter zahlen zu können, was zu einem Verlust an qualifizierten Mitarbeitern führte.

„Diese Krise hat uns gezwungen, der Realität ins Auge zu sehen.“ Gründer Hu Weiwu erkannte, dass die F&E-Mitarbeiter von Loongson, die „ins Geschäft einstiegen“, die Gründung der Chinesischen Akademie der Wissenschaften aufgaben, aber vergaßen, auf die tatsächlichen Bedürfnisse des Marktes zu achten. Mit anderen Worten: Obwohl sich die Organisation verändert hat, sind die Konzepte noch nicht auf dem neuesten Stand.

▲Hu Weiwu, Chefingenieur des Instituts für Computertechnologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und Chefdesigner von Loongson

Zu dieser Zeit war die Mainstream-CPU auf dem Markt ein Multi-Core-Design, Intel konzentrierte sich auf Dual-Core und Quad-Core und Loongson begann mit der Entwicklung von Acht-Core-Prozessoren, um einen Schritt voraus zu sein. Hu Weiwu gab zu, dass die Prämisse von „Stärke in der Menge“ darin besteht, dass jeder stark sein muss. Obwohl Loongson über acht Kerne verfügt, ist die Leistung jedes einzelnen Kerns schlechter als die der anderen. Loongsons CPU wurde damals vom Markt nicht akzeptiert und der Grund dafür war ganz einfach: Sie war nicht benutzerfreundlich.

Nach mehreren Jahren der Umwege verringerte Loongson schließlich seinen „Status“ und richtete seine Aufmerksamkeit auf CPUs im Bereich der industriellen Steuerung, die er dann erfolgreich im Informationsbereich einsetzte. Durch kontinuierliches Ausprobieren und Iterationen überstieg Loongsons Umsatz im Jahr 2015 die Marke von 100 Millionen Yuan und erreichte zum ersten Mal die Gewinnschwelle.

Von 2015 bis 2020 hat sich die Leistung von Loongson verzehnfacht, wodurch eine Startzeit von 14 Sekunden unterstützt werden konnte. Der Tongfang-Computer, dessen Startzeit auf 14 Sekunden verkürzt ist, ist mit der CPU der Loongson 3A5000-Serie ausgestattet, deren Leistung nahe am Mainstream-Niveau von CPUs auf dem freien Markt liegt.

Inländische Betriebssysteme beginnen auszureifen

Bei den meisten Computerbenutzern sind die klassischen Symbole des Windows-Betriebssystems tief im Gedächtnis eingebrannt. Die CPU ist das Herz des Computers und das Betriebssystem seine Seele. Wenn Loongson mit Intel verglichen wird, wer kann dann mit Microsoft verglichen werden?

Im Jahr 2011, als Hu Weiwu nach einer CPU der höheren Leistungsklasse strebte, beschloss Liu Wenhuan, General Manager der Tongxin Software Company, ein Unternehmen von Grund auf neu zu gründen und ein inländisches Betriebssystem zu entwickeln.

„Wenn die Eroberung der Chiptechnologie der Besteigung des Himalaya gleicht, dann ist die Lösung des Problems des heimischen Betriebssystems der Erkundung des Marianengrabens gleich.“ Zuvor hatte er über zehn Jahre lang in einem Unternehmen für Informationssicherheit gearbeitet und war zunehmend davon überzeugt, dass Informationssicherheit nur noch ein Thema auf dem Papier sein würde, wenn der Engpass beim Betriebssystem nicht behoben werden könne.

Im gleichen Zeitraum wurden in China zahlreiche Softwareunternehmen mit denselben Idealen gegründet. Aber die Ideale sind vielfältig und die Realität dürftig. Die ersten Leute, die es ausprobierten, stellten fest, dass Computer mit inländischen Betriebssystemen nicht nur langsam waren, sondern auch nicht in der Lage waren, normal zu chatten, zu arbeiten und Spiele zu spielen wie unter Windows. Obwohl ständig neue inländische Systeme online gehen, sind diese Softwareunternehmen aufgrund technologischer Lücken und grausamer Marktentscheidungen eins nach dem anderen gescheitert.

Schwierigkeiten können Sie nicht alleine überwinden. Um Benutzerprobleme wie langsames Starten und kurze Akkulaufzeit zu lösen, müssen CPU, Betriebssystem und andere Branchen zusammenarbeiten, um das Problem zu lösen.

Im Jahr 2019 wurde die Tongxin Software Technology Co., Ltd. von mehreren inländischen Betriebssystemherstellern gemeinsam gegründet. Der Hauptsitz befindet sich in der Pekinger Wirtschafts- und Technologieentwicklungszone Xinchuang Park. Darüber hinaus wurden technische Supportagenturen, Forschungs- und Entwicklungszentren sowie allgemeine Software- und Hardware-Anpassungszentren in Wuhan, Shanghai, Guangzhou und anderen Orten eingerichtet.

Vom Einzelkämpfer zum Bündeln der Kräfte: Tongxin hat sich mit vor- und nachgelagerten Unternehmen der Branche zusammengeschlossen, um gemeinsam die Entwicklung inländischer Betriebssysteme voranzutreiben. Durch die schnelle Weiterentwicklung der Technologie wurde die Startzeit inländischer Betriebssysteme Schritt für Schritt verkürzt und erreichte im Jahr 2022 schließlich einen Sprung auf 14 Sekunden.

„Die Lücke zwischen inländischen Betriebssystemen und Produkten führender internationaler Hersteller ist von 10 Jahren oder sogar mehr auf 3 bis 5 Jahre geschrumpft“, sagte Liu Wenhuan.

Heute ist das Tongxin-Betriebssystem in vielen Schlüsselbranchen wie Banken und Telekommunikationsanbietern implementiert und die neueste Version für Privatanwender wurde Anfang dieses Jahres vorgestellt. Allerdings besteht bei den neu entstehenden inländischen Betriebssystemen immer noch die Gefahr einer „Lieferkürzung“ durch die vorgelagerte Open-Source-Community, was wiederum die nachhaltige Entwicklung der Branche beeinträchtigt.

„Der Grund ist, dass die Root-Community des inländischen Linux-Open-Source-Systems im Ausland ist.“ Liu Wenhuan sagte, dass die Root-Community den Betriebssystemherstellern dabei helfen könne, sich von den Beschränkungen der Upstream-Open-Source-Community zu befreien und einen besseren Schutz auf der Ebene der Informationssicherheit zu erreichen. Bildlich gesprochen muss auch die „Lieferkette“ sicher sein.

Zwei Monate nachdem die Startzeit von 14 Sekunden erreicht war, startete Tongxin Chinas erste Root-Community für Desktop-Betriebssysteme, die „Deepin Community“, basierend auf den drei größten unabhängigen Open-Source-Communitys der Welt. Ausgehend von der „Root“ hat es die Entwicklungsrechte des Open-Source-Betriebssystems und die Dominanz der Upstream-Community gemeistert und globale Enthusiasten angezogen, die Code und Ideen zum heimischen Betriebssystem beisteuern.

„Aufbau“ einer unabhängigen Industriekette

Im Jahr 2014 wurde das unter Chinesen beliebte Windows XP-System eingestellt. Eine große Zahl von Unternehmen und Einzelnutzern geriet zeitweise in Verlegenheit. Obwohl die meisten Funktionen nach der Abschaltung des Dienstes weiterhin normal genutzt werden können, sind Microsoft-Patches für Sicherheitslücken und Support für Systemaktualisierungen nicht verfügbar, wodurch der Dienst anfällig für Viren- und Hackerangriffe wird.

Sechs Jahre später trat genau die gleiche Situation ein, als Windows 10 eingestellt wurde. Dies hat Pekings Motivation, ein unabhängiges Informations- und Innovationsindustriesystem aufzubauen, weiter verstärkt.

Der Kalender reicht 30 Jahre zurück. Hu Weiwu, damals noch Doktorand an der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, benötigte für sein Experiment einen gerade aus dem Ausland eingeführten Hochleistungsrechner. Das Passwort dieses Computers lag jedoch in den Händen von Ausländern und er musste bei der Nutzung überwacht und in einem Glashaus betrieben werden.

Diese Szene hat sich tief in sein Herz eingebrannt. Als Loongson noch in der Anfangsphase war, kam daher jedes nur denkbare namhafte Unternehmen zu Hu Weiwu, um über eine Zusammenarbeit bei der Technologielizenzierung zu sprechen. „Ich verstehe diese Aktionen als ‚Gebt eure Waffen ab, aber tötet mich nicht‘!“ Er erkannte, dass hinter der Technologielizenzierung die Absicht Loongsons stand, seine Innovations- und Entwicklungsfähigkeit aufzugeben, und lehnte dies daher entschieden ab.

30 Jahre später ist aus dem jungen Mann in Rot ein weißhaariger Mann geworden und Hu Weiwu hat ein weiteres, gründlicheres und schwierigeres „Unternehmertum“ begonnen.

Die globale Informationsindustrie basiert hauptsächlich auf zwei Ökosystemen, die auf Befehlssätzen und Chipdesigns basieren: Wintel (Microsoft-Intel-Allianz) und AA (Android-ARM). Wenn Sie eine entsprechende CPU herstellen möchten, müssen Sie zunächst die Befehlssatz-„Autorisierung“ einholen.

„Wenn Sie eine völlig unabhängige und innovative CPU herstellen möchten, müssen Sie auch auf der zugrunde liegenden technischen Ebene des Befehlssatzes Unabhängigkeit erreichen.“ Im Jahr 2021 veröffentlichte Loongson Technology offiziell die unabhängige Loongson-Anweisungssystemarchitektur LoongArch und erzielte damit einen großen technologischen Durchbruch beim Aufbau seines Ökosystems. Dies markiert den Übergang von Loongson Technology von der Folgeentwicklung zur völlig unabhängigen Entwicklung beim Aufbau unabhängiger Informationstechnologiesysteme und industrieller Ökosysteme.

Der Loongson 3A5000, der eine Startzeit von 14 Sekunden unterstützt, verwendet die unabhängige Befehlssystemarchitektur LoongArch und erfordert keine Fremdautorisierung mehr.

Ein innovativer Durchbruch nach dem anderen hat die Informations- und Kommunikationstechnologie-Industriekette Pekings geprägt: Eine Reihe von globalen Benchmark-Produkten wie die ZTE-Datenbank, der Guoke Tianxun Avionics Bus Protocol Chip und Qingteng Cloud Security wurden geboren und das nationale Informationstechnologiesystem wurde zunächst geformt. Der Nationale Informations- und Kommunikationstechnologiepark am Ufer des Tongming-Sees in der Wirtschafts- und Technologieentwicklungszone von Peking hat mehr als 90 % der führenden Informationstechnologieunternehmen des Landes versammelt und eine Informations- und Kommunikationstechnologie-Industriekette gebildet, die die gesamte Industriekette abdeckt, darunter Hochleistungschips, Betriebssysteme, Datenbanken, komplette Maschinenterminals, Systemintegration und Netzwerksicherheitsdienste.

▲ „Zentrum für ökologische Anpassung und Dispatching“ der Tongxin Software Technology Co., Ltd. im Nationalen Infotech-Park der Wirtschafts- und Technologieentwicklungszone Peking

„Manche Produkte sind wie die Schweinezucht, die in einem Jahr geschlachtet und gegessen werden können; manche Produkte sind wie die Rinderzucht, die in drei Jahren die Felder pflügen und arbeiten können; unsere Produkte sind wie die Kinderzucht, die zwanzig Jahre brauchen, um zu nützlichen Materialien heranzureifen.“ Hu Weiwu verglich technologische Durchbrüche mit der „Erziehung von Kindern“, was den schwierigen Prozess von Durchbrüchen in der Informationstechnologie anschaulich zusammenfasste und auch darauf hinwies, dass die Informations- und Innovationsbranche bis zur Unabhängigkeit noch einen langen Weg vor sich hat.

Die „Pekinger Programmierer“, die viele Jahre lang hart gearbeitet haben, müssen noch größere innovative Durchbrüche erzielen, um mit den internationalen Besten mithalten zu können und ein solides „Fundament“ für die digitale Transformation der chinesischen Wirtschaft und die Modernisierung der Industriekette zu legen.