国产龙芯用了全新架构吗？

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　　龙芯中国自主研发的国产芯，产品一直是大家的关注。最近龙芯给爆出研发出全新架构能够比肩英特尔Ivy Bridge和IBM Power7让不少人为之振奋。有了这个架构，龙芯是否真正的强大起来呢

　　“龙芯”研制初期，主要依靠国家的“天使投资”完成了九年的技术积累，到了2010年，龙芯团队转型，成立公司，正式走向产业化。由于其长久的国字号以及对于自主架构持续的研究，龙芯的产品更加算得上自主芯片，因此被认为是中国芯的代表。

　　近年来，国家加大了对自主芯片的支持。一方面，2014年，全球集成电路产业规模已经达到3300亿美元，中国集成电路产业的整体规模约为2700亿元。与此同时，中国集成电路市场规模已经达到约1万亿元，产业自给率仍不足30%。鉴于这种情况，2014年4月，《国家集成电路产业发展推进纲要》正式发布，随后集成电路产业投资基金正式落地。根据规划，产业投资基金在未来10年将拉动5万亿元资金投入集成电路产业领域。

　　另外一方面，龙芯总设计师表示：“CPU是国家大宗战略产品，我国由于缺少自主的CPU技术和产业，不仅信息产业严重受制于人，国家安全也面临威胁。” 2012年伊朗核离心装置遭到“震网”病毒攻击的实例，20%的离心机报废，监控录像被篡改，更令人惊恐的是，遭攻击的电脑是物理隔离的，也就是说和外界的网线是完全断开的。再加上斯诺登曝光的美国监听丑闻，让国家更加意识到拥有自主芯片的重要性。

　　然而，龙芯在发展中遇到了两大问题。第一个问题就是由于龙芯团队到2010才完成转型，转型后他们的学院派理念还较强烈，国家项目导向明显，因此在转型早期自主CPU上不能够有很好的应用体验。而第二个问题则是缺乏技术与人才，龙芯是中科院计算所龙芯项目组研发，兼容MIPS指令集，具备完全自主知识产权的CPU系列。我们知道龙芯在架构上一直不如英特尔x86或者ARM的架构，而架构又是一个处理器的核心。CPU优劣的评判标准除了性能、价格、功耗，还有体积和可靠性、稳定性、寿命等。

　　龙芯3A2000/3B2000的设计版图

　　针对以上两个问题，龙芯也进行了相对应的改变。目前，龙芯分1号、2号、3号三大产品线，分别对应超低功耗嵌入式芯片、低功耗SoC与主流PC、服务器CPU几大目标市场。目前代表龙芯最强水平的型号是龙芯3B-1500 CPU，有8个核心，32nm制造工艺，主频12GHZ;其次是四核心的龙芯3A 12GHZ。

　　在产品进一步市场化之后，针对由于架构带来的性能不足的问题。龙芯在《中国科学：信息科学》期刊上公布了下一代处理器微架构“GS464E”的设计，并公开了相关数据测试结果。据悉，基于GS464E架构的龙芯3A2000、3B2000已经完成流片，并于2015年4月回到龙芯公司。通过测试数据可以看到，龙芯GS464E在架构设计上比GS464有了质的提升，各项指标远远超过，并且绝大多数参数都已经接近Ivy Bridge，甚至在分支误预测率、浮点程序性能上有些有所超越。再通过与市场主流CPU架构设计进行直观的比较，可以看出，GS464E已经接近Intel、AMD现在市场上的主流架构性能，与Intel Core i3-550和AMD FX-8320基本相当，与Intel Core i5-2300略有差距，同时明显强于Intel Atom、VIA Nano、ARM Cortex-A57等低功耗架构。

　　龙芯GS464、GS464E正式流片之前一些小程序的验证情况

　　架构性能提升带来可喜消息的同时也看到，龙芯的主频还要比Intel/AMD慢很多，整体性能依旧落后不少。在这样的情况下，对于中国芯真的看齐甚至超越英特尔的观点则还有几个疑问。虽然下一代处理器架构能够带来更佳的性能，但是要让中国芯真正的崛起，就需要被市场所接受。性能只是评价CPU一个重要的方面，在量产和使用的过程中将势必会出现诸多的问题，特别是对于不够成熟的架构。海思就是一个很好的例子，当初海思首次用在自家手机上时也遭到了业内的诟病，但就是这种因市场化而遭遇的诟病，让海思得以不断发现问题并及时修正。我们也希望龙芯能够通过这样市场化的方式，能够凭借自身的实力，迅速占领市场。

　　除了满足市场化的需求，龙芯能够代表中国芯的还在于其在专门用途的芯片的应用。包括应用于天气预报云图的风云二号卫星，以及中国的航母、新型战斗机，先进的战舰都搭载有龙芯芯片。还有今年3月31日新增的第17颗北斗卫星首次使用龙芯的CPU。

　　中国芯离英特尔这样的全球领先芯片企业自然还有不小的差距。但是随着具有官方色彩的龙芯真正自主芯片的性能逐步提升以及市场化的战略，以及消费领域的华为海思、展讯等IC设计公司的加速发展，可以预期中国芯最终能够看齐英特尔甚至超越英特尔。

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7月23日上午，国产CPU厂商龙芯中科通过官方微信宣布，龙芯3A5000处理器正式发布。

据龙芯中科官微介绍，龙芯3A5000处理器是首款采用自主指令系统LoongArch的处理器芯片。LoongArch基于龙芯二十年的CPU研制和生态建设积累，从顶层架构，到指令功能和ABI标准等，全部自主设计，不需国外授权，100%纯正的自研国产芯片。

龙芯3A5000处理器主频最高可达到25GHz，拥有4个处理器核心。每个处理器核心都采用64位超标量GS464V自主微结构。仅就SPEC CPU2006的成绩来看，龙芯3A5000和AMD第一代锐龙、Intel 6代酷睿不相上下。

较自家上一代龙芯3A4000处理器，在一定条件下，性能提升50%以上，功耗降低30%以上。三方测试中在GCC编译环境下运行SPEC CPU2006的定点、浮点单核Base分值均达到26分以上，四核分值达到80分以上。

除此之外，龙芯中科还基于龙芯3A5000推出了新一代，全面满足云计算、数据中心对国产CPU的性能需求的龙芯3C5000L处理器。龙芯3C5000L通过封装集成了四个3A5000硅片，形成16核处理器。基于龙芯3C5000L的四路64核服务器整机的SPEC CPU2006性能分值可达900分以上。

而且，产品代号将继续使用中国***重大 历史 事件命名。龙芯3A5000芯片代号为“KMYC70”，以纪念抗美援朝70周年。龙芯3C5000芯片代号为“CPC100”，以庆祝建党100周年。

龙芯3A5000的发布，强有力地证明了，坚持 科技 自立自强，不能奢望引进国外技术是核心技术，走“市场带技术”的自力更生之路，而不是“市场换技术”的道路，自主研发CPU的性能完全可以超过引进技术的CPU，做到真正的中国“芯”！

无论如何，国产CPU都跨出了坚实的一步，再也不是别人眼中的“换壳芯”了。从去年开始，中国的芯片产业链就充满着蓬勃向上的气象，攀升电脑期待更加强大的中国芯片投入实战，在此向中国的 科技 工作者们致敬！

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前段时间，美哈佛大学出了一份报告，表示我国在多个尖端技术领域已经取得巨大进步。尤其是在5G、人工智能、量子计算等已取得全球领先，并开始占主导地位。

国内有专家说得很好，就是近十年来，我们跟美同时起步的技术，我们都能做到领先。现在某些方面落后的，大都是人家起步早的领域，像现在有差距的半导体方面。

不过，哈佛报告还预测，我国将成为全球成熟技术节点上最大的半导体生产国，并且未来十年我国将在半导体等核心技术上实现领先。果不其然，好消息很快传来。

第一，浙大超导量子芯片取得突破成果。 量子技术是未来 科技 竞争的一大重点，目前各国都在大力投入研发，可以说是已经展开竞赛，都希望在量子领域中占先机。

从之前的相关报道，我们也都可以看到量子计算机的优势已经非常明显，尤其是在计算速度方面更是快到惊人。而要实现稳定的量子计算机，量子芯片是其中的关键。

近日，我国在量子芯片方面又取得了突破，浙江大学发布了两款超导量子芯片。

其中，“莫干1号”采用全连通架构，包含32个超导量子比特，是目前超导量子芯片中比特数目最多的，主要是针对量子态的精确调控，以及多体物理的量子模拟。

“天目1号”芯片面向通用量子计算，采用了较易扩展的近邻连通架构，平均退相干时间为50微秒，处于世界前列。相比于“莫干1号”具备更高的编程灵活度。

浙大公布的两款量子芯片成果，充分证明我国在这方面已处于世界第一梯队水平。

第二，纯国产龙芯服务器芯片研发成功。 一直以来，在CPU上我们主要依赖国外，不管是日常工作生活用的电脑，还是服务器领域，CPU基本被英特尔和AMD垄断。

然而，随着国内对数据保密等方面的要求越来越高，对国产CPU的需求就越来越大。尤其是纯国产CPU更加期待，在这方面做得最好的就是中科院旗下龙芯中科。

在龙芯CPU首席科学家胡伟武的带领下，已推出了自主研发的三代龙芯国产CPU。

前段时间，龙芯3A5000系列通用CPU正式亮相，性能达到国际主流CPU水准。近日，中科院再次公布，面向服务器领域的纯国产CPU龙芯3C5000已经研发成功。

这款芯片有两个重要特点：其一是采用了自主架构LoongArch指令集，从内到外全纯国产设计，不再担心国外架构授权限制，之前都是使用国外X86或ARM架构。

其二是芯片性能很强大，综合性能表现不落后目前市场的主流服务器CPU，内部集成16个高性能的龙芯LA464处理器核。应用后，将大大提高我们数据的安全性。

第三，碳基芯片关键工艺课题通过验收 。 我们现在的芯片是硅基芯片，现在5nm正在量产，3nm预计明年下半年实现量产，接下来再往下发展就是2nm、1nm。

然而，由于硅基芯片技术由于受加工技术、器件物理极限等方面限制，已经接受物理极限，且成本高到已经不合适。因此，就需要寻找更加合适的下一代替代产品。

碳基芯片具有加工温度低、工作速度快、功耗低等优势，最有可能成为后摩尔时代集成电路的颠覆性技术之一。在这方面，我国也早就开始研发，并且还非常领先。

近日，好消息传来，多个部门组成的验收组，对“90 纳米碳基集成电路关键工艺研究”课题进行评审，在听取汇报、查看资料和样品实物后，一致通过了该课题研究。

并且，碳基芯片90 纳米工艺先导线正在建设中。别小看这个90纳米，根据研究成果估算，90纳米碳基芯片性能相当于28纳米硅基芯片，60纳米就相当于10纳米。

重点是，这个碳基芯片可以不用EUV光刻机，国产光刻机就可以。并且该课题开展过程，在 90 纳米材料制备、关键工艺及器件性能、应用 探索 等均取得了可喜成果，并且都处于世界领先水平。这次验收通过，表示碳基芯片距离商用又近了一大步。

以上的三个国产芯片突破，龙芯很快就可以应用，碳基芯片和量子芯片是在为未来打基础，这两种芯片将为我国未来芯片行业领先、不受限制奠定一个坚实的基础。

近日，我国半导体行业协会集成电路设计分会理事长魏少军，就芯片发展发表意见。

他表示，我国已经成为全球最为完整的芯片产品体系之一，不仅在中低端芯片领域具备较强的竞争力，在高端芯片领域也摆脱了全面依赖国外产品的被动局面。

魏少军所说的高端芯片不再全面依赖国外情况非常振奋人心，不过他主要是侧重设计方面，高端芯片设计的确已经达到全球领先，但在制造方面我们还有不小差距。

不过，从近期国内芯片行业的不断突破来看，我们在进步，问题终究会解决。

龙芯3A4000产品评述：

龙芯3A4000/3B4000是龙芯3号系列处理器中首款基于GS464v微架构的四核处理器。相比上一代GS464e微架构，进一步优化流水线，提升运行频率，加强对虚拟化、向量支持、加解密、安全机制等方面的支持。

相比上一代四核处理器龙芯3A3000，芯片整体实测性能提升一倍左右。操作系统应用程序与龙芯3A3000实现二进制兼容。龙芯3A4000/3B4000采用全新的FCBGA-1211封装，不再向前兼容。龙芯3B4000支持多达八片结构的多路一致性互连。

作为龙芯3系列的最新型号，龙芯3A4000依然采用28nm工艺，性能比3A3000性能提升一倍，在3A3000的基础上进行了大幅升级。主频方面，龙芯3A4000处理器核GS464V，主频提升至18GHz-20GHz，内存升级为DDR4接口，同时支持动态调频调压，大幅度延长笔记本电脑的续航时间。

在服务器性能上，3B4000能通过CPU直连行成四路服务器，综合性能是上一代产品3B3000双路服务器的四倍以上，另外，虚拟机的效率也提升了至少10%，从上一代的85%提高到了95%以上。

安全性上，龙芯3A4000/3B4000在片内集成了安全机制，能够从机制上有效防范Meltdown和 Spectre等漏洞，支持MD5、AES、SHA等加解密算法，支持专用安全可信模块及国密算法，支持影子栈等访问控制机制。

在自主性上，龙芯3A4000/3B4000中所有的定制模块，包括多端口寄存器堆、锁相环、DDR4PHY、高速10接口PHⅣY等版图均为自主研发。官方表示，除流片厂家提供的基本设计环境，龙芯3A4000/3B400没有使用任何第三方IP。

扩展资料：

龙芯3A4000主频18GHz-20GHz，每个CPU芯片包含4个独立的处理器核。计算性能、访存性能是反映处理器性能的两个最重要指标，龙芯3A4000通用计算性能是龙芯3A3000的两倍以上。

中国电子技术标准化研究院（CESI）中国赛西实验室使用国际标准CPU性能测试工具SPEC CPU2006进行实际测试，数据表明：

龙芯3A4000的定点和浮点单核分值均超过20分，而龙芯3A3000约为10分。龙芯3A4000内置256位向量计算单元，面向科学计算、高密度数值信息处理的峰值计算性能是龙芯3A3000的4倍以上。

和AMD对比，龙芯3A4000处理器的IPC性能已经超过了AMD的K10处理器的50%左右，不过AMD K10处理器的实际频率很高，这方面国产处理器依然有较大的差距，工艺性能是最大的瓶颈。

龙芯官网-龙芯3A4000

-龙芯3A4000

已达到中等Pentium4水平全球老牌处理器架构企业美国美普思(MIPS)表示，中国龙芯背后的中科院计算技术研究所，近日获得其MIPS32与MIPS64架构的授权，后者将借此开发龙芯CPU。 北京神州龙芯集成电路设计有限公司的一个最新动作，让人觉得，它之前的一些努力多少有点苍白。 中科院计算机研究所所长、工程院院士李国杰对CBN记者确认了这一消息，但拒绝透露合作细节。他说，过几天美普思会举行发布会。 半导体观察人士王艳辉表示，龙芯要发展，独立签约MIPS是唯一的出路，

但这标志着自主产权的“CPU核”战略失败。

最新龙芯为龙芯3A

龙芯3A处理器参数

主频

900MHz–1GHz

微体系结构

集成了四个GS464超标量处理器核；采用交叉开关进行片内的互连；通过HT接口进行片间可伸缩互连；多核共享分布式二级cache；采用可伸缩的目录结构维护cache一致性

高速缓存

每个处理器核包含64KB一级指令cache、64KB一级数据cache，四个处理器通过交叉开关共享4MB的二级cache

内存控制器

两个DDR2/3-800控制器

高速I/O

集成两个HyperTransport控制器，带宽达到64GB/s，支持四个处理器无缝互连。

其它I/O

集成PCI／PCIX控制器以及LPC、SPI、UART、GPIO等I/O控制器

制造工艺

65nm CMOS工艺

封装

BGA封装，1121个引脚

功耗

<15W@1GHz

3A6000参数：

按计划，在桌面领域，2023年龙芯将发布龙芯3A6000 CPU，主频大于25GHz，并带来新一代GS464x微架构，支持SMT(龙芯超线程技术)，单核性能提升30%～40%。

SPEC CFU2006单核base分值争取达到35分，目前的最新的龙芯3A5000为26分。

服务器：

同时，面向服务器领域的龙芯3C6000和3D6000两款CPU也将会一同发布。主频22GHz以上，采用和3A6000同款微架构，接口方面支持DDR4、HT30以及新增的PCIE40。

其中龙芯3C6000集成16核心，支持2～16路服务器，而3D6000集成32核心，支持2～8路服务器。

制程不变还是12nm工艺，2023年，龙芯主要通过架构升级来提升性能。

7000系列：

2024年，龙芯主要通过提升芯片制程和主频来提升芯片性能。在架构上继续沿用上代CPU的GS464x微架构。

面向桌面领域的龙芯3A7000将采用更为先进的工艺制程，并将主频提升到30GHz以上，采用“传统”的四核心设计。单核性能比上代提升20～30%，由于采用了全新的微架构，在性能提升的同时，CPU的能效也会有所提升。CPU2006单核base分值计划超过45分。

目前全球的主流电脑CPU只有两个，那就是intel和amd，其中intel的实力更强，电脑CPU的X86架构就是intel研发的，包括amd的CPU产品也是用了X86架构。我们国内也有采用X86架构的芯片，比如说兆芯，但是由于英特尔、AMD两家巨头压着，兆芯始终难有声音。另外比较值得关注的就是中科院自主研发的“龙芯”产品了，龙芯是完完全全的纯国产芯片，从架构到设计都用的是中科院自己的技术。

很多人都关系，我们国产电脑CPU“龙芯”到底性能怎么样，和intel的差距还有多大？我们根据龙芯官网提供的数据来看，目前龙芯最为高端的消费级芯片产品是3A4000，这是一款四核心28nm工艺制作的产品，主频为18-20GHz，15GHz、18GHz、20GHz的功耗分别是30W、40W、50W。如果懂硬件参数的朋友就会明白，龙芯3A4000的性能还是太差，不光是在工艺上落后，这个性能连英特尔十年前的第一代酷睿都不如，对比intel差距太大！

当然就有人说了，既然龙芯的性能这么差，为什么还要继续研发呢？我们用便宜好用的英特尔、AMD不就好了吗？这件事我们不能只从价格上面考虑，现在华为的手机芯片生产受阻，未来如果英特尔、AMD不给我们芯片用怎么办？况且在一些重要的地方，我们必须用上自己的芯片。龙芯到现在也取得了一些不错的成就，比如说我们的北斗导航卫星上就用了龙芯的芯片。

对于龙芯的未来发展，很多人还是比较期待的，2020中国芯应用创新高峰论坛上，龙芯方面表示，龙芯正在研发下一代的产品，消费级产品3A5000将是一款采用12nm工艺制作的产品，相比于上一代产品性能提升50%，而服务器芯片3C5000的最高频率将能够达到25GHz。

性能相当于Core2Duo 24GHz，功耗相当于两个Atom CPU。但是它不能兼容普通的PC机。使用的不是X86指令集，而是MIPS指令集（购买的专利）。说白了，就是不能当做个人电脑CPU，不能兼容Windows。

不过该CPU的并行运算性能强过Intel（毕竟4核心）。且支持多CPU并行加速运算（理论上Intel也支持，但为了市场考虑。屏蔽掉了该功能），多CPU性能损失比X86处理器小的多。

浪潮的最新千万亿次超级计算机就是用的龙芯3A。

下面的人也说了，龙芯3A单核性能P4 15G 但龙芯3A是个四核的处理器