龙芯
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| 推出公司 | 龙芯科技、龙梦、曙光等 |
|---|---|
| 設計團隊 | 中国科学院计算技术研究所、中国科学院、龙梦 |
| 生产商 | |
| 指令集架構 | MIPS架构 |
| 制作工艺/製程 | 180 nm 至 28 nm |
| CPU主频范围 | 200 MHz 至 1.5 GHz |
龍芯（英语：Loongson，舊稱GODSON[1]）是中国科学院计算技术研究所设计的通用中央處理器，採用MIPS精简指令集架構，获得了MIPS科技公司专利授权[2]。第一型的速度是266MHz，於2002年開始使用。龍芯2號速度最高為1GHz。龍芯3號于2010年推出成品，而設計的目標則在多核心的設計。目前中科院有研发以龙芯为处理器的超级计算机计划[3]。
目录 |
歷史 [编辑]
龍芯1號 [编辑]
龍芯1號（英文名稱Godson-1）於2002年研發完成，是一顆32位元的處理器，內頻（也稱：主頻）是 266 MHz，架構類似於MIPS R1X000。
2005年，龙芯在微软授权和帮助下，完成了BSP支持包的设计，并通过了微软的NSTL内部测试，从而成为第一款事实上全面支持WindowsCE系统的中国产通用处理器。在此后龙芯曾经试图委托微软公司作NSTL测试，但是因為侵犯MIPS的知识产权，而取消。
2006年3月，龙芯通过购买意法半导体授权MIPS64架构获得MIPS指令的使用权，暂时通过购买技术脱离知识产权的法律纠纷。
龍芯2號 [编辑]
龍芯2號（英文名稱Godson-2）於2003年正式完成並發佈。
龍芯2號是64位元處理器，內頻為300MHz至500MHz，500MHz版約與1GHz版的Intel Pentium III、Pentium 4擁有相近的效能水平。
龍芯2號最初的版本是用0.13微米的製程技術。事實上龍芯2號當稱為一個系列，過程中經過數次步階進化，已知的有2、2A、2B、2C、2E、2F等型號。
2006年6月，龙芯2E继成功在法国流片成功后，全世界排名第五位的集成电路生产商——意法半导体公司与中科院计算所签订技术许可协议，购买龙芯2E的生产和全球销售权。
2006年9月13日，中国科学家宣布研制成功通用中央处理器芯片龙芯2E。[4]它是一款採用64位元MIPSⅢ指令集的RISC处理器，扩展了多条多媒体指令，采用90纳米的CMOS工艺，晶体管數目是4700万个，晶片面积是6.8mm×5.2mm。最高主频达到1.0GHz，一般频率是800MHz，功耗大約是5-7瓦。实际运行频率定于660MHz。規格方面，龙芯2E处理器有128KB一级缓存、512KB二级缓存。性能方面，它的单精度浮点运算速度是每秒80亿次，双精度浮点运算速度是每秒40亿次。龙芯2E在1.0GHz主频下，SPEC CPU2000的得分為500分，综合性能达到Pentium III和Pentium 4的水平。[5]
2007年12月，研制成功集成了336颗64位龙芯2F处理器的国产首台万亿次高性能计算机KD-50-I，其理论峰值计算能力达到1.008万亿次。项目由中科大教授陈国良院士主持。该计算机成本控制在80万人民币以下[6] [7]。
龙芯3号 [编辑]
龙芯3A是首款中国国产商用4核处理器，主频达到1GHz，峰值计算能力达到16GFLOPS，具有很高的性能功耗比。龙芯3A主要用于低功耗服务器、个人计算机、工业控制、网络安全等领域。它的工作频率为900MHz～1GHz，功耗约15W，频率为1GHz时双精度浮点运算速度峰值达到每秒160亿次，单精度浮点运算速度峰值每秒320亿次。龙芯3A采用意法半导体公司（STMicro）65纳米CMOS工艺生产，晶体管数目达4.25亿个，芯片采用BGA封装，引脚的数目为1121个，功耗小于15瓦。 龙芯3A集成了四个64位超标量处理器核、4MB的二级Cache、两个DDR2/3内存控制器、两个高性能HyperTransport控制器、一个PCI/PCIX控制器以及LPC、SPI、UART、GPIO等低速I/O控制器。龙芯3A的指令系统与MIPS64兼容并通过指令扩展支持X86二进制翻译。
龙芯3B是首款国产商用8核处理器，主频达到1GHz，支持向量运算加速，峰值计算能力达到128GFLOPS，具有很高的性能功耗比。龙芯3B主要用于高性能计算机、高性能服务器、数字信号处理等领域。
龍芯微處理器規格 [编辑]
| 系列名稱 | 型號 | 頻率 [MHz] |
架構 V版本 |
年份 | 核心數目 | 製程 [nm] |
晶體管 [millions] |
芯片尺寸 [mm^2] |
功率 [W] |
電壓 [V] |
L1 Dcache [k] |
L1 Icache [k] |
L2 Cache [k] |
性能 [SPEC2000] |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 龍芯１ | 1 | 200-266 | MIPS 32-bit | 2002 | 1 | 180 | -- | -- | 0.5 | 1.8 | 8 | 8 | none | 19/25 |
| 龍芯２ | 2B | 250 | MIPS-III 64-bit | 2003 | 1 | 180 | -- | -- | -- | -- | 32 | 32 | none | 52/58 |
| 2C [8] | 450 | MIPS-III 64-bit | 2004 | 1 | 180 | 13.5 | 41.5 | -- | -- | 64 | 64 | none | 159/114 | |
| STLS2E | 1000 | MIPS-III 64-bit | 2006 | 1 | 90 | 47 | 36 | 7 | 1.2 | 64 | 64 | 512 | 503/503 | |
| STLS2F | 1200 | MIPS-III 64-bit | 2007 | 1 | 90 | 51 | 43 | 5 | 1.2 | 64 | 64 | 512 | -- | |
| 龍芯３ | 3A | 1000 | MIPS64 | 2009 | 4 | 65 | 400+ | 174.5 | 10 | -- | 64 | 64 | 4096 | 568/788 |
| 3B | 1000 | MIPS64 | 2010? | 4+4 | 65 | 600+ | -- | 20 | -- | 64 | 64 | 4096 | -- |
产业化 [编辑]
桌上電腦 [编辑]
中國科學院計算技術研究所本身所成立的中科夢蘭品牌有少量推出「灵珑」系列桌上型電腦，採用螢幕主機一體化的機台。
- 处理器：Loongson 2F CPU，主频800-900MHz，內建DDR2内存控制器，北桥；
- 記憶體插槽：SO—DIMM DDRⅡ内存插槽，配置标准512MB DDR2RAM；
- 南桥：AMD CS5536；
- 显示：XGI V2图形处理器，32MB显存，VGA显示输出,DVI显示输出；
- 网络：板载单网卡，10/100M
- 声音：南桥AC′97，Realtek ALC 655；耳机、麦克风插口
- 硬碟：SATA 160GB 或 SSD固態硬碟8GB
- COM埠：三线串口，提供DB9转接口；
- USB埠：4个USB2.0
- 螢幕：15.6寸液晶宽屏，分辨率1366*768；
- 按钮：开关按钮、复位按钮；
- 指示灯：电源指示灯、IDE指示灯；
- 操作系统：共创Linux/ 红旗Linux/ 銀河麒麟/ Debian
- 尺寸 : 390 *330*180 cm
迷你電腦 [编辑]
目前基于龙芯2号的产业化工作主要由江苏龙梦进行。龙芯2E盒子已经上市，龙芯2F盒子于2008年6月30日正式上市。
由于集成电路工艺问题，导致龙芯产品时钟频率提升缓慢。目前龙芯的发展方向龙三是以多核来提高芯片的性能。同时提高龙芯2系列CPU的集成度。龙芯2F已经集成PCI接口，串口，以及DDR2的内存控制器，在2G中将进一步把显示部分等也集成进CPU中。2010年上市售价人民币1800，其商品正式名为「福珑2F迷你电脑」，主要規格为：
- 处理器：Loongson 2F CPU，主频800-900MHz，內建DDR Ⅱ内存控制器，北桥；
- 記憶體插槽：SO—DIMM DDRⅡ内存插槽，配置标准512MB DDRⅡRAM；
- 南桥：AMD CS5536；
- 显示：XGI V2图形处理器，32MB显存，VGA显示输出,DVI显示输出；
- 网络：板载单网卡，Realtek RTL 8110SC 1000Mbps网络控制芯片；
- 声音：南桥AC′97，Realtek ALC 655；
- IDE插槽：内置120G Ultra ATA 2.5英寸硬盘；
- COM埠：三线串口，提供DB9转接口；
- USB埠：USB2.0高速接口；
- 红外接口：红外遥控接收器接口；
- 按钮：开关按钮、复位按钮；
- 指示灯：电源指示灯、IDE指示灯；
- 主板尺寸：14cm×18cm；
- 整机功耗：<14瓦；
- 电源适配器：输入85~265V, 47~63Hz输出12V，3.5A；
- 操作系统：新华华镭Rays 2.0, debian, gentoo,红旗Linux
- bootloader : PMON
笔记本电脑 [编辑]
笔记本电脑主要有三家多數預載銀河麒麟，江苏龙梦搭载2F芯片8.9寸笔记本「逸珑」率先上市，逸珑的主要配置为龙芯2F CPU、10.1寸或8.9寸LCD宽屏高亮显示屏、WIFI 、摄像头、多种接口和读卡器、160G SATA硬盘或4G SSD硬盘，重量约1千克。2013年初上市的逸珑8133四核心則重約2KG，搭載3A芯片性能較高，並有八核心版本已經製造成功[9]。
- 江苏龙梦逸珑笔记本电脑（YeeLoong）
- 深圳一本通电脑有限公龙腾笔记本电脑EBT700，有800x480分辨率。采用龙芯2F处理器，主频1GHz。
- EMTEC生产的Gdium笔记本电脑
龙芯电脑的主要代工厂 [编辑]
中科龙梦所产龙芯电脑主要由以下工厂代工制造:
福珑迷你PC工厂
- 微星科技公司 昆山微盟科技有限公司
- 深圳顶新科技有限公司
笔记本工厂
- 8寸笔记本为 FIC新众科技股份有限公司
- 7、9、10寸笔记本为 Quanta广达电脑股份有限公司 上海达富电脑有限公司
- 12寸笔记本为 ECS精志电脑科技有限公司
逸聞 [编辑]
参考文献 [编辑]
- ^ 龙芯处理器英文品牌定名Loongson
- ^ 王如晨，龙芯购美专利授权 标志CPU核自主战略失败第一财经日报
- ^ 俞铮，中科院超龙计划立项 龙芯三号造超级计算机，新华网
- ^ 李斌，苗苗，中国研发出新一代通用芯片——龙芯2E，新华网
- ^ 上方文Q，意法半导体3000万购买龙芯2E生产销售权，驱动之家
- ^ 维游. 首款龙芯万亿次高性能计算机系统研制成功. 龙讯. 2008-01-01 [2008-01-16].
- ^ KD-50-I 主页. [2008-11-13].
- ^ cpu.
- ^ 龙梦搭载3A芯片笔记本曝光 命名逸珑8133. [2008年10月24日].
外部鏈接 [编辑]
- 龙芯官方网站，龙芯官方论坛
- 基于龙芯2号国产万亿次高性能计算机KD-50-I的实时监控网站
- 龍夢科技
- 北京神州龙芯集成电路设计有限公司
- 北京龙芯用户俱乐部
- 意法半导体中文网站
- 太平洋電腦網－国产CPU性能揭密！PConline全球首测龙梦盒子！
- 太平洋電腦網－獨家：中科院计算所龙芯研发基地完全探秘
- 中关村在线 - 龙芯PC终极大揭密 一周业界新闻回顾
- 龙芯首席设计师胡伟武访谈
