本页使用了标题或全文手工转换

龙芯

维基百科,自由的百科全书
(重定向自龍芯
跳到导航 跳到搜索
龙芯
Loongson logo.svg
產品化 2002
推出公司 龙芯科技、龙梦曙光
設計團隊 中国科学院计算技术研究所中国科学院、龙芯中科
生产商
指令集架構 MIPS64、MIPS32
制作工艺/製程 180 nm 至 28 nm
核心数量 1-8
CPU主频范围 200 MHz 至 1.5 GHz
龍芯-2E 處理器

龍芯英语:Loongson,舊稱GODSON[1])是由中国科学院计算技术研究所胡伟武等人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年起使用;2號速度最高為1GHz,3號于2010年推出成品,而設計的目標在多核心。目前中国科学院计算技术研究所亦有研发以龙芯为处理器的超级计算机计划[3]

神州龍芯是由中國科學院計算技術研究所及江蘇綜藝股份有限公司共同投資創辦的一家致力於開發具有自主知識產權的龍芯系列微處理器晶片及相應產品的高新技術企業,其中,中科院控股67%,綜藝股份持股32.67%。中国科学院龙芯首席科学家胡伟武在數十年研發過程中居主導。

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,完成了板级支持包的设计,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Windows CE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知识产权而取消。[來源請求][4]

2006年3月,龙芯通过与拥有MIPS指令集授权的意法半导体合作生产销售2E/2F处理器的方法摆脱法律纠纷。

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。

属于理察·斯托曼一台龍芯晶片的江蘇龍夢电脑,該電腦甚至于在BIOS層級完全是自由軟體

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 IIIPentium 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继成功在意法半導體流片成功后,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。[5]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 IIIPentium 4的水平。[6]

2007年12月,研制成功集成了336颗64位龙芯2F处理器的中國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[7][8]

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是首款中國国产商用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150GFLOPS,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。

龙芯3A3000流片成功后,龙芯中科技术有限公司总裁胡伟武在《我们的龙芯3号——致龙芯15周年》演讲中表示,“3A3000的通用处理性能已经跨过了国际通用处理器性能的第一个门槛,其单核SPEC CPU2006性能已经不低于ARM用于服务器的高端处理器、Intel的低端系列(凌动系列)处理器以及威盛处理器,而且3A3000的访存带宽已经与AMD以及Intel的高端系列(酷睿系列)持平。这样的性能对于以党政办公为代表的事务处理应用已经足够。”[9]

處理器規格[编辑]

系列 型號 頻率
兆赫茲
架構
微架構 年份 核心數目 製程
纳米
晶體管
(百万)
芯片尺寸
平方毫米
功率
電壓
缓存KiB 峰值浮点性能
GFLOPS
备注
一级(单核) 二级 三级
数据 指令
Godson 1 266 MIPS-II 32-bit 不適用 2001 1 130 22 71.4 1.0 未知 16 16 不適用 不適用 0.6
2B 250 MIPS-III 64-bit 不適用 2003 1 180 未知 未知 未知 未知 32 32 不適用 不適用 未知
2C 450 MIPS-III 64-bit 不適用 2004 1 180 13.5 41.5 未知 未知 64 64 不適用 不適用 未知
2E 1000 MIPS-III 64-bit GS464 (r1)(原型) 2006 1 90 47 36 7 1.2 64 64 512 不適用 未知
龍芯1 1A 300 MIPS32 GS232 2010 1 130 22 71.4 1.0 未知 16 16 不適用 不適用 0.6
1B 266 MIPS32 GS232 2010 1 130 13.3 28 0.6 未知 8 8 不適用 不適用 未知
1C 300 MIPS32 GS232 2013 1 130 11.1 28.3 0.5 未知 16 16 不適用 不適用 未知
1D 8 MIPS32 GS232 2014 1 130 1 6 3 × 10−5 未知 不適用 不適用 不適用 不適用 未知
龍芯2 2F 1200 MIPS-III 64-bit GS464 (r1) 2007 1 90 51 43 5 1.2 64 64 512 不適用 3.2
2G 1000 MIPS64 GS464 (r2) 2012 1 65 未知 未知 未知 1.15 64 64 4096 不適用 未知
2GP 800 MIPS64 GS464 (r2) 2013 1 65 82 65.7 8 1.15 64 64 1024 不適用 3.2
2I
2H 1000 MIPS64 GS464 (r2) 2012 1 65 152 117 5 1.15 64 64 512 不適用 4
2J0800 800 MIPS64 GS464 (r2) 2013 1 65 未知 未知 8 1.1 64 64 1024 不適用 未知
2J1500 800 MIPS64 GS464E 2016 1 40 未知 未知 8 未知 64 64 1024 不適用 未知
2K1000 1000 MIPS64 GS264E 2017 2 40 1900 79 5 1.1 32 32 256 × 2 1024 8
龍芯3 3A1000 1000 MIPS64 GS464 (r2) 2009 4 65 425 174.5 10 1.15 64 64 256 × 4 不適用 16
3B1000 1000 MIPS64 GS464 (r2) 2010 4+4 65 > 600 未知 20 1.15 64 64 128 × 8 不適用 未知
3B1500 1200–1500 MIPS64 GS464V 2012 4+4 32 1140 142.5 30(典型)
60(向量)
1.15–1.35 64 64 128 × 8 8192 150 [10][11]
3A1500 800–1000 MIPS64 GS464E 2015 4 40 621 202.3 15 1.15–1.25 64 64 256 × 4 4096 16 [12]
3A2000
3B2000
3A3000 1500 MIPS64 GS464E 2016 4 28 > 1200 155.78 30 1.15–1.25 64 64 256 × 4 8192 24 [13][14]
3B3000 GE464E

产业化[编辑]

开源社区对龙芯的支持[编辑]

龙芯已经成为Debianmipsel架構的编译机器。[15]

龍夢的内核开发者一直在Linux主线内核(LKML)提交并维护龙芯相关的代码,并为MIPS架构实现了ftrace英语ftrace,zboot等功能。

个人电脑产品[编辑]

Gdium筆記本

自从龙芯2F发布以来,有数款笔记本电脑都采用了此种低功耗处理器,例如

龍夢也设计了使用龙芯2F的一体机,迷你计算机,台式机等产品。

步入3A/3B时代之后,龍夢继续设计制造了许多龙芯的台式机,一体机,笔记本等设备。同时,也有许多其他厂商发布了使用龙芯处理器的个人电脑。

互联网与服务器[编辑]

龙芯处理器被广泛应用于服务器,存储基础设施,防火墙等领域。例如万由U-NAS-II[16]采用了龙芯2F处理器。天融信防火墙采用了龙芯3A系列处理器[17]

嵌入式產品[编辑]

龙芯处理器已被用于智能電視, 電視機頂盒, 交通燈控制等等嵌入式產品或設備中。

人造衛星[编辑]

龙芯2013年後開始主攻人造衛星使用的抗宇宙輻射晶片,因為衛星用晶片其實不需要民用晶片的高效能與低奈米精密製程,許多衛星的CPU效能其實還比不上一台遊戲用桌機,但是非常注重穩定性和抗宇宙溫差、輻射、太陽風的能力。2017年,已經有三顆北斗衛星定位星採用龙芯晶片在軌運行。[18]

参见[编辑]

参考文献[编辑]

外部連結[编辑]

訪談報導[编辑]

評測報導[编辑]