龍芯3號系列

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龍芯3號系列
推出公司龍芯中科
設計公司龍芯中科
生產商
位元組序小端序
微架構GS464
GS464E
GS464V
指令集架構MIPS64
LoongISA
製作工藝/製程65 nm 至 28 nm
核心數量4-16
CPU主頻範圍800 MHz 至 2.4 GHz(經過超頻)
HyperTransport速率800 MHz 至 2.4 GHz
應用平台桌面,伺服器,超級電腦,工控機,嵌入式,教育

龍芯3號系列處理器片內整合多個64位元處理器核以及必要的儲存和I/O介面,面向高端嵌入式電腦、桌面、伺服器等應用[1]。目前,除了龍芯3B1000和3B1500處理器為8核,其他的龍芯3號處理器均為4核。龍芯3C5000處理器會將處理器核數提高到16。龍芯3號處理器的微結構分為GS464GS464EGS464v以及GS464V(GS464EV)。龍芯3號系列處理器使用了基於層次化目錄的快取一致性協定,可以在相對較低的功耗下達到較高的峰值效能[2]

晶片[編輯]

龍芯3A1000[編輯]

龍芯3A1000是中華人民共和國首個四核CPU晶片[3]主頻800MHz-1GHz。實現了x86二進制翻譯加速指令。直到現在龍芯3A1000還在工控領域中被運用。

龍芯3B1000[編輯]

龍芯3B1000由核高基專案課題「高效能多核CPU研發與應用」支援,其向量微架構GS464vGS464的的浮點部件和浮點暫存器堆替換為2個256位的向量處理部件和1個128x256位的向量暫存器堆,使龍芯3B1000在1GHz下的峰值雙精度浮點計算能力達到128GFlops。在龍芯3B1000處理器中,實現了300多條專用的向量處理指令。晶片面積300mm²,電晶體數目接近6億。

龍芯3B1500[編輯]

龍芯3B1500E處理器正面照
龍夢A1310主機板(整合龍芯3B1500E處理器)

龍芯原本計劃推出一款16核的龍芯3C處理器,後來由於戰略調整而取消,縮水成8核的龍芯3B1500龍芯3B1500整合了8個四發射亂序執行的64位元GS464v處理器核,9級管線化,單晶片雙精度浮點計算能力達到192GFlops。龍芯3B1500在2012年1月中旬完成設計並交付流片。後工藝從32nm遷移到28nm,於2013年4月底流片,後因流片不成功恢復到32nm工藝流片,再次改版,於2015年1月底流片。[4][5]

龍芯3A1500[編輯]

龍芯3A1500是龍芯3A2000的陶封版本,是工業級晶片,採用中芯國際40納米LL技術流片。

龍芯3A/B2000[編輯]

龍芯3A2000於2014年11月初交付流片,2015年8月18日正式發佈。因採用GS464E微架構 單核通用處理效能相對於3A1000提高了3倍。

龍芯3B2000龍芯3A2000的多路互聯版,主要應用於雙路8核以及四路16核伺服器[6]

龍芯3A/B3000[編輯]

龍芯3A3000採用GS464E自主微結構設計,主頻可達1.5GHz[7]

龍芯3A3000處理器正面照

龍芯3A2000相比,除了流片工藝從中芯國際的40納米提升到意法半導體的28納米CMOS工藝,處理器的三級cache也從4MB提高到8MB。峰值浮點效能24GFlops。整合72位DDR2/3-1600*2,支援 ECC,綜合通用效能和Intel Celeron J1900相當。[8]龍芯中科總裁胡偉武表示,「3A3000的通用處理效能已經跨過了國際通用處理器效能的第一個門檻,其單核SPEC CPU2006效能已經不低於ARM用於伺服器的高端處理器、Intel的低階系列(凌動系列)處理器以及威盛處理器,而且3A3000的訪存頻寬已經與AMD以及Intel的高端系列(酷睿系列)持平。這樣的效能對於以黨政辦公為代表的事務處理應用已經足夠。」[9]

龍芯3A/B4000[編輯]

龍芯3A/B4000在2019年12月24日發佈,綜合效能是上一代3A3000的兩倍[3][10]龍芯3A/B4000採用新一代GS464V微架構,整合兩個64位元DDR4-2400MHz控制器,支援ECC,支援安全可信裝置[11]

龍芯3A/B5000[編輯]

龍芯下一代高效能晶片3A5000,已在2019年年底流片。龍芯3A5000採用3A4000的處理器微結構GS464V,採用12nm工藝流片,主頻提升到2.5GHz。

2021年7月23日,官宣發佈,採用LoongArch自主指令系統,4核心,主頻為2.3GHz-2.5GHz,使用12nm流片。內部整合2個64位元DDR4-3200控制器(支援ECC校驗)。據稱,在GCC編譯環境下執行SPEC CPU 2006的定點、浮點單核Base分值均達到26分以上,四核分值達到80分以上。基於國產作業系統的Unixbench單線程分值達1700分以上,四線程分值達到4200分以上(官方未說明頻率)。在保持與上一代引腳相容的基礎上,效能提升50%以上,功耗降低30%以上(官方並未說明具體功耗)[12]

龍芯3C5000[編輯]

龍芯3C5000發佈於2022年6月6日,是龍芯中科面向伺服器領域的16核通用處理器[13]。龍芯3C5000採用了龍芯自主研發的LoongArch指令架構,其單晶片unixbench分值達9,500以上,雙精度計算能力達560GFlops,峰值效能與典型ARM 64核處理器的峰值效能相當[13]

龍芯3A6000[編輯]

龍芯3A6000龍芯第四代微架構的首款處理器[14]。該晶片由龍芯中科於2023年8月流片成功[15],同年11月28日在北京發佈[16]。龍芯3A6000為四核八線程2.5GHz CPU,主頻為2.0GHz-2.5GHz,根據中國電子技術標準化研究院賽西實驗室測試結果,龍芯3A6000四核處理器在2.5GHz執行頻率下,SPEC CPU 2006 base單線程定/浮點分值分別達到43.1/54.6分,SPEC CPU 2006 base多線程定/浮點分值分別達到155/140分,雙DDR4-3200內存通道Stream實測頻寬超過42GB/s,Unixbench實測分值超7,400分[15]龍芯中科綜合相關測試結果,龍芯3A6000處理器總體效能與英特爾於2020年上市的第10代酷睿四核處理器相當[15],據中國央視新聞報道,該CPU效能達到國際主流產品水平[16]

龍芯3A6000 SPEC CPU 2006 (v1.2) 測試數據
模式 base分值
SPECint_base2006 43.1
SPECfp_base2006 54.6
SPECint_rate_base2006(8copies) 155
SPECfp_rate_base2006(8copies) 140
龍芯3A6000 Stream (v5.10) 測試數據
模式 單線程頻寬 雙線程頻寬 四線程頻寬 八線程頻寬
Cpoy 32210.8 38858.6 42467.9 36450.4
Scale 19788.4 41964.0 42199.5 35999.7
Add 32921.8 42807.2 42151.6 34493.8
Triad 33028.5 42683.8 42020.5 34451.9
龍芯3A6000 byte-unixbench (v5.1.3) 測試數據
模式 分值
1 parallel copy 2284.5
8 parallel copies 7438.4

參考文獻[編輯]

  1. ^ 龍芯中科技術股份有限公司. 龙芯3A6000处理器寄存器使用手册 (PDF). 龍芯中科: 18. 2023-11 [2023-11-28]. 
  2. ^ 寒武纪创始人陈云霁:做全球AI芯片领跑者. 新華網. 2018-01-12 [2019-09-09]. (原始內容存檔於2020-03-01) (中文). 
  3. ^ 3.0 3.1 把“不可能”变为现实的龙芯团队(科技视点·“关键核心技术攻关记”之五). paper.people.com.cn. 2013-07-17 [2019-09-10]. (原始內容存檔於2019-08-21). 
  4. ^ 龙芯3B1500. [2020-03-01]. (原始內容存檔於2020-01-30). 
  5. ^ Bonito 3c780e Start.S (1.5Ghz@1.35v). (原始內容存檔於2018-07-02). 
  6. ^ 我国推出全新一代自主可控处理器“龙芯3B2000”. 軍事 - 人民網. 2015-06-25 [2019-09-10]. (原始內容存檔於2020-03-01) (中文). 
  7. ^ 加强软件与应用支撑 “中国芯”亟需拓展“朋友圈”. 人民網. 2017-05-09 [2019-09-10]. (原始內容存檔於2020-03-01). 
  8. ^ IT之家网友投稿:全面深扒国产龙芯3A3000处理器性能细节. [2020-03-01]. (原始內容存檔於2019-11-02). 
  9. ^ 龍芯中科. [两万字特稿]致龙芯15周年 胡伟武披露龙芯3号开发历程. cnBeta. [2017-01-12]. (原始內容存檔於2017-01-12). 
  10. ^ 龙芯5000处理器将采用12nm工艺:4核/16核 主频2.5GHz以上. Techweb. [2019-12-28]. (原始內容存檔於2019-12-28) (中文(中國大陸)). 
  11. ^ 龙芯3A4000 与 龙芯3A3000 的性能比对及宇航芯片介绍. [2020-03-01]. (原始內容存檔於2021-09-21). 
  12. ^ 龙芯首款自主指令集 CPU 3A5000 发布:性能大涨 50%,逼近市场主流桌面处理器. IT之家. [2021-07-23]. (原始內容存檔於2021-07-23). 
  13. ^ 13.0 13.1 新喀鴉. 龙芯中科发布龙芯3C5000服务器处理器. TechWeb. 2022-06-07 [2022-06-22]. (原始內容存檔於2022-06-07) (中文(中國大陸)). 
  14. ^ 龍芯中科技術股份有限公司. 龙芯3A6000. 龍芯中科. [2023-11-28]. 
  15. ^ 15.0 15.1 15.2 龙芯中科研制成功新一代处理器龙芯3A6000. 龍芯中科技術股份有限公司. 2023-08-08 [2023-11-28]. (原始內容存檔於2023-11-24). 
  16. ^ 16.0 16.1 中国国产CPU龙芯3A6000在北京发布. 聯合早報. 2023-11-28 [2023-11-28] (中文(簡體)). 

另見[編輯]

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