研發(fā)背景
據(jù)美國(guó)《華爾街日?qǐng)?bào)》2015年4月9日?qǐng)?bào)道,美國(guó)政府禁止企業(yè)向與世界上運(yùn)算速度最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)有關(guān)的中國(guó)設(shè)施出口技術(shù),這對(duì)英特爾和其他硬件供應(yīng)商來(lái)說(shuō)是一個(gè)打擊,給中美兩國(guó)之間的一系列科技爭(zhēng)端再添一項(xiàng)。
這一限令包含在美國(guó)商務(wù)部發(fā)布在聯(lián)邦政府網(wǎng)站的一份公告中,其日期標(biāo)明為2月18日,即中國(guó)除夕,但直到4月9日才有媒體獲悉其存在。被列入限制名單的分別是中國(guó)國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)、國(guó)家超級(jí)計(jì)算機(jī)長(zhǎng)沙中心、國(guó)家超級(jí)計(jì)算機(jī)天津中心和國(guó)家超級(jí)計(jì)算機(jī)廣州中心。
公告聲稱,美國(guó)政府認(rèn)定名單上的這些機(jī)構(gòu)“涉及違反美國(guó)國(guó)家安全或外交政策利益的活動(dòng)”。例如,“中國(guó)國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)采用源自美國(guó)的多核、主板和處理器生產(chǎn)天河-1A和天河二號(hào)”,這兩個(gè)系統(tǒng)“據(jù)信被用于核爆炸活動(dòng)”。
如果有美國(guó)公司要向名單上的4家中國(guó)機(jī)構(gòu)出售相關(guān)技術(shù),必須先向美國(guó)政府申請(qǐng)出口許可。但正如公告所指出的那樣,這類許可的申請(qǐng)“通常會(huì)遭到政策性的拒絕”。因此這一公告實(shí)際上相當(dāng)于禁令。
研制課題
2001年5月,在中科院計(jì)算所知識(shí)創(chuàng)新工程的支持下,龍芯課題組正式成立。2002年8月10日,首片龍芯1號(hào)芯片X1A50流片成功.龍芯最初的英文名字是Godson,后來(lái)正式注冊(cè)的英文名為L(zhǎng)ongstanding。龍芯CPU由中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)所龍芯課題組研制.由中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)所授權(quán)的北京神州龍芯集成電路設(shè)計(jì)公司研發(fā),前期批量樣品由臺(tái)灣臺(tái)積電生產(chǎn)。
盡管今天的“龍芯”還存在著諸多問(wèn)題與目前主流CPU相比性能上還有不少差距,還不能與Intel和AMD的CPU在PC市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng),但坦率講,今天“龍芯”的境遇已經(jīng)比當(dāng)年的“聯(lián)想漢卡”好多了。回想當(dāng)年的“聯(lián)想漢卡”是由做大型機(jī)出身的毫無(wú)產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗(yàn)的科研人員一塊一塊的手工焊接而成、又一塊一塊的人工檢測(cè)。據(jù)說(shuō)1986年,聯(lián)想第一線銷售人員每天接到的投訴電話和定貨電話幾乎一樣多----每賣出100塊“漢卡”,就有30塊出問(wèn)題;而今天的“龍芯”不僅獲得了中科院重大知識(shí)創(chuàng)新工程項(xiàng)目和國(guó)家863計(jì)劃的支持,通過(guò)了嚴(yán)格的成果鑒定、基準(zhǔn)程序測(cè)試和產(chǎn)品測(cè)試,可進(jìn)入商品化生產(chǎn);還得到了各地政府和企業(yè)的大力支持,已在江蘇省常熟市建立了產(chǎn)業(yè)化基地。關(guān)于MIPS結(jié)構(gòu)授權(quán)與龍芯自主性等問(wèn)題(From采訪龍芯總設(shè)計(jì)師胡偉武)
龍芯架構(gòu)
龍芯指令集:
CPU訪存指令24個(gè)全部來(lái)自MIPS
CPU算數(shù)指令(ALU)10個(gè)全部來(lái)自MIPS
CPU算數(shù)指令14個(gè)全部來(lái)自MIPS
CPU乘除指令12個(gè)來(lái)自MIPS
12個(gè)來(lái)自龍芯(其中8個(gè)重復(fù)MIPS指令功能)
CPU跳轉(zhuǎn)分支指令20個(gè)全部來(lái)自MIPS
CPU位移指令15個(gè)全部來(lái)自MIPS
CPU特殊指令2個(gè)全部來(lái)自MIPS
CPU異常指令12個(gè)全部來(lái)自MIPS
CPUCPO指令10個(gè)全部來(lái)自MIPS
龍芯處理器共131個(gè)指令,其中119個(gè)來(lái)自MIPS,12個(gè)來(lái)自龍芯(但其中MULTG、DMULTG、MULTUG、DMULTUG、DIVG、DDIVG、DIVUG、DDIVUG共8個(gè)重復(fù)MIPS的指令功能。)
研制年譜
2001年5月,在(中國(guó)大陸)中科院計(jì)算所知識(shí)創(chuàng)新工程的支持下,龍芯課題組正式成立。
2001年8月19日,龍芯1號(hào)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證系統(tǒng)成功啟動(dòng)linux操作系統(tǒng),10月10日通過(guò)由中國(guó)科學(xué)院組織的鑒定。
2002年8月10日,首片龍芯1號(hào)龍芯XIA50流片成功。
2002年9月22日龍芯1號(hào)通過(guò)由中國(guó)科學(xué)院組織的鑒定,9月28日舉行龍芯1號(hào)發(fā)布會(huì)。中國(guó)人大常委會(huì)副委員長(zhǎng)路甬祥、全國(guó)政協(xié)副主席周光召參加了龍芯1號(hào)發(fā)布會(huì)。
2003年10月17日,龍芯2號(hào)首片MZD110流片成功。
2004年9月28日,經(jīng)過(guò)多次改進(jìn)后的龍芯2C芯片DXP100流片成功。
2004年11月,中國(guó)國(guó)務(wù)院總理溫家寶視察中科院計(jì)算所聽(tīng)取龍芯研發(fā)情況匯報(bào)。
2005年2月,中國(guó)國(guó)家主席胡錦濤等黨和國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人在參觀中科院建院55周年展覽時(shí)參觀了龍芯處理器展覽。
2005年1月31日舉行了由中國(guó)科學(xué)院組織的龍芯2號(hào)鑒定會(huì),2005年4月18日在北京人民大會(huì)堂召開(kāi)了由科技部、中科院和信息產(chǎn)業(yè)部聯(lián)合舉辦的龍芯2號(hào)發(fā)布會(huì),人大常委會(huì)副委員長(zhǎng)顧秀蓮參加了龍芯2號(hào)發(fā)布會(huì)。
2006年3月18日,龍芯2號(hào)增強(qiáng)型處理器CZ70流片成功。“龍芯”也要對(duì)Intel說(shuō)“不”了(此說(shuō)法有帶廣告宣傳的性質(zhì))
2006年10月,中法兩國(guó)在北京簽署了關(guān)于中國(guó)科學(xué)院與意法半導(dǎo)體公司關(guān)于龍芯處理器的戰(zhàn)略合作協(xié)議,中國(guó)國(guó)家主席胡錦濤與法國(guó)總統(tǒng)希拉克共同出席了協(xié)議的簽字儀式。
2007年7月31日,龍芯2F(代號(hào)PLA80)流片成功,龍芯2F為龍芯第一款產(chǎn)品芯片。
2008年3月,北京龍芯中科技術(shù)服務(wù)中心有限公司正式成立,龍芯開(kāi)始產(chǎn)業(yè)探索。
2009年9月28日,我國(guó)首款四核CPU龍芯3A(代號(hào)PRC60)流片成功。
2010年9月,龍芯大CPU系列的首款多核處理器產(chǎn)品——龍芯3A開(kāi)始量產(chǎn),中CPU系列的最新產(chǎn)品龍芯2G流片成功。龍芯2G在設(shè)計(jì)規(guī)格上相當(dāng)于龍芯3A的單核版。與上一代龍芯2F相比,在二級(jí)緩存容量、IO總線帶寬,配套橋片性能上都有大幅提升。龍芯2G目前在1GHz情況下運(yùn)行穩(wěn)定,可提供更好地用戶體驗(yàn),并適用于筆記本電腦與瘦客戶機(jī)等移動(dòng)與桌面市場(chǎng)。
2011年初,龍芯一號(hào)系列芯片家族中的新成員——龍芯1B芯片流片成功,龍芯1B是一款32位SoC芯片,片內(nèi)集成32位處理器核、LCD顯示接口、以及豐富的IO接口。該款芯片延續(xù)了龍芯處理器高性能、低功耗的優(yōu)勢(shì),能夠滿足超低價(jià)位云終端、工業(yè)控制/數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、消費(fèi)類電子等領(lǐng)域需求。
2011年4月,龍芯3B流片成功。龍芯3B仍采用65納米生產(chǎn)工藝,在單個(gè)芯片上集成8個(gè)增強(qiáng)型龍芯GS464處理器核,它可以與MIPS64兼容,并支持X86虛擬機(jī)和向量擴(kuò)展。在1G主頻下可實(shí)現(xiàn)128Gflops的運(yùn)算能力。在存儲(chǔ)設(shè)計(jì)方面,龍芯3B最多可同時(shí)處理64個(gè)訪問(wèn)請(qǐng)求,可提供12.8GB/S的訪存帶寬。在I/O接口方面,龍芯3B實(shí)現(xiàn)2個(gè)16位的HyperTransport接口,可提供高達(dá)12.8GB/S的IO吞吐能力。八核龍芯3號(hào)的芯片對(duì)外接口與四核龍芯3號(hào)完全一致,兩款芯片引腳完全兼容,可實(shí)現(xiàn)無(wú)縫更換。
2011年底,在國(guó)家核高基項(xiàng)目的支持下,龍芯歷史上最為復(fù)雜,也是設(shè)計(jì)難度最高的一款芯片--龍芯2H流片成功。
2012年10月,龍芯3B1500流片成功。處理器采用32納米工藝,硅片面積160mm2。支持1.15v-1.3v變壓,動(dòng)態(tài)變頻。實(shí)測(cè)核心頻率1.3GHz-1.5GHz,HT總線頻率1600MHz,DDR3總線頻率600MHz以上。龍芯3B1500集成8核向量處理器,峰值運(yùn)算能力可達(dá)192GFLOPS,功耗約為40w。每核配置兩級(jí)私有256KB緩存,所有核心共享片上三級(jí)緩存,總?cè)萘窟_(dá)8MB。支持雙處理器通過(guò)HT總線直連構(gòu)成16核CC-NUMA系統(tǒng)。龍芯3B1500處理器結(jié)構(gòu)及封裝引腳基本兼容龍芯3B1000。龍芯3A/3B使用的內(nèi)核、操作系統(tǒng)及上層應(yīng)用可支持龍芯3B1500。
2013年4月,龍芯1C芯片[5]流片成功,龍芯1C芯片是基于LS232處理器核的高性價(jià)比單芯片系統(tǒng),可應(yīng)用于指紋生物識(shí)別、物聯(lián)傳感等領(lǐng)域。
2014年3月19日,龍芯1D芯片的量產(chǎn)版本(LS1D4)完成流片封裝。龍芯1D是一款專門為超聲波流量表應(yīng)用而定制設(shè)計(jì)的數(shù)?;旌蟂oC,片上集成了LS132處理器核、超聲波時(shí)間測(cè)量、超聲波脈沖發(fā)生器、溫度測(cè)量單元、紅外收發(fā)器、段式LCD控制器、A/D、空管檢測(cè)單元、超聲波換能器正常檢測(cè)、模擬比較器等功能部件以及串口、液晶顯示等接口。龍芯1D具有高精度、低功耗、低成本的特性,擁有廣闊的市場(chǎng)前景。
2014年4月,龍芯公司推出了龍芯3B六核桌面解決方案。龍芯3B六核芯片是一個(gè)配置為六核的高性能通用處理器,采用32nm工藝制造,工作主頻為1.2GHZ。該解決方案使用miniitx規(guī)格主板,板載AMDRS780E南橋芯片,配置1個(gè)千兆網(wǎng)絡(luò)接口,另外具有PCI、PCIe、SATA、USB等多種外設(shè)接口,并且可配備hd6770獨(dú)立顯卡以及SSD硬盤(pán)等,具有良好的可擴(kuò)展性。
眾所周知,CPU是決定電腦性能的核心部件,也是整個(gè)系統(tǒng)的核心。其負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)指令的執(zhí)行、數(shù)學(xué)與邏輯的運(yùn)算;數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與傳送;以及對(duì)內(nèi)對(duì)外輸入/輸出的控制。而在這個(gè)電腦核心部件市場(chǎng)領(lǐng)域里,人們最為熟悉的兩個(gè)品牌無(wú)疑是Intel和AMD,他們?cè)谔幚砥魇袌?chǎng)的強(qiáng)勢(shì)地位似乎無(wú)人能撼動(dòng)。在CPU技術(shù)上,我們跟國(guó)外廠商有著較大的差距,缺乏具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CPU芯片,是中國(guó)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的一大“芯”病,也是我們這些電子工作者、網(wǎng)絡(luò)人胸口永遠(yuǎn)的痛。
過(guò)去,代表著國(guó)際IT頂尖技術(shù)的CPU芯片一直被英特爾等國(guó)外巨頭所壟斷,中國(guó)企業(yè)及消費(fèi)者為之付出了巨額版權(quán)費(fèi)。好在神州龍芯公司先后推出了“龍芯1號(hào)”、“龍芯2號(hào)”,打破了中國(guó)無(wú)“芯”的歷史。“龍芯”的誕生被業(yè)內(nèi)人士譽(yù)為民族科技產(chǎn)業(yè)化道路上的一個(gè)里程碑。商品化的“龍芯”1號(hào)CPU的研制成功標(biāo)志著中國(guó)已打破國(guó)外壟斷。
初步掌握了當(dāng)代CPU設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù),為改變中國(guó)信息產(chǎn)業(yè)“無(wú)芯”的局面邁出了重要的步伐,對(duì)中國(guó)形成有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)有重要的推動(dòng)作用,對(duì)中國(guó)的CPU核心技術(shù)、國(guó)家安全、經(jīng)濟(jì)發(fā)展都有舉足輕重的作用。我們有信心:“龍芯”對(duì)Intel說(shuō)“不”!
龍芯片系列
龍芯一號(hào)
?。ㄓ⑽拿QGodson-1)
龍芯一號(hào)CPUIP核是兼顧通用及嵌入式CPU特點(diǎn)的32位處理器內(nèi)核,采用類MIPSIII指令集,具有七級(jí)流水線、32位整數(shù)單元和64位浮點(diǎn)單元。龍芯一號(hào)CPUIP核具有高度靈活的可配置性,方便集成的各種標(biāo)準(zhǔn)接口。圖1顯示了龍芯一號(hào)CPUIP核可配置結(jié)構(gòu),其中虛線部分表示用戶可根據(jù)自己的需求進(jìn)行選擇配置,從而定制出最適合用戶應(yīng)用的處理器結(jié)構(gòu)。主要的可配置模塊包括:浮點(diǎn)部件、多媒體部件、內(nèi)存管理、Cache、協(xié)處理器接口。浮點(diǎn)部件完全兼容MIPS的浮點(diǎn)指令集合,浮點(diǎn)部件及其相關(guān)的系統(tǒng)軟件完全符合ANSI/IEEE754-1985二進(jìn)制浮點(diǎn)運(yùn)算標(biāo)準(zhǔn)。浮點(diǎn)部件主要包括浮點(diǎn)ALU部件和浮點(diǎn)乘法/除法部件,用戶可根據(jù)自己的實(shí)際應(yīng)用選擇是否添加。媒體部件復(fù)用了MIPS浮點(diǎn)指令的Format域,并復(fù)用了浮點(diǎn)寄存器堆,媒體指令集基本對(duì)應(yīng)了IntelSSE媒體指令集合的各種操作。
內(nèi)存管理部件有三種工作模式,即標(biāo)準(zhǔn)模式、直接映射模式和無(wú)映射模式。在標(biāo)準(zhǔn)模式下,TLB分為ITLB和DTLB兩部分,每部分均由48項(xiàng)頁(yè)表項(xiàng)組成,同時(shí)支持mapped和unmapped的從虛擬地址到物理地址的變換方式;TLB也可只進(jìn)行直接映射,不使用CAM和RAM,以減小面積;而無(wú)映射模式下甚至可以去掉TLB,采用直連SRAM的形式實(shí)現(xiàn)訪存。龍芯一號(hào)CPUIP核的Cache分為指令Cache和數(shù)據(jù)Cache,兩部分獨(dú)立配置,以4K為一路,可配置為4路、2路和0路。用戶可根據(jù)應(yīng)用需要,確定所需Cache的大小,甚至不使用Cache。協(xié)處理器接口為外部協(xié)處理器提供了一個(gè)高效率的接口。龍芯一號(hào)CPUIP核提供了兩套可配置的處理器總線接口:AMBA接口和哈佛結(jié)構(gòu)SRAM接口。
龍芯二號(hào)
(英文名稱Godson-2)
龍芯二號(hào)CPU采用先進(jìn)的四發(fā)射超標(biāo)量超流水結(jié)構(gòu),片內(nèi)一級(jí)指令和數(shù)據(jù)高速緩存各64KB,片外二級(jí)高速緩存最多可達(dá)8MB.最高頻率為1000MHz,功耗為3-5瓦,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)外同類芯片,其SPECCPU2000測(cè)試程序的實(shí)測(cè)性能是1.3GHz的威盛處理器的2-3倍,已達(dá)到中等Pentium4水平。
龍芯三號(hào)
?。ㄓ⑽拿QGodson-3)
龍芯3A的工作頻率為900MHz~1GHz,功耗約15W,頻率為1GHz時(shí)雙精度浮點(diǎn)運(yùn)算速度峰值達(dá)到每秒160億次,單精度浮點(diǎn)運(yùn)算速度峰值每秒320億次。龍芯3A采用意法半導(dǎo)體公司(STMicro)65納米CMOS工藝生產(chǎn),晶體管數(shù)目達(dá)4.25億個(gè),芯片采用BGA封裝,引腳的數(shù)目為1121個(gè),功耗小于15瓦。龍芯3A集成了四個(gè)64位超標(biāo)量處理器核、4MB的二級(jí)Cache、兩個(gè)DDR2/3內(nèi)存控制器、兩個(gè)高性能HyperTransport控制器、一個(gè)PCI/PCIX控制器以及LPC、SPI、UART、GPIO等低速I/O控制器。龍芯3A的指令系統(tǒng)與MIPS64兼容并通過(guò)指令擴(kuò)展支持X86二進(jìn)制翻譯。
產(chǎn)品架構(gòu)
架構(gòu)
靈活的可配置IP核架構(gòu)Cache容量可配置0/4K/8K/16KI/DCacheTLB形式可配置
接口
可配置接口AMBA2.0fullcompatibleDirectRAM(HarvardStructure)MIPSSYSADCo-processorIntelface內(nèi)外時(shí)鐘關(guān)系可配置IEEE754兼容FPU可配置MMX部件可配置EJTAG接口,便于SOC調(diào)試功耗具體配置相關(guān),Typical::1~2mW/MHz
面積
與具體配置相關(guān),Min:1.0mm2(軟IP)友好的IP用戶接口可視化配置界面完全可綜合的IP,可無(wú)縫銜接主流EDA工具集成synthesis環(huán)境verilog仿真模型IPModelingISS仿真器SoC硬件驗(yàn)證平臺(tái)SoC系統(tǒng)虛擬開(kāi)發(fā)平臺(tái)軟/硬IPIP抽象模型提取,提供工業(yè)格式文件硬IP的實(shí)現(xiàn)(0.18微米/0.13微米工藝)IP架構(gòu)增強(qiáng)可配置靈活性在面積、功耗上持續(xù)優(yōu)化針對(duì)應(yīng)用不斷增強(qiáng)處理能力(加密安全,控制,JAVA)增加對(duì)多核的支持SOC開(kāi)發(fā)平臺(tái)提供基于EJTAG的IDE提供ISS用于性能評(píng)估
系統(tǒng)
硬件開(kāi)發(fā)板操作系統(tǒng)LinuxOpenBSD(N64ABI)VxWorksWinCE
軟件支持
軟件支持XFree86-4.1.0XServerMozillaBrowser,ApacheWEBserverCompiler:GCC,F77Wordprocessing,videoserverVirtualTerminalforXandWind
產(chǎn)品介紹
龍芯1號(hào)
龍芯1號(hào)(英文名稱Godson-1)于2002年研發(fā)完成,32位,主頻266MHz。
龍芯1D
龍芯1D于2012年6月完成設(shè)計(jì)并進(jìn)入流片狀態(tài),是專門為超聲波熱量表定制的高精度、低功耗測(cè)量SoC。
龍芯1D集成的時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)測(cè)量分辨率可達(dá)15ps,能夠檢測(cè)極其微小的流量變化。在電源管理方面,龍芯1D包含11個(gè)電源域,可將待機(jī)電流控制在10uA以下。測(cè)量過(guò)程的軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)使得龍芯1D在熱量表中用一個(gè)電池能工作五年以上。
除了熱量表,龍芯1D還可以應(yīng)用在水表、激光測(cè)距、重量測(cè)量等場(chǎng)合,是一個(gè)非常值得期待的產(chǎn)品。
最初版本
龍芯2號(hào)(英文名稱Godson-2)
于2003年正式完成并發(fā)布。
龍芯2號(hào)是64位處理器,主頻為300MHz至1000MHz,500MHz版約與1GHz版的IntelPentiumIII、Pentium4擁有相近的效能水平。
龍芯2號(hào)最初的版本是用0.13微米工藝,往后也會(huì)使用更精細(xì)的工藝。事實(shí)上龍芯2號(hào)當(dāng)稱為一個(gè)系列,過(guò)程中經(jīng)過(guò)數(shù)次改進(jìn),已知的有2、2A、2B、2C、2E、2F等型號(hào),龍芯2號(hào)處理器已用于黃羊河公司(YellowSheepRiver,簡(jiǎn)稱:YSR)的低價(jià)型Linux臺(tái)式機(jī):Municator中,最初的售價(jià)約為1200元人民幣。其電腦皆曾在2006年3月德國(guó)漢諾威CeBIT及6月的臺(tái)北國(guó)際電腦展覽會(huì)中展出。
龍芯2E
2006年6月,龍芯2E繼成功在法國(guó)流片成功后,全世界排名第五位的集成電路生產(chǎn)商--意法半導(dǎo)體公司與中科院計(jì)算所簽訂技術(shù)許可協(xié)議,購(gòu)買龍芯2E的生產(chǎn)和全球銷售權(quán)。意法半導(dǎo)體計(jì)劃每年銷售龍芯芯片1000萬(wàn)片以上。
2006年9月13日,中國(guó)科學(xué)家宣布研制成功通用中央處理器芯片龍芯2E。它是一款采用64位MIPSⅢ指令集的RISC處理器,采用90納米的CMOS工藝,晶體管數(shù)目是4700萬(wàn)個(gè),芯片面積是6.8mm×5.2mm。最高主頻達(dá)到1.0GHz,一般頻率是800MHz,功耗大約是5-7瓦。實(shí)際運(yùn)行頻率定于660MHz。規(guī)格方面,龍芯2E處理器有128KB一級(jí)緩存、512KB二級(jí)緩存。性能方面,它的單精度浮點(diǎn)運(yùn)算速度是每秒80億次,雙精度浮點(diǎn)運(yùn)算速度是每秒40億次。龍芯2E在1.0GHz主頻下,SPECCPU2000的得分為500分,綜合性能達(dá)到PentiumIII和Pentium4的水平。
龍芯2F
龍芯2F與龍芯2E相比,主要有以下幾個(gè)方面的提高。一是主頻提高30%以上,通過(guò)頻率篩選,將有1GHz以上的產(chǎn)品。二是相同頻率下功耗降低40%左右,并增加了很多諸如降頻、溫度傳感器、關(guān)閉L2等功耗管理功能。三是集成了更多的系統(tǒng)功能,除了CPU外,還集成了DDR2內(nèi)存控制器、66MHzPCI/100MHzPCIX控制器、LocalIO控制器、GPIO、中斷控制器、DMA控制器、部分顯示加速等功能,將大幅度降低系統(tǒng)成本。四是封裝更小,龍芯2E的封裝為35mm*35mm,龍芯2F為27mm*27mm。五是可測(cè)性設(shè)計(jì)(DFT)和可生產(chǎn)性設(shè)計(jì)(DFM)有明顯提高,因此可以降低芯片成本。
龍芯2G
龍芯2G在設(shè)計(jì)規(guī)格上相當(dāng)于龍芯3A的單核版。與上一代龍芯2F相比,在二級(jí)緩存容量、IO總線帶寬,配套橋片性能上都有大幅提升。龍芯2G在1GHz情況下運(yùn)行穩(wěn)定,可提供更好地用戶體驗(yàn),并適用于筆記本電腦與瘦客戶機(jī)等移動(dòng)與桌面市場(chǎng)。
龍芯2H
龍芯2H已于2012年底完成了流片,64nm工藝,它在一個(gè)芯片中集成了CPU,GPU,北橋芯片,南橋芯片,內(nèi)存控制器,顯卡,網(wǎng)卡,聲卡,USB模塊等各種IO接口。芯片高度SOC設(shè)計(jì),最大功耗為4W,主頻1GHz,是龍芯家族中集成度最高的芯片。主要面向移動(dòng)終端,筆記本電腦,平板電腦等移動(dòng)處理器。
龍芯3A
中國(guó)第一個(gè)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的四核CPU,龍芯3號(hào)處理器采用的是65nm(納米)工藝,主頻1GHz,晶體管數(shù)目4.25億個(gè),單顆龍芯3A的最大功耗為15W,理論峰值為16Gflops,每顆CPU單瓦特能效比1.06Gflops/W是目前X86CPU的2倍以上,達(dá)到了世界先進(jìn)水平。龍芯3號(hào)多核CPU系列產(chǎn)品定位服務(wù)器和高性能計(jì)算機(jī)應(yīng)用。
龍芯3A集成了四個(gè)64位超標(biāo)量處理器核、4MB的二級(jí)Cache、兩個(gè)DDR2/3內(nèi)存控制器、兩個(gè)高性能HyperTransport控制器、一個(gè)PCI/PCIX控制器以及LPC、SPI、UART、GPIO等低速I/O控制器。龍芯3A的指令系統(tǒng)與MIPS64兼容并通過(guò)指令擴(kuò)展支持X86二進(jìn)制翻譯。
龍芯3B
繼龍芯3A后,龍芯3號(hào)系列處理器的第二代產(chǎn)品——8核龍芯3B處理器已于2012年年初流片成功。龍芯公司相關(guān)部門正在對(duì)該款芯片做進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)和測(cè)試工作。預(yù)計(jì)2012年夏天實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
龍芯3B仍采用65納米生產(chǎn)工藝,在單個(gè)芯片上集成8個(gè)增強(qiáng)型龍芯GS464處理器核,它可以與MIPS64兼容,并支持X86虛擬機(jī)和向量擴(kuò)展。在1G主頻下可實(shí)現(xiàn)128Gflops的運(yùn)算能力。在存儲(chǔ)設(shè)計(jì)方面,龍芯3B最多可同時(shí)處理64個(gè)訪問(wèn)請(qǐng)求,可提供12.8GB/S的訪存帶寬。在I/O接口方面,龍芯3B實(shí)現(xiàn)2個(gè)16位的HyperTransport接口,可提供高達(dá)12.8GB/S的IO吞吐能力。八核龍芯3號(hào)的芯片對(duì)外接口與四核龍芯3號(hào)完全一致,兩款芯片引腳完全兼容,可實(shí)現(xiàn)無(wú)縫更換。
我國(guó)首臺(tái)采用自主設(shè)計(jì)的“龍芯3B”八核處理器的萬(wàn)億次高性能計(jì)算機(jī)“KD-90”,由中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)與深圳大學(xué)聯(lián)合研制成功。
高性能計(jì)算機(jī)KD-90采用單一機(jī)箱,集成了10顆八核龍芯3B處理器,理論峰值計(jì)算能力達(dá)到每秒1萬(wàn)億次。系統(tǒng)硬件由1個(gè)前置服務(wù)器、5個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)、2個(gè)千兆以太網(wǎng)交換機(jī)以及監(jiān)控單元組成。其中,前置服務(wù)器和計(jì)算節(jié)點(diǎn)均采用了我國(guó)自主設(shè)計(jì)的龍芯3B八核處理器,主要互連部件采用了自主研發(fā)的超多端口千兆以太網(wǎng)交換芯片。系統(tǒng)軟件以開(kāi)源軟件為主,其中包括針對(duì)龍芯3B處理器結(jié)構(gòu)專門優(yōu)化的數(shù)學(xué)函數(shù)庫(kù),以及自主研發(fā)的圖形化系統(tǒng)監(jiān)控管理軟件,具有兼容性強(qiáng)、易維護(hù)、易升級(jí)、易使用等特點(diǎn)。
KD-90的研制依托國(guó)家科技重大專項(xiàng)“高性能多核CPU研發(fā)與應(yīng)用”項(xiàng)目的支持,由中科院院士、中國(guó)科技大學(xué)教授陳國(guó)良為負(fù)責(zé)人的科研團(tuán)隊(duì),歷時(shí)近一年攻關(guān)成功。與基上一代“龍芯”處理器的國(guó)產(chǎn)高性能計(jì)算機(jī)KD-60相比,KD-90系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了“三低一高”的特性:成本低于20萬(wàn)元,功耗低于900W,體積降低至0.12平方米,性能高達(dá)每秒1萬(wàn)億次。
以中科院院士陸汝鈐為組長(zhǎng)的專家組鑒定后認(rèn)為,KD-90是我國(guó)高性能計(jì)算機(jī)國(guó)產(chǎn)化的又一次重要突破,在編程模型和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)等關(guān)鍵技術(shù)上達(dá)到了世界先進(jìn)水平。適用于高性能計(jì)算教學(xué)、大規(guī)??茖W(xué)與工程計(jì)算,以及軍事科學(xué)、國(guó)家安全和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)等領(lǐng)域,應(yīng)用前景廣闊。
龍芯3B1500
在核高基項(xiàng)目支持下,龍芯3B1500處理器流片成功。龍芯3B1500集成8核向量處理器,32納米工藝,主頻1.3—1.5GHz,硅片面積182.5mm2,支持1.15v-1.3v變壓和動(dòng)態(tài)變頻。龍芯3B1500結(jié)構(gòu)及封裝引腳基本兼容龍芯3B1000,性能較龍芯四核3A處理器大幅提升。龍芯3B1500流片成功,標(biāo)志著核高基支持任務(wù)的技術(shù)指標(biāo)全面完成。
龍芯規(guī)格
龍芯1A
主頻300MHz
微體系結(jié)構(gòu)集成32位超標(biāo)量處理器核,該處理器核具有如下特點(diǎn):支持MIPS32指令集;5級(jí)流水線結(jié)構(gòu);雙發(fā)射亂序執(zhí)行結(jié)構(gòu);1個(gè)定點(diǎn)單元、1個(gè)浮點(diǎn)單元和1個(gè)訪存單元;采用交叉開(kāi)關(guān)和多級(jí)AMBA總線橋進(jìn)行片內(nèi)的互連
高速緩存一級(jí)指令cache和數(shù)據(jù)cache各16KB
內(nèi)存控制器1個(gè)32/16位DDR2-333控制器
音視頻支持1920*1080/60fps的LCD+VGA控制器;AC97音頻控制器;333控制器
I/OUSB2.0/1.1*4;SATA2*2;GMAC*2;PCIHost/Device、LPC、I2C、CAN;SPI、NAND;UART*4、RTC、PWM、GPIO*88等I/O控制器
制造工藝130nmCMOS工藝
封裝23mm*23mmBGA封裝,448個(gè)引腳
功耗1.0W;支持動(dòng)態(tài)電源管理
龍芯1B
主頻200MHz
微體系結(jié)構(gòu)集成32位超標(biāo)量處理器核,該處理器核具有如下特點(diǎn):支持MIPS32指令集;5級(jí)流水線結(jié)構(gòu);雙發(fā)射亂序執(zhí)行結(jié)構(gòu);1個(gè)定點(diǎn)單元和1個(gè)訪存單元;采用交叉開(kāi)關(guān)和多級(jí)AMBA總線橋進(jìn)行片內(nèi)的互連
高速緩存一級(jí)指令cache和數(shù)據(jù)cache各8KB
內(nèi)存控制器1個(gè)32/16位DDR2-266控制器
音視頻支持1920*1080/60fps的LCD控制器;AC97音頻控制器
I/OUSB2.0/1.1*1;GMAC*2;I2C、CAN;SPI、NAND;UART*12、RTC、PWM、GPIO*62等I/O控制器
制造工藝130nmCMOS工藝
封裝17mm*17mmBGA封裝,256個(gè)引腳
功耗<0.5W
龍芯2F
主頻800MHz
微體系結(jié)構(gòu)集成64位超標(biāo)量處理器核,該處理器核具有如下特點(diǎn):支持MIPSIII指令集;9級(jí)超流水線結(jié)構(gòu);四發(fā)射亂序執(zhí)行結(jié)構(gòu);2個(gè)定點(diǎn)單元、2個(gè)浮點(diǎn)單元和1個(gè)訪存單元
高速緩存一級(jí)指令cache和數(shù)據(jù)cache各64KB;二級(jí)cache512KB
內(nèi)存控制器集成72位DDR1/2-667控制器,支持ECC校驗(yàn)
高速I/O無(wú)
其它I/O集成PCI、LocalIO、GPIO等I/O控制器
制造工藝90nmCMOS工藝
封裝27mm*27mmBGA封裝,452個(gè)引腳
功耗<5W@800MHz支持動(dòng)態(tài)降頻
龍芯2G
主頻900MHz-1GHz
微體系結(jié)構(gòu)集成3-4個(gè)64位超標(biāo)量處理器核,每個(gè)處理器核具有如下特點(diǎn):支持MIPS64指令集及龍芯擴(kuò)展指令集;9級(jí)超流水線結(jié)構(gòu);四發(fā)射亂序執(zhí)行結(jié)構(gòu);2個(gè)定點(diǎn)單元、2個(gè)浮點(diǎn)單元和1個(gè)訪存單元;采用交叉開(kāi)關(guān)進(jìn)行核間互連
高速緩存每個(gè)處理器核的一級(jí)指令cache和數(shù)據(jù)cache各64KB多個(gè)處理器核通過(guò)交叉開(kāi)關(guān)共享4MB的二級(jí)cache
內(nèi)存控制器集成兩個(gè)64位DDR2/3-800控制器
高速I/O集成一個(gè)HyperTransport控制器,帶寬達(dá)到6.4GB/s
其它I/O集成LPC、SPI、UART、GPIO等I/O控制器
制造工藝65nmCMOS工藝
封裝31mm*31mmBGA封裝,741個(gè)引腳
功耗<15W@1GHz支持動(dòng)態(tài)降頻
龍芯3A
主頻1GHz
微體系結(jié)構(gòu)集成4個(gè)64位超標(biāo)量處理器核,每個(gè)處理器核具有如下特點(diǎn):支持MIPS64指令集及龍芯擴(kuò)展指令集;9級(jí)超流水線結(jié)構(gòu);四發(fā)射亂序執(zhí)行結(jié)構(gòu);2個(gè)定點(diǎn)單元、2個(gè)浮點(diǎn)單元和1個(gè)訪存單元;采用交叉開(kāi)關(guān)進(jìn)行核間互連;通過(guò)HT接口進(jìn)行片間可伸縮互連
高速緩存每個(gè)處理器核的一級(jí)指令cache和數(shù)據(jù)cache各64KB四個(gè)處理器核通過(guò)交叉開(kāi)關(guān)共享4MB的二級(jí)cache
內(nèi)存控制器集成兩個(gè)72位DDR2/3-800控制器,支持ECC校驗(yàn)
高速I/O集成兩個(gè)HyperTransport控制器,帶寬達(dá)到12.8GB/s,支持兩個(gè)處理器無(wú)縫互連
其它I/O集成PCI控制器以及LPC、SPI、UART、GPIO等I/O控制器
制造工藝65nmCMOS工藝
封裝40mm*40mmBGA封裝,1121個(gè)引腳,與龍芯3B引腳兼容
功耗<15W@1GHz支持動(dòng)態(tài)降頻
龍芯3B
是首款國(guó)產(chǎn)商用8核處理器,主頻達(dá)到1GHz,支持向量運(yùn)算加速,峰值計(jì)算能力達(dá)到128GFLOPS,具有很高的性能功耗比。龍芯3B主要用于高性能計(jì)算機(jī)、高性能服務(wù)器、數(shù)字信號(hào)處理等領(lǐng)域。
主頻1GHz
微體系結(jié)構(gòu)集成8個(gè)64位超標(biāo)量處理器核,每個(gè)處理器核具有如下特點(diǎn):支持MIPS64指令集及龍芯擴(kuò)展指令集;9級(jí)超流水線結(jié)構(gòu);四發(fā)射亂序執(zhí)行結(jié)構(gòu);2個(gè)定點(diǎn)單元、2個(gè)浮點(diǎn)單元和1個(gè)訪存單元;每個(gè)浮點(diǎn)單元支持256位向量運(yùn)算;采用交叉開(kāi)關(guān)進(jìn)行核間互連;通過(guò)HT接口進(jìn)行片間可伸縮互連
高速緩存每個(gè)處理器核的一級(jí)指令cache和數(shù)據(jù)cache各64KB八個(gè)處理器核通過(guò)交叉開(kāi)關(guān)共享4MB的二級(jí)cache
內(nèi)存控制器集成兩個(gè)DDR2/3-800控制器
高速I/O集成兩個(gè)HyperTransport控制器,帶寬達(dá)到12.8GB/s,支持多個(gè)處理器無(wú)縫互連
其它I/O集成PCI控制器以及LPC、SPI、UART、GPIO等I/O控制器
制造工藝65nmCMOS工藝
封裝40mm*40mmBGA封裝,1121個(gè)引腳,與龍芯3A引腳兼容
功耗<50W@1GHz支持動(dòng)態(tài)降頻
龍芯3B1500
龍芯3B1500是國(guó)產(chǎn)商用32納米8核處理器,最高主頻可達(dá)1.5GHz,支持向量運(yùn)算加速,最高峰值計(jì)算能力達(dá)到192GFLOPS,具有很高的性能功耗比。龍芯3B1500主要用于高端桌面計(jì)算機(jī)、高性能計(jì)算機(jī)、高性能服務(wù)器、數(shù)字信號(hào)處理等領(lǐng)域。
主頻1.2GHz-1.5GHz
微體系結(jié)構(gòu)集成8個(gè)64位超標(biāo)量處理器核,每個(gè)處理器核具有如下特點(diǎn):
支持MIPS64指令集及龍芯擴(kuò)展指令集;
9級(jí)超流水線結(jié)構(gòu);
四發(fā)射亂序執(zhí)行結(jié)構(gòu);
2個(gè)定點(diǎn)單元、2個(gè)浮點(diǎn)單元和1個(gè)訪存單元;
每個(gè)浮點(diǎn)單元支持256位向量運(yùn)算;
采用交叉開(kāi)關(guān)進(jìn)行核間互連;
通過(guò)HT接口進(jìn)行片間可伸縮互連
高速緩存64KB私有一級(jí)指令cache和數(shù)據(jù)cache
128KB私有二級(jí)cache
8個(gè)處理器核共享8MB的三級(jí)cache
內(nèi)存控制器集成兩個(gè)72位DDR2/3控制器,支持ECC校驗(yàn)
高速I/O集成兩個(gè)HyperTransport2.0控制器
其它I/O集成PCI控制器以及LPC、SPI、UART、GPIO等I/O控制器
制造工藝32nmCMOS工藝
封裝40mm*40mmBGA封裝,1121個(gè)引腳,與龍芯3A功能引腳兼容,電源引腳部分有差異
功耗30W@1.2GHz典型工作模式
40W@1GHz向量工作模式
產(chǎn)品意義
有了龍芯,我們可以開(kāi)發(fā)自己的服務(wù)器、路由器,甚至軍工產(chǎn)品。
世界工廠的困惑
眾所周知,中國(guó)目前已經(jīng)成為名副其實(shí)的“世界工廠”,到過(guò)“珠三角”、“長(zhǎng)三角”的讀者,特別是在此兩地工廠工作過(guò)的應(yīng)該有切身感受。眾多外資企業(yè)將生產(chǎn)過(guò)程的低端部分----主要是加工和組裝環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)移到中國(guó),這些低端環(huán)節(jié)耗費(fèi)勞動(dòng)力多,勞動(dòng)強(qiáng)度大,但附加值很低。
電腦業(yè)界赫赫有名的羅技鼠標(biāo),生產(chǎn)工廠設(shè)在蘇州,每年向美國(guó)運(yùn)送2000萬(wàn)個(gè)貼著“中國(guó)制造”標(biāo)簽的鼠標(biāo),每只在美國(guó)的售價(jià)約為40美元。在這一價(jià)格中,羅技拿8美元,分銷商和零售商拿15美元,另外14美元進(jìn)入零部件供應(yīng)商的腰包,中國(guó)從每只鼠標(biāo)中僅能拿到3美元,而且工人工資、電力、交通和其他開(kāi)支全都包括在這3美元里!
站在電子愛(ài)好者角度看,鼠標(biāo)的制造有何難?難就難在羅技能將小小鼠標(biāo)產(chǎn)業(yè)做得這么大,關(guān)鍵在于其知識(shí)產(chǎn)權(quán)和品牌。說(shuō)得極端一點(diǎn),小小的CPU芯片,動(dòng)輒成百上千甚至上萬(wàn)元一顆,其主要材料無(wú)非是一點(diǎn)金屬和可從沙子中提煉的硅,但是不掌握CPU設(shè)計(jì)技術(shù)、芯片制造技術(shù),我們又能有何選擇?
對(duì)PC產(chǎn)業(yè)來(lái)講,包括聯(lián)想、方正這樣的大企業(yè)利潤(rùn)也是相當(dāng)?shù)偷模饕蚓褪俏覀冑I別人的芯片來(lái)組裝,只是一個(gè)組裝工廠而已。而且,在國(guó)際CPU巨頭AMD與英特爾的明爭(zhēng)暗斗中,中國(guó)PC廠商無(wú)論怎樣都掩蓋不了“看他人臉色”的尷尬處境,既要哄著占有份額優(yōu)勢(shì)的英特爾,又不敢得罪價(jià)格占優(yōu)的AMD,而這一切都緣于我們無(wú)“芯”可挑大梁,緣于中國(guó)PC業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)沒(méi)有占據(jù)技術(shù)的制高點(diǎn)。
“龍芯”的市場(chǎng)前景
進(jìn)口一顆服務(wù)器用的CPU芯片(至強(qiáng)MP)價(jià)格高達(dá)幾萬(wàn)元,占到服務(wù)器成本的70%以上,據(jù)統(tǒng)計(jì),光進(jìn)口芯片國(guó)外大公司每年就能從中國(guó)賺走一百多億美元。如果“龍芯”可以替代,市場(chǎng)前景不可限量。
為了促使“龍芯”能盡快得到整機(jī)制造企業(yè)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)企業(yè)的應(yīng)用,使其順利進(jìn)入產(chǎn)業(yè)鏈,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化,國(guó)內(nèi)MII-MS嵌入式軟件實(shí)驗(yàn)室為“龍芯二號(hào)”CPU開(kāi)發(fā)面向的BSP軟件支持包,使“龍芯”能支持微軟公司的WindowsCE這一嵌入式操作系統(tǒng)。“龍芯2號(hào)”電腦亮相國(guó)際市場(chǎng),基于Linux,含40GB硬盤(pán)、256MB內(nèi)存,具有上網(wǎng)、收發(fā)郵件、辦公文本處理、音視頻播放等基本功能,相當(dāng)于1GHz的奔3臺(tái)式機(jī),售價(jià)僅150美元。但僅僅只有低價(jià)是不夠的。CPU的產(chǎn)業(yè)鏈非常長(zhǎng),并不是說(shuō)做出了一個(gè)產(chǎn)品馬上就可以形成一個(gè)產(chǎn)業(yè),就能夠大量的賣出去。它需要操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件、硬件設(shè)計(jì)的配合。產(chǎn)業(yè)化的主要手段就是建立產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,在北京有龍芯公司,在重慶、江蘇、廣東等地都有“龍芯“的基地。“龍芯”的應(yīng)用不僅僅限于電腦,對(duì)國(guó)防工業(yè),網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、路由器、游戲機(jī),特別在中國(guó)廣大的消費(fèi)市場(chǎng)有著廣闊的發(fā)展前景。
龍芯讓人人都用得起電腦,當(dāng)初龍芯一個(gè)研發(fā)宗旨是信息化要為廣大人群服務(wù),因此龍芯一直注重在低成本方面的突破。雖然電腦價(jià)格越來(lái)越低,但是對(duì)于廣大的中國(guó)市場(chǎng)來(lái)說(shuō),仍然太貴,特別是農(nóng)村和西部市場(chǎng)。龍芯電腦的推出為填平數(shù)字鴻溝提供了可能性,有廣闊的前景。
研發(fā)
保衛(wèi)國(guó)家信息安全的必經(jīng)之路
在如今的芯片市場(chǎng)上,國(guó)際巨頭壟斷,自主研發(fā)可謂困難重重。胡偉武告訴記者,研發(fā)“龍芯”的初衷就是要打破國(guó)際壟斷。
在胡偉武看來(lái),高性能通用CPU不是一般的集成電路,它是信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)部件,也是武器裝備的核心器件。它對(duì)國(guó)家安全都有著極其重要的戰(zhàn)略意義??墒?,當(dāng)前國(guó)際的芯片市場(chǎng)受到重重壟斷,包括技術(shù)壟斷、知識(shí)產(chǎn)權(quán)壟斷、市場(chǎng)壟斷等等。
“我們現(xiàn)在面臨的狀況和老一輩科學(xué)家創(chuàng)造兩彈一星時(shí)有所不同:那個(gè)時(shí)候我們是在封鎖的情況下打破封鎖,而今天我們是在開(kāi)放的情況下打破壟斷。”胡偉武向記者分析道。
據(jù)記者了解,龍芯項(xiàng)目最初由中國(guó)科學(xué)院發(fā)起,而這個(gè)項(xiàng)目發(fā)起的初衷就是要面向國(guó)家戰(zhàn)略需求、面向國(guó)際科技的前沿。因此,龍芯的誕生就是要保障國(guó)家信息安全、支撐信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
缺乏信心成最大難題
所謂的“缺乏信心”并不是龍芯研發(fā)團(tuán)隊(duì)的自信缺失,而是在國(guó)際巨頭只手遮天的產(chǎn)業(yè)形勢(shì)下,外界輿論所表現(xiàn)出的對(duì)龍芯的信心不足。
胡偉武在采訪中告訴記者,幾年來(lái),龍芯發(fā)展的過(guò)程可以分為不同的階段。每個(gè)階段,龍芯所面對(duì)的困難在都各有不同,但貫穿始終的最大困難就是外界對(duì)龍芯研發(fā)的質(zhì)疑態(tài)度。
2001年到2002年是龍芯從無(wú)到有的階段。那個(gè)時(shí)候,可以說(shuō),我國(guó)業(yè)界對(duì)芯片技術(shù)一無(wú)所知,而且沒(méi)有人可以請(qǐng)教,一切都要從零開(kāi)始。當(dāng)時(shí),胡偉武帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員去國(guó)外請(qǐng)專家、請(qǐng)老師授課。這一時(shí)期,很多人都質(zhì)疑中國(guó)到底要不要自己做芯片——國(guó)外大企業(yè)每年投入幾十億美元,有幾千人的研發(fā)隊(duì)伍,而龍芯研發(fā)團(tuán)隊(duì)只有幾十人,經(jīng)費(fèi)也只有幾千萬(wàn)而已,如何做出高性能CPU呢?直到龍芯一號(hào)誕生,胡偉武和他的團(tuán)隊(duì)采用用事實(shí)證明了中國(guó)人有能力做自己的通用CPU。
第二個(gè)階段,是從2003年到2005年,這是個(gè)技術(shù)持續(xù)追趕的階段。雖然龍芯已經(jīng)解決了能不能做、要不要做的問(wèn)題,但當(dāng)時(shí)龍芯芯片的各方面性能還都與國(guó)際水平相去甚遠(yuǎn)。所以,又有很多人跳出來(lái)質(zhì)疑龍芯能不能做好?“屋漏偏逢連夜雨”:恰好2004--2005年間又發(fā)生了“漢芯”造假事件。于是,輿論導(dǎo)向也就看似很“自然”地開(kāi)始懷疑龍芯是假的了。
而實(shí)際上,龍芯從2003年到2005年,經(jīng)歷3年的時(shí)間,平均每年性能提高3倍,到“十五”末的時(shí)候達(dá)到當(dāng)時(shí)中低檔國(guó)際主流芯片的性能,做到初步可用。打贏了“能不能做好”這場(chǎng)“戰(zhàn)役”。
初步涉水產(chǎn)業(yè)化
進(jìn)程第三個(gè)階段,是從2006年到2009年。這3年,是龍芯芯片技術(shù)進(jìn)一步改進(jìn)和產(chǎn)業(yè)化探索的階段。盡管在技術(shù)上取得了突破、在部分性能指標(biāo)上也已經(jīng)達(dá)到了世界先進(jìn)水平,但是龍芯產(chǎn)品是不是能賣得出去、有沒(méi)有用,又成為了擺在龍芯人面前的又一難題。
胡偉武認(rèn)為,龍芯的產(chǎn)業(yè)化,不是傳統(tǒng)意義上一個(gè)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化,也不是一條產(chǎn)業(yè)鏈的建設(shè),而是自主可控的信息產(chǎn)業(yè)體系的建設(shè)。在這方面,當(dāng)時(shí)還沒(méi)有任何經(jīng)驗(yàn)。
據(jù)了解,解放初期,國(guó)家通過(guò)政策性規(guī)劃完成了工業(yè)產(chǎn)業(yè)體系的建設(shè)。但在市場(chǎng)如此開(kāi)放的今天,以企業(yè)為主體來(lái)建設(shè)一個(gè)產(chǎn)業(yè)體系,龍芯還是第一個(gè)。當(dāng)時(shí),龍芯用了幾年的時(shí)間在江蘇建立了產(chǎn)業(yè)基地,嘗試與一些企業(yè)合作逐漸掌握市場(chǎng)運(yùn)行的規(guī)律,積累經(jīng)驗(yàn),在一些行業(yè)和領(lǐng)域也取得了很多突破。例如,2009年年底江蘇省政府采購(gòu)了15萬(wàn)套龍芯筆記本,目前已經(jīng)成功地在江蘇省中小學(xué)完成了6萬(wàn)套的布點(diǎn)。
從2010年起,龍芯正式以公司的形式運(yùn)行,開(kāi)始了正真正意義上的規(guī)模產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。這個(gè)階段,龍芯能不能走向規(guī)模產(chǎn)業(yè)化又成了外界輿論最大的疑慮。當(dāng)然,這個(gè)問(wèn)題也得通過(guò)實(shí)踐來(lái)回答。而對(duì)于龍芯來(lái)說(shuō),這個(gè)階段最大的困難便是科研與應(yīng)用如何良好的結(jié)合。
龍芯產(chǎn)業(yè)化影響深遠(yuǎn)
胡偉武說(shuō),龍芯芯片的研發(fā)成功在我國(guó)計(jì)算機(jī)發(fā)展史上具有里程碑式的意義,是我國(guó)研制自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能通用CPU的典范之作,將為國(guó)家安全和國(guó)防事業(yè)發(fā)揮重大的、不可替代的作用。
首先,龍芯的研發(fā)成功是增強(qiáng)了國(guó)人的自信心,向世界證明了中國(guó)人也可以自己做芯片?,F(xiàn)在,龍芯已經(jīng)被寫(xiě)入九年制義務(wù)教育的教科書(shū),記錄了龍芯歷史性貢獻(xiàn)。另外,龍芯也被寫(xiě)入普通高等教育《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》教材,在講計(jì)算機(jī)文化時(shí),龍芯已經(jīng)和Intel一樣,成為了授課內(nèi)容。
其次,龍芯對(duì)于國(guó)家安全保障的作用也得到了充分體現(xiàn)。龍芯開(kāi)始進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化伊始,就面向國(guó)家的信息安全需要,這是龍芯最根本的使命。到目前為止,龍芯在安全領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)全面展開(kāi)?!?/p>
再其次,是龍芯對(duì)整個(gè)信息產(chǎn)業(yè)的支撐作用。通用CPU就好比工業(yè)的鋼鐵、石油。沒(méi)有鋼鐵和石油,工業(yè)就談不上存在。信息產(chǎn)業(yè)也一樣——沒(méi)有自主的CPU,就談不上信息產(chǎn)業(yè)體系。但是,CPU與鋼鐵、石油還有不同之處,就在于它的創(chuàng)新性要求很強(qiáng)。而且,它是一個(gè)很龐大的體系。另外,CPU非常依賴產(chǎn)業(yè)內(nèi)的“生態(tài)環(huán)境”,同時(shí)又可以控制這個(gè)“生態(tài)環(huán)境”。如今,我國(guó)80%的信息產(chǎn)業(yè)都是建立在他人的芯片平臺(tái)基礎(chǔ)上的,而龍芯的誕生,特別是龍芯正在進(jìn)行的規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的建設(shè),將為我國(guó)自主可控的信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到了強(qiáng)有力的支撐作用。
未來(lái)展望
中國(guó)工程院院士、聯(lián)想漢卡發(fā)明人倪光南指出:IT核心技術(shù)的掌握關(guān)系到國(guó)家的信息安全,因此,IT核心技術(shù)中國(guó)非做不可。
一位網(wǎng)友在搜狐博客網(wǎng)上這樣寫(xiě)到:很希望看到中國(guó)自己的CPU,不管它的性能怎樣,只要它上市,我就會(huì)買。身為開(kāi)發(fā)人員,能夠深深地理解作為中國(guó)的開(kāi)發(fā)人員所擔(dān)負(fù)的歷史責(zé)任。雖然沒(méi)有機(jī)會(huì)加入到CPU的開(kāi)發(fā)中,那就在他們辛勤工作的時(shí)候默默支持吧!多么樸實(shí)的言語(yǔ),但展現(xiàn)的卻是國(guó)人高昂的愛(ài)國(guó)激情!
“龍芯”的問(wèn)世不僅僅在于中國(guó)自主研發(fā)出了自己的CPU產(chǎn)品,其更深層次的意義在于它穿透了困擾在中國(guó)科技人員心中的一團(tuán)迷霧,憑借著自身的技術(shù)研發(fā)實(shí)力,中國(guó)同樣可以自己研發(fā)生產(chǎn)出被國(guó)外壟斷的產(chǎn)品。目前有不少年輕人,對(duì)國(guó)貨表現(xiàn)出一貫的不信任,尤其數(shù)碼產(chǎn)品等。日本人就很善于引進(jìn)外國(guó)技術(shù),然后學(xué)習(xí)、模仿、創(chuàng)新,中國(guó)人同樣也有這種精神。中國(guó)既然可以在艱難條件下研發(fā)兩彈一星,在航天領(lǐng)域與美國(guó)、歐洲并肩前進(jìn),那么在芯片研制領(lǐng)域也一定可以做到!
“龍芯”是我們自己的孩子,我們要用心去愛(ài)護(hù)他。雖然他現(xiàn)在還不如Intel,但至少目前還沒(méi)有幾個(gè)國(guó)家能夠生產(chǎn)出這種暫時(shí)不如Intel的芯片!這就是我們的驕傲!回想霍元甲時(shí)代,作為香港特區(qū)一位電子工作者,筆者再次感慨萬(wàn)千。我們是龍的傳人,堅(jiān)信“龍芯”的成功是必然的!我們期待著“龍芯”帶給我們更多、更大的驚喜!
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