龙架构(LoongArch)从顶层架构,到指令功能等全部自主设计,无需国外授权,得到了上百个与指令系统相关的国际软件开源社区的支持,得到了统信、麒麟、欧拉、龙蜥、鸿蒙等操作系统的支持,得到了WPS、微信、QQ、钉钉、腾讯会议等基础应用的支持,已形成与X86、ARM等并列的基础软件生态。

处理器是中国芯片行业被卡脖子最深的赛道,也是国家信息安全最重要的保障。11月28日,龙芯中科在北京发布了新一代国产CPU——龙芯3A6000。龙芯3A6000采用我国自主设计的指令系统和架构,无需依赖任何国外授权技术,是我国自主研发、自主可控的新一代通用处理器,可运行多种类的跨平台应用,满足各类大型复杂桌面应用场景。

图源:人民日报

据悉,这款处理器具有完全自主、技术先进、兼容生态三方面特点,从整个架构的顶层规划,到各部分的功能定义,再到细节上每条指令的编码、名称、含义,在架构上进行自主重新设计,具有充分的自主性。龙芯3A6000的发布,意味着中国在突破西方的封锁方面又有了重大突破,让中国真正拥有“中国芯”。

100%自新一代龙芯处理器

20年前,龙芯1号处理器面世,基于MIPS授权指令集。

2021年,龙芯中科发布了一款跨时代的产品,也就是龙芯3A5000处理器。这款处理器采用了龙芯自主研发的LoongArch指令集,也就是龙架构,这也是中国历史上首个100%自研的芯片指令集,彻底摆脱了对国外厂商的依赖。

龙芯3A5000首次实现了从指令集、微构架到芯片设计的完全自研,是一款根红苗正的100%纯国产处理器。不过在性能方面,龙芯3A5000与市面上主流的酷睿/锐龙处理器相比还有着非常明显的差距。

2023年8月,龙芯中科推出了龙芯3A6000处理器,这是龙芯第四代微架构的首款产品。

根据中国电子技术标准化研究院赛西实验室测试结果,龙芯3A6000四核处理器在2.5GHz运行频率下,SPEC CPU 2006 base单线程定/浮点分值分别达到43.1/54.6分,SPEC CPU 2006 base多线程定/浮点分值分别达到155/140分,双DDR4-3200内存通道Stream实测带宽超过42GB/s,Unixbench实测分值超7400分。

较上一代龙芯3A5000桌面CPU,龙芯3A6000在相同工艺下单线程性能提升60%以上,全芯片多线程性能成倍提升,为用户带来更极速的性能体验。龙芯中科正在研发的服务器CPU将比上一代16核龙芯3C5000以及32核龙芯3D5000服务器CPU性能成倍提升。

此外,龙芯3A6000进一步完善和提升了软硬协同的二进制翻译水平,可以运行更多跨平台应用,并满足各类大型复杂桌面应用场景。

综合相关测试结果,龙芯3A6000处理器总体性能与Intel公司2020年上市的第10代酷睿四核处理器相当。

据悉,龙架构(LoongArch)从顶层架构,到指令功能等全部自主设计,无需国外授权,得到了上百个与指令系统相关的国际软件开源社区的支持,得到了统信、麒麟、欧拉、龙蜥、鸿蒙等操作系统的支持,得到了WPS、微信、QQ、钉钉、腾讯会议等基础应用的支持,已形成与X86、ARM等并列的基础软件生态。

打破国外垄断局面

截止至2023年一季度最新的X86芯片市场数据:在桌面CPU领域,AMD市场率为19.2%,intel的份额为80.8%;在笔记本电脑/移动设备CPU领域,AMD市场占比为16.2%,intel的份额为83.8%;在服务器CPU领域,AMD市场占比为18%,intel的份额为82%。

GPU领域则主要由英伟达+AMD把持。2023年Q1英伟达的独立显卡(包括AIB合作伙伴显卡)的市场份额达84%,AMD和Intel则分别占比12%、4%。这种市场占有率让其他国家、其他竞争对手感到窒息!

然而,龙芯3A6000这一垄断性市场撕开了一道口子。诚然,龙芯3A6000并非国际最先进处理器,但已经达到了主流水平。同时,龙芯3A6000的发布是我国自主研发的重大成果,也是推动我国信息技术自主创新的重要里程碑。

龙芯中科董事长胡伟武在2023产品发布会上表示,3A6000走出了一条基于成熟工艺、通过设计优化提升性能的技术路径,标志着在相对弱一点的工艺条件下,与英特尔、AMD达到了性能可比,下一步将继续用成熟制程,达到英特尔先进工艺的性能。据介绍,3A6000对标英特尔第十代酷睿处理器,采用四大核、四小核设计,单线程通用处理性能较上一代性能提升60%,多线程提升约一倍。

胡伟武此前在2023年第三季度业绩说明会上曾表示,3C6000完成设计,开展流片交互,处理性能比上一代成倍提高,访存带宽成倍提高,IO性能实现呈数量级提高,支持高性能国密标准加解密算法。胡伟武介绍,公司通过优化设计,硅面积减少了15%~20%左右,成本降低,大幅提升性价比。他重点提及了龙链技术(Loongson Coherent Link),该技术实现片间高速互连。“3C6000是继3A6000之后实现的一项重大突破。”胡伟武指出。

值得一提的是,龙芯中科自2001年成立起就开始了国产CPU的研发和生产,其产品不断迭代升级,目前已经形成了完整的处理器产品矩阵。而龙架构(LoongArch)则是中国自主研发的指令集体系架构,其设计原则是“小步快跑”,逐步实现从指令集到微结构、从微结构到芯片平台的跨越。

此前,在龙芯3A6000处理器推出之际,就受到了国内外的广泛关注和热议。据悉,目前十几家整机/ODM企业将发布基于龙芯3A6000的终端产品,统信软件和麒麟软件也已率先完成了对龙芯3A6000的适配工作,这将进一步推动龙芯芯片的应用和发展。

芯片竞争进入大国博弈深水区

事实证明:当大国博弈进入深水区,花再高的价格都无法买到所需芯片时,一切建立在他国脸色上的科技大厦都成为沙滩上的建筑,一冲就垮了。这一点在最近几年中国芯片产业遭受近乎疯狂式打压事实中一次次得到印证。最近,美国又出台最新的AI芯片出口管控,将迟滞中国在AI领域的进步,特别是在生成式AI这种需要大算力芯片支持的领域。

实际上,跟中国一样,俄罗斯应该感同身受。在俄乌冲突中,俄罗斯被曝拆除洗衣机芯片用于导弹,虽无法证明这一传言的真假,但也从另外一个层面证明芯片对一个国家的重要性。

龙芯作为中国的芯片制造商,逐渐成为俄罗斯科技企业寻求技术独立的理想选择。首先,龙芯CPU在性能上逐渐崭露头角。特别是,即将发布的3A6000系列CPU在性能方面具备竞争力,性能水平可与国际竞争对手相媲美。这使得龙芯CPU成为了俄罗斯考虑采购的理想选择,尤其是在满足国内计算需求方面。

近日,根据俄媒cnews报道,ALT Linux现在已经正式加入对龙芯处理器的适配,支持龙芯 3A5000、龙芯 3A6000 等 CPU,得益于龙芯 CPU 出口限制已经被解除,俄罗斯相关部门可以采购这些 CPU 来取代 AMD 和英特尔的产品。

据悉,ALT Linux 是俄罗斯公司 Basalt SPO 开发的一款国产操作系统,基于 KDE Plasma 及 xfce 桌面环境构建,在设计风格上有点类似微软 Windows。而Basalt SPO 的开发团队非常高效,只花了 9 个月时间,就让 Alt Linux 系统适配了龙芯处理器的 LoongArch 架构。

可以说,俄罗斯采购龙芯CPU的决策为解决龙芯的生态问题提供了新的契机。通过采购龙芯CPU并将其应用于数据存储系统、服务器和电脑等领域,俄罗斯将与龙芯合作建设生态系统。

然而,龙芯3A6000这一技术成果的取得并非偶然。其中,尤其要铭记在2023年4月20日去世的科研老前辈黄令仪,其被冠以“龙芯之母”。她那句“我这辈子最大的心愿,就是匍匐在地,擦干祖国身上的耻辱!”,让人动容。大国竞争,就是要真正解决硬科技短板,才能在未来竞争中实现自立、自主、自强!

责编:Jimmy.zhang
  • 3A6000是4核心;
    3B6000是8核心(四大核、四小核);
    3C6000是16核心;
    3D6000是32核心(2枚3C6000祼片Chiplet封装);
    3E6000是64核心(4枚3C6000祼片Chiplet封装);
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    原文表述不严谨:“3A6000对标英特尔第十代酷睿处理器,采用四大核、四小核设计”
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