龙芯3号系列
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龙芯3号系列处理器片内集成多个64位处理器核以及必要的存储和I/O接口，面向高端嵌入式电脑、桌面、伺服器等应用[1]。目前，除了龙芯3B1000和3B1500处理器为8核，其他的龙芯3号处理器均为4核。龙芯3C5000处理器会将处理器核数提高到16。龙芯3号处理器的微结构分为GS464、GS464E、GS464v以及GS464V（GS464EV）。龙芯3号系列处理器使用了基于层次化目录的缓存一致性协议，可以在相对较低的功耗下达到较高的峰值性能[2]。
| 推出公司 | 龙芯中科 |
|---|---|
| 设计公司 | 龙芯中科 |
| 生产商 | |
| 字节序 | 小端序 |
| 微架构 | GS464 GS464E GS464V |
| 指令集架构 | MIPS64 LoongISA |
| 制作工艺/制程 | 65 nm 至 28 nm |
| 核心数量 | 4-16 |
| CPU主频范围 | 800 MHz 至 2.4 GHz（经过超频） |
| HyperTransport速率 | 800 MHz 至 2.4 GHz |
| 应用平台 | 桌面，伺服器，超级计算机，工控机，嵌入式，教育 |
晶片
龙芯3A1000
龙芯3A1000是中华人民共和国首个四核CPU晶片[3]，主频800MHz-1GHz。实现了x86二进制翻译加速指令。直到现在龙芯3A1000还在工控领域中被运用。
龙芯3B1000
龙芯3B1000由核高基项目课题“高性能多核CPU研发与应用”支持，其向量微架构GS464v将GS464的的浮点部件和浮点寄存器堆替换为2个256位的向量处理部件和1个128x256位的向量寄存器堆，使龙芯3B1000在1GHz下的峰值双精度浮点计算能力达到128GFlops。在龙芯3B1000处理器中，实现了300多条专用的向量处理指令。晶片面积300mm²，晶体管数目接近6亿。
龙芯3B1500
龙芯原本计划推出一款16核的龙芯3C处理器，后来由于战略调整而取消，缩水成8核的龙芯3B1500。龙芯3B1500集成了8个四发射乱序执行的64位GS464v处理器核，9级流水线，单晶片双精度浮点计算能力达到192GFlops。龙芯3B1500在2012年1月中旬完成设计并交付流片。后工艺从32nm迁移到28nm，于2013年4月底流片，后因流片不成功恢复到32nm工艺流片，再次改版，于2015年1月底流片。[4][5]
龙芯3A1500
龙芯3A1500是龙芯3A2000的陶封版本，是工业级晶片，采用中芯国际40纳米LL技术流片。
龙芯3A/B2000
龙芯3A2000于2014年11月初交付流片，2015年8月18日正式发布。因采用GS464E微架构 单核通用处理性能相对于3A1000提高了3倍。
龙芯3B2000是龙芯3A2000的多路互联版，主要应用于双路8核以及四路16核伺服器[6]。
龙芯3A/B3000
龙芯3A3000采用GS464E自主微结构设计，主频可达1.5GHz[7]。
和龙芯3A2000相比，除了流片工艺从中芯国际的40纳米提升到意法半导体的28纳米CMOS工艺，处理器的三级cache也从4MB提高到8MB。峰值浮点性能24GFlops。集成72位DDR2/3-1600*2，支持 ECC,综合通用性能和Intel Celeron J1900相当。[8]龙芯中科总裁胡伟武表示，“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用于伺服器的高端处理器、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]
龙芯3A/B4000
龙芯3A/B4000在2019年12月24日发布，综合性能是上一代3A3000的两倍[3][10]。龙芯3A/B4000采用新一代GS464V微架构，集成两个64位DDR4-2400MHz控制器，支持ECC，支持安全可信装置[11]。
龙芯3A/B5000
龙芯下一代高性能晶片3A5000，已在2019年年底流片。龙芯3A5000采用3A4000的处理器微结构GS464V，采用12nm工艺流片，主频提升到2.5GHz。
2021年7月23日，官宣发布，采用LoongArch自主指令系统，4核心，主频为2.3GHz-2.5GHz，使用12nm流片。内部集成2个64位DDR4-3200控制器（支持ECC校验）。据称，在GCC编译环境下运行SPEC CPU 2006的定点、浮点单核Base分值均达到26分以上，四核分值达到80分以上。基于国产操作系统的Unixbench单线程分值达1700分以上，四线程分值达到4200分以上（官方未说明频率）。在保持与上一代引脚兼容的基础上，性能提升50%以上，功耗降低30%以上（官方并未说明具体功耗）[12]。
龙芯3C5000
龙芯3C5000发布于2022年6月6日，是龙芯中科面向伺服器领域的16核通用处理器[13]。龙芯3C5000采用了龙芯自主研发的LoongArch指令架构，其单晶片unixbench分值达9,500以上，双精度计算能力达560GFlops，峰值性能与典型ARM 64核处理器的峰值性能相当[13]。
龙芯3A6000
龙芯3A6000是龙芯第四代微架构的首款处理器[14]。该晶片由龙芯中科于2023年8月流片成功[15]，同年11月28日在北京发布[16]。龙芯3A6000为四核八线程2.5GHz CPU，主频为2.0GHz-2.5GHz，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7,400分[15]。龙芯中科综合相关测试结果，龙芯3A6000处理器总体性能与英特尔于2020年上市的第10代酷睿四核处理器相当[15]，据中国央视新闻报道，该CPU性能达到国际主流产品水平[16]。
| 模式 | base分值 |
|---|---|
| SPECint_base2006 | 43.1 |
| SPECfp_base2006 | 54.6 |
| SPECint_rate_base2006(8copies) | 155 |
| SPECfp_rate_base2006(8copies) | 140 |
| 模式 | 单线程带宽 | 双线程带宽 | 四线程带宽 | 八线程带宽 |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| 模式 | 分值 |
|---|---|
| 1 parallel copy | 2284.5 |
| 8 parallel copies | 7438.4 |
参考文献
- ^ 龙芯中科技术股份有限公司. 龙芯3A6000处理器寄存器使用手册 (PDF). 龙芯中科: 18. 2023-11 [2023-11-28].
- ^ 寒武纪创始人陈云霁：做全球AI芯片领跑者. 新华网. 2018-01-12 [2019-09-09]. （原始内容存档于2020-03-01） （中文）.
- ^ 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]. （原始内容存档于2019-08-21）.
- ^ 龙芯3B1500. [2020-03-01]. （原始内容存档于2020-01-30）.
- ^ Bonito 3c780e Start.S ([email protected]). （原始内容存档于2018-07-02）.
- ^ 我国推出全新一代自主可控处理器“龙芯3B2000”. 军事 - 人民网. 2015-06-25 [2019-09-10]. （原始内容存档于2020-03-01） （中文）.
- ^ 加强软件与应用支撑 “中国芯”亟需拓展“朋友圈”. 人民网. 2017-05-09 [2019-09-10]. （原始内容存档于2020-03-01）.
- ^ 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]. （原始内容存档于2019-11-02）.
- ^ 龙芯中科. [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]. （原始内容存档于2017-01-12）.
- ^ 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]. （原始内容存档于2019-12-28） （中文（中国大陆））.
- ^ 龙芯3A4000 与 龙芯3A3000 的性能比对及宇航芯片介绍. [2020-03-01]. （原始内容存档于2021-09-21）.
- ^ 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]. （原始内容存档于2021-07-23）.
- ^ 13.0 13.1 新喀鸦. 龙芯中科发布龙芯3C5000服务器处理器. TechWeb. 2022-06-07 [2022-06-22]. （原始内容存档于2022-06-07） （中文（中国大陆））.
- ^ 龙芯中科技术股份有限公司. 龙芯3A6000. 龙芯中科. [2023-11-28].
- ^ 15.0 15.1 15.2 龙芯中科研制成功新一代处理器龙芯3A6000. 龙芯中科技术股份有限公司. 2023-08-08 [2023-11-28]. （原始内容存档于2023-11-24）.
- ^ 16.0 16.1 中国国产CPU龙芯3A6000在北京发布. 联合早报. 2023-11-28 [2023-11-28] （中文（简体））.
另见
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