龍芯3號系列
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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GS464、GS464E、GS464v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]。
| 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 |
晶片
龍芯3A1000
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
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GS464v將GS464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
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，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
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奈米LL技術流片。
龍芯3A/B2000
龍芯3A2000於2014年11月初交付流片，2015年8月18日正式發布。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是龍芯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
龍芯3A3000採用GS464E自主微結構設計，主頻可達1.5GHz[7]。
和龍芯3A2000相比，除了流片工藝從中芯國際的40奈米提升到意法半導體的28奈米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
龍芯3A/B4000在2019年12月24日發布，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
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，官宣發布，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單執行緒分值達1700分以上，四執行緒分值達到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
龍芯3C5000發布於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
龍芯3A6000是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日在北京發布[16]。龍芯3A6000為四核八執行緒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單執行緒定/浮點分值分別達到43.1/54.6分，SPEC CPU 2006 base多執行緒定/浮點分值分別達到155/140分，雙DDR4-3200主記憶體通道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]。
| 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 | 單執行緒頻寬 | 雙執行緒頻寬 | 四執行緒頻寬 | 八執行緒頻寬 |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| 模式 | 分值 |
|---|---|
| 1 parallel copy | 2284.5 |
| 8 parallel copies | 7438.4 |
參考文獻
- ^ 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].
- ^ 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）.
- ^ 3.0 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）.
- ^ 龙芯3B1500. [2020-03-01]. （原始內容存檔於2020-01-30）.
- ^ Bonito 3c780e Start.S ([email protected]). （原始內容存檔於2018-07-02）.
- ^ 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）.
- ^ 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）.
- ^ 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）.
- ^ 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）.
- ^ 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））.
- ^ 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）.
- ^ 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）.
- ^ 13.0 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））.
- ^ 龍芯中科技術股份有限公司. 龙芯3A6000. 龍芯中科. [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. 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）.
- ^ 16.0 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
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