2023年4月8日上午，有幸參加了龍芯中科在河南鶴壁舉辦的信息技術(shù)自主創(chuàng)新峰會(huì)。

會(huì)上，龍芯正式發(fā)布了新一代龍芯3D5000服務(wù)器處理器，標(biāo)志著龍芯中科在服務(wù)器CPU領(lǐng)域進(jìn)入國內(nèi)領(lǐng)先行列。

龍芯3D5000首次使用小芯片(chiplet)技術(shù)，將兩顆龍芯3C5000整合封裝在一起，取得了32核心、64MB三級(jí)緩存、八通道DDR4內(nèi)存的高規(guī)格，四路可達(dá)128核心，而且是百分百自主的LoongArch指令集架構(gòu)，無需國外授權(quán)。

峰會(huì)上，龍芯中科公司董事長胡偉武重點(diǎn)介紹了龍芯CPU的技術(shù)和產(chǎn)品布局，以及未來規(guī)劃。

一起來深入了解下！

胡偉武表示，龍芯CPU的主要特點(diǎn)是“一個(gè)唯一、三個(gè)不同”。

龍芯CPU是國內(nèi)唯一基于自主指令系統(tǒng)構(gòu)建、獨(dú)立于Wintel/AA的開放信息技術(shù)體系，和國內(nèi)多數(shù)企業(yè)直接購買國外商業(yè)IP進(jìn)行芯片設(shè)計(jì)、基于x86/Arm指令系統(tǒng)融入國外信息技術(shù)體系、依賴境外先進(jìn)工藝提升性能的做法，是完全不同的。

目前，龍芯CPU的主要IP核，都是自主研發(fā)。

其中，硬IP包括寄存器，以及內(nèi)存、HT總線、PCIe/SATA/USB、網(wǎng)絡(luò)等等的物理層，并適配從130nm到12nm等不同制造工藝。

軟IP則包括CPU內(nèi)核、GPU圖形核心、加解密算法，以及存儲(chǔ)、總線、網(wǎng)絡(luò)、音頻、工業(yè)等各種接口。

龍芯CPU的產(chǎn)品布局分為三大系列：

龍芯1號(hào)是MCU(微控制器)，專門面向嵌入式應(yīng)用。

龍芯2號(hào)是SoC(片上系統(tǒng))，面向工控、終端應(yīng)用，又可以細(xì)分為龍芯2K1000LA、龍芯2K2000、龍芯2K3000三大平臺(tái)，目前分別使用40nm、28nm、12nm工藝，同時(shí)結(jié)合具體引用，還可以定制專用的SoC。

龍芯3號(hào)是CPU(通用處理器)，面向桌面和服務(wù)器應(yīng)用，也是多數(shù)人更熟悉的，搭配自研橋片(芯片組)形成雙芯片的解決方案。

該系列已經(jīng)演進(jìn)了三代，第一代是龍芯3A1000、龍芯3B1500，第二代是龍芯3A2000、龍芯3A3000，第三代則是龍芯3A4000、龍芯3A5000、龍芯3C5000。

胡偉武表示，龍芯CPU的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)基本原則是先提高單核性能，再增加核心數(shù)；先優(yōu)化設(shè)計(jì)，再結(jié)合先進(jìn)工藝提高性能，有些類似Intel當(dāng)初的Tick-Tock策略，交替升級(jí)工藝和架構(gòu)。

經(jīng)過20多年的發(fā)展，龍芯CPU的單核性能已經(jīng)達(dá)到國際主流水平。

在服務(wù)器領(lǐng)域，龍芯CPU提升單核性能的同時(shí)，結(jié)合多核、多線程、高速互連、先進(jìn)封裝等技術(shù)，快速形成系列化、強(qiáng)競爭力的產(chǎn)品布局。

2010年到2020年這十年，可以說是龍芯的“補(bǔ)課”時(shí)間，全力提升架構(gòu)和單核性能。

在此期間，龍芯用同一款產(chǎn)品適配桌面、筆記本、服務(wù)器的不同需求，即便被客戶和市場評(píng)價(jià)性能太低也堅(jiān)持一步一個(gè)腳印地走下去。

在完成了足夠的性能積累之后，龍芯開始全面布局服務(wù)器、桌面、移動(dòng)終端等各個(gè)領(lǐng)域，針對(duì)性地推出不同產(chǎn)品，逐步枝繁葉茂。

在服務(wù)器領(lǐng)域，龍芯3D5000發(fā)布之后，龍芯將先后推出龍芯3C6000/3D6000，延續(xù)龍芯5000系列的12nm工藝，內(nèi)核升級(jí)為LA664，前者原生16核心32線程，后者雙芯封裝組成32核心64線程。

再往后的2024-2025年，我們將看到龍芯3D7000/3E7000，仍舊是LA664架構(gòu)核心，但升級(jí)制造工藝，分別達(dá)到32核心64線程、64核心128線程！

桌面領(lǐng)域，接下來將分別是龍芯3A6000/3B6000、龍芯3A7000/3B7000，與服務(wù)器端的同系列產(chǎn)品同工藝、同架構(gòu)，只是核心數(shù)等規(guī)格略低一些。

龍芯2號(hào)家族后續(xù)將陸續(xù)迎來龍芯2K3000、龍芯2P0500、龍芯2K0300，龍芯1號(hào)家族則會(huì)有新的LS1系列，詳情暫未披露。

龍芯3號(hào)系列在不同領(lǐng)域采用不同的內(nèi)存通道設(shè)計(jì)，其中在服務(wù)器上是單片四通道內(nèi)存、雙片整合封裝組成八個(gè)內(nèi)存通道。

下一代龍芯3C6000將在片內(nèi)集成PCIe高速通道，從而提升芯片間互連帶寬，龍芯3D6000會(huì)同步推出。

龍芯3D7000單芯片設(shè)計(jì)，核心數(shù)量24-32個(gè)，四個(gè)內(nèi)存通道。龍芯3E7000雙芯片封裝，規(guī)格翻番，核心數(shù)量達(dá)到48-64個(gè)，八個(gè)內(nèi)存通道。

在桌面上則是雙通道內(nèi)存，下一代龍芯3A6000仍然是4核心，主頻首次達(dá)到2.5GHz，搭配龍芯7A2000橋片，大幅提升性價(jià)比，今年上半年會(huì)流片回來，將會(huì)提供樣品給合作伙伴，預(yù)計(jì)大批量的出貨將在明年。

根據(jù)龍芯此前公布的白皮書，龍芯3A6000的性能評(píng)估比現(xiàn)在的龍芯3A5000提升多達(dá)40-60%，同時(shí)硅片面積減少10%，設(shè)計(jì)水平可對(duì)標(biāo)AMD Zen2。

之后的龍芯3B6000，將首次采用大小核架構(gòu)，同時(shí)集成GPU圖形核心、PCIe控制器等，而與之搭配的下一代橋片龍芯7A3000，將成為一個(gè)“弱南橋”，因?yàn)樗腍T總線、GPU圖形核心、顯存接口等模塊，都將轉(zhuǎn)移到CPU內(nèi)部。

在筆記本上是單通道內(nèi)存，主打的將是龍芯2K2000、龍芯2K3000等單片方案(也用于工控領(lǐng)域)。

龍芯2號(hào)家族中，龍芯2K2000在去年12月中旬官宣流片成功，并完成初步功能調(diào)試、性能測(cè)試，達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。

它采用28nm工藝，并且是境內(nèi)外同步進(jìn)行，境外是FD-SOI(全耗盡型絕緣層上硅)技術(shù)，境內(nèi)則是體硅技術(shù)，支持USB3.0。

龍芯2K1500可以視為它的一個(gè)變種版本，今年年初流片成功，集成兩個(gè)LA264核心，主頻1.0GHz，支持DDR3、PCIe3.0、SATA3.0，典型工作場景下功耗不高于2.8W。

還有龍芯2K0300面向嵌入式，龍芯2P0600專用于打印機(jī)。

下一代的龍芯2K3000，將升級(jí)到12nm工藝平臺(tái)，集成八個(gè)LA364CPU核心、LG200GPGPU圖形核心，總線升級(jí)支持PCIe4.0。

龍芯1號(hào)家族在2022年經(jīng)歷了一次調(diào)整，從早起的SoC、MCU兩種類型改為全部做MCU，更加專一。

龍芯1C102、龍芯1C103已經(jīng)在去年底流片成功，均采用LA132內(nèi)核，其中前者主要面向智能家居、其他物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，比如智能門鎖類產(chǎn)品、電動(dòng)助力車、跑步機(jī)等。

后者主要面向電機(jī)驅(qū)動(dòng)類物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，比如筋膜槍、修枝機(jī)、電鋸、電扳手、跳繩機(jī)、風(fēng)扇、汽車電子等。

下一步將是龍芯1C201，是一款高性能的MCU，詳情未知，但看編號(hào)就知道提升幅度，架構(gòu)自然是全新的。

另外還有龍芯1D100，主要面向流量表解決方案。

目前，龍芯中科自主的LoongArch指令集架構(gòu)，從小巧的龍芯1C103，到龐大的龍芯3D5000，已經(jīng)形成了完整的系列化產(chǎn)品。

有了好的硬件，更要有好的軟件，才能協(xié)同釋放性能，便于落地商用。

為此，龍芯設(shè)計(jì)了不同的基礎(chǔ)版操作系統(tǒng)，便于客戶二次部署，完成基礎(chǔ)軟件體系建設(shè)，包括桌面的Loongnix_Desktop，服務(wù)器的Loongnix_Server，工控嵌入式的Loongnix_Embedded、LoongOS、LoongWorks。

其中在嵌入式領(lǐng)域，Loongnix_Embedded是基于桌面版深度定制，進(jìn)行簡化、實(shí)時(shí)化，可以跟隨Linux技術(shù)路線，擁有海量軟件生態(tài)支持。

LoongOS參照開源社區(qū)Yocto自主研發(fā)，LoongWorks則基于vxWorks深度定制開發(fā)，達(dá)到了相當(dāng)于DOS到Windows的飛躍。

在基礎(chǔ)軟件、應(yīng)用軟件的生態(tài)建設(shè)上，龍芯采取了二進(jìn)制翻譯的做法，實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)兼容，打印機(jī)、瀏覽器、辦公與日常軟件、游戲等等都可以移植。

在歷史上，Linux桌面還沒有成功先例，IBM、Ubuntu都嘗試又失敗了，而龍芯的Linux桌面生態(tài)已經(jīng)局部超過x86、Arm，預(yù)計(jì)到2023年底可以全面超過！

最后簡單說說大家非常關(guān)心的制造工藝問題。

如今，國際(主要是美國)的半導(dǎo)體工藝依然處于絕對(duì)領(lǐng)先，而且優(yōu)勢(shì)巨大，但我們也要看到，先進(jìn)工藝的發(fā)展正在放緩，所帶來的效益提升也越來越小，摩爾定律漸漸失去了魔力，包括成本越來越高、功耗越來越高等等，不得不通過各種新的封裝工藝彌補(bǔ)。

我國自主工藝還落后太多，但近些年取得了長足進(jìn)步，可以基本滿足自主CPU的需求。

其中，28nm可滿足所有工控應(yīng)用需求，14nm工藝已經(jīng)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定量產(chǎn)，可滿足所有生產(chǎn)辦公類信息化應(yīng)用需求，5nm刻蝕機(jī)也有了。

經(jīng)過20年的發(fā)展和積累，龍芯已經(jīng)在2021年基本完成了自主CPU處理器和OS系統(tǒng)的“補(bǔ)課”工作，CPU性能達(dá)到市場主流水平，而且推出了自主的LoongArch龍架構(gòu)指令集，基本完成了基礎(chǔ)軟件技術(shù)體系(接下來就是軟件應(yīng)用體系的建設(shè))。

“十四五”期間，龍芯將努力完成“三個(gè)轉(zhuǎn)變”，包括從技術(shù)“補(bǔ)課”到生態(tài)建設(shè)，從政策性市場到開放市場，從跟隨發(fā)展到自主發(fā)展！

胡偉武表示，當(dāng)前，龍芯已經(jīng)開啟了生態(tài)建設(shè)的新征程，構(gòu)建與Wintel體系和AA體系“三足鼎立”的自主信息體系新格局，而信創(chuàng)替代一定要做到體系替代，只有從指令系統(tǒng)層面的獨(dú)立創(chuàng)新，才是真正的自主。

2022年，鶴壁市和龍芯中科達(dá)成全面戰(zhàn)略合作協(xié)議，以龍芯中科為龍頭、龍芯產(chǎn)業(yè)鏈為核心，吸引龍芯產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈上下游企業(yè)聚集，打造“全場景+一基地+五中心”的龍芯生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈，促進(jìn)鶴壁信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

本次峰會(huì)上，還舉辦了龍芯生態(tài)產(chǎn)業(yè)園集中簽約儀式，16家產(chǎn)業(yè)鏈代表性企業(yè)進(jìn)行集中簽約，合力助推全國信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

共勉！