“龙芯3号是什么水平？龙芯3号新一代发布！”

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据龙芯中科总裁、中科院计算技术研究所总工程师、龙芯cpu首席科学家胡伟武博士介绍，龙芯4000系列是第一个全面集成了可靠模块、国内密码算法、访问控制等安全机制的cpu芯片。

也就是说，龙芯4000系列解决方案除了性能大幅提高外，还具有片上安全机制和高效云化的优点。

据介绍，龙芯2019年芯片出货量超过50万个。 未来，龙芯中科将重点提高cpu的主频和核数，3a5000和3c5000两个芯片将分别在年上半年和下半年流转。

▲龙芯中科总裁、中国科学院计算技术研究所总工程师、龙芯cpu首席科学家胡伟武博士

龙芯中科是国产自主高性能通用解决方案技术领导者和产品供应商，搭载龙芯中科cpu的计算机已列入政府采购目录。

龙芯在中科院计算所出生，开发出了中国第一个拥有自主知识产权的通用高性能微解决方案芯片。

cpu芯片长时间被英特尔等海外巨头垄断，龙芯率先推出的龙芯1号、龙芯2号，是打破中国未自主开发cpu芯片的历史，形成中国自主知识产权计算机产业道路的里程碑。

从2001年至今，龙芯开发了龙芯1号、龙芯2号、龙芯3号3个系列解决方案和龙芯桥片系列。

龙芯1号系列是32位低功耗、低价格的倩解器，主要面向低端嵌入和专用应用行业。 龙芯2号系列是64位低功耗单核或双核串解决方案，面向工程和终端等行业。 龙芯3号系列是64位多核系列的解决方案，以桌面和服务器等行业为中心。

今天发布的龙芯3a4000是龙芯3号系列解决方案的最新产品，根据上一代龙芯3a3000的发布，时隔两年。

年，龙芯年收入达到1.5亿元，利润2000多万元，年收入和利润均比年翻一番，利润达到历史最高水平，所交税款已经超过国家对龙芯给予各类补贴的总和。

胡伟武表示，今年上半年龙芯收入超过去年全年，利润为去年全年的1.3倍左右，预计到2021年龙芯交付给国家的税将超过以前所有的研发投入。

龙芯3a4000是龙芯第三代高性能解决方案核心，使用新一代解决方案架构gs464v，具有双ddr4-2400/2133存储器通道，具有双ht3.0系统总线，效率提高两倍

在性能方面，主频率为1.8ghz，涡轮频率为2.0ghz，使用37.5mm*37.5mm的封装工艺，典型的功耗为30-40w。

胡伟武表示，龙芯3a4000主要有三个优点:

1、相同的工艺性能倍增

龙芯3a4000采用28纳米工艺，通过设计优化提高了解决方案的性能，反映了之前流传的台式机性能的spec int2000单核基本得分从930分提高到了2090分。

另外，其科学计算性能比3a3000提高了4倍以上，支持128/256位向量。 3b4000支持4插槽直接连接，与3b3000双插槽服务器相比，4插槽服务器的性能也提高了4倍。

而且，龙芯3a4000的虚拟机效率大幅提高，从以往的88%上升到了98%。 胡伟武表示，单核性能高于14纳米实现的arm解决方案。

2、片上安全机制

核心3a4000支持aes、md5、sha等解密算法，在芯片内集成安全可靠的模块，支持国密算法。

它还支持操作系统内核堆栈保护机制，支持io保护、安全运行环境等访问控制，高性能加密算法的服务能力支持商密和上述算法。

3、自主开发

龙芯3a4000的所有模块源代码和各类定制模块都是自主开发的，除了制造商提供的标准单元库和存储器编译器( memory compiler )以外没有第三方ip。

除此之外，核心3a4000在电力管理和封装方面也有了进一步的改进。

另一方面，第5个核心( gs132e )监视主核心的动作，进行动态的电力消耗管理。 例如，搭载龙芯3a4000的笔记本电脑的工作时间比3a3000提高了2倍以上。

另一方面，核心3a4000的封装尺寸小于3a3000，支持通常的bga、lga、cbga的多种封装形式，台式机主板可以支持4层布线。

值得注意的是，用于核心4000系列芯片间互连和桥接的ht控制器带宽提高了两倍以上，内存控制器从ddr3升级到ddr4，spec cpu2006的定点和浮点得分提高了20分。

但是，胡伟武也指出龙芯4000系列的解决器仍然存在两大问题。

一是ddr4内存的频率不够高。 ddr4规定的费率范围为1600至3200，但龙芯4000系列最高ddr4的就业率为2400/2133，与规定范围还有差距。

二是耗电量大。 其非矢量模式典型功耗为30~40w，第一技术不先进，设计优化极佳，在科学计算环境中采用256位浮点矢量时，建议适当降低电压和频率。

胡伟武说，龙芯的下一步将侧重于提高主频和核数。

另一方面，龙芯3a5000将主频率提高到2.5ghz，使用12nm工艺后，单核性能提高到30分钟左右，计划在年上半年流片。

此外，内存控制器的延迟/宽带得到了进一步优化，llc提高了两倍，实现了操作系统级的二进制兼容性。

另一方面，龙芯3c5000增加核数，同样使用12纳米工艺支持4~16路服务，计划年下半年冲片。

胡伟武表示，目前国内cpu公司快速发展核心技术有两种途径，一是汽车产业等市场交换技术，二是类似航天产业的市场带技术，龙芯中科走的是第二条路。

龙芯中科通过体制内市场的招商引资，在技术进步后，将进一步参与体制外的市场竞争。 并且，龙芯cpu自主编写cpu源代码，在应用中不断发展，重视自主cpu的自主生态建设，逐步提高产品性能和完整的生态。

但是，龙芯的迅速发展至今为中国半导体产业的崛起提供了不可缺少的力量。 但是，胡伟武认为，与国外先进水平相比，中国自主cpu在共同解决能力、单核性能和设计能力三个方面还有很大差距。

“龙芯需要好好练习内部工作，通过优化设计来提高单核共同的解决性能。 ”。 胡伟武表示，3a4000和3b4000基本填补了单核通用解决性能的缺陷，性能提高了2~3倍(约20-30分)，达到了amd的水平。

目前，市场主流cpu用gcc编译的单核得分为20~40分。

胡伟武表示，龙芯的操作系统目前有两种商业和技术模式。

面向专业公司，龙芯面向提供台式机和windows服务器系统的设备公司，龙芯基于基本版开源操作系统维护，支持操作系统、整机、应用软件公司。

实际上，核心正在为三个不同的平台开发合适的操作系统:

1、面向通用新闻化系统的loongnix。 该系统基于通用linux平台进行了完整优化，支持统一操作系统uos龙芯版。

2、面向可靠性高的实时终端的loongos。 该系统基于linux/rt-linux构建了简单高效的操作系统。

3、面向实时嵌入式应用的长工作区。 该系统比较历史应用程序，基于vxworks内核、完整图形、互联网等api。

另一方面，龙芯操作系统比较了不同的硬件和应用，分别提出了两种不同的二进制兼容性。

除此之外，胡伟武还表示，龙芯将进一步统一系统结构，建立标准规范体系，使操作系统实现主板整体兼容性和cpu代间兼容性。

从龙芯3a4000开始，龙芯也将参考设计，全面支持集成系统架构，开发支持acpi板、固件、内核、操作系统的参考设计，以及基于acpi/ec笔记本标准的处理方案。

龙芯中科经过近20年的快速发展，已经成为中国国产自主高性能通用解决器的技术领先者，不仅中国自主开发cpu芯片的历史不足，也是中国形成自主知识产权计算机产业道路的里程碑。

近年来，龙芯的自主cpu和os逐渐成熟。 胡伟武表示，龙芯cpu单核通用解决性能达到amd水平，操作系统成熟度也接近windows xp。

但是，龙芯尚未丰富的应用和产业并不配套，无疑是自主cpu和os未来快速发展道路上的障碍。 未来龙芯将如何完善基础软件环境和配套芯片，推动cpu和操作系统生态的进一步成熟和快速发展，这是非常值得期待的。