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,面向高端嵌入式计算机、桌面、服务器等应用[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 | |
位元组序 | 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,服务器,超级计算机,工控机,嵌入式,教育 |
芯片
编辑龙芯3A1000
编辑龙芯3A1000是中华人民共和国首个四核CPU芯片[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
编辑龙芯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。芯片面积300mm²,晶体管数目接近6亿。
龙芯3B1500
编辑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,单芯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
编辑龙芯3A1500是龙芯3A2000的陶封版本,是工业级芯片,采用中芯国际40纳米LL技术流片。
龙芯3A/B2000
编辑龙芯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核服务器[6]。
龙芯3A/B3000
编辑龙芯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用于服务器的高端处理器、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
编辑龙芯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,支持安全可信设备[11]。
龙芯3A/B5000
编辑龙芯下一代高性能芯片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
编辑龙芯3C5000发布于2022年6月6日,是龙芯中科面向服务器领域的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,其单芯片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
编辑龙芯3A6000是龙芯第四代微架构的首款处理器[14]。该芯片由龙芯中科于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
编辑- ^ 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 (1.5Ghz@1.35v). (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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