龍芯3號系列
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龍芯3號系列處理器片內集成多個64位處理器核以及必要的存儲和I/O接口,面向高端嵌入式計算機、桌面、服務器等應用[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緩存一致性協議,可以在相對較低的功耗下達到較高的峰值性能[2]。
推出公司 | 龍芯中科 |
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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,服務器,超級計算機,工控機,嵌入式,教育 |
芯片
編輯龍芯3A1000
編輯龍芯3A1000是中華人民共和國首個四核CPU芯片[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
編輯龍芯3B1000由核高基項目課題「高性能多核CPU研發與應用」支持,其向量微架構GS464v將GS464的的浮點部件和浮點寄存器堆替換為2個256位的向量處理部件和1個128x256位的向量寄存器堆,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。芯片面積300mm²,晶體管數目接近6億。
龍芯3B1500
編輯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集成了8個四發射亂序執行的64位GS464v處理器核,9級流水線,單芯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
編輯龍芯3A1500是龍芯3A2000的陶封版本,是工業級芯片,採用中芯國際40納米LL技術流片。
龍芯3A/B2000
編輯龍芯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 單核通用處理性能相對於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核服務器[6]。
龍芯3A/B3000
編輯龍芯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納米提升到意法半導體的28納米CMOS工藝,處理器的三級cache也從4MB提高到8MB。峰值浮點性能24GFlops。集成72位DDR2/3-1600*2,支持 ECC,綜合通用性能和Intel Celeron J1900相當。[8]龍芯中科總裁胡偉武表示,「3A3000的通用處理性能已經跨過了國際通用處理器性能的第一個門檻,其單核SPEC CPU2006性能已經不低於ARM用於服務器的高端處理器、Intel的低端系列(凌動系列)處理器以及威盛處理器,而且3A3000的訪存帶寬已經與AMD以及Intel的高端系列(酷睿系列)持平。這樣的性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
編輯龍芯3A/B4000在2019年12月24日發布,綜合性能是上一代3A3000的兩倍[3][10]。龍芯3A/B4000採用新一代GS464V微架構,集成兩個64位DDR4-2400MHz控制器,支持ECC,支持安全可信設備[11]。
龍芯3A/B5000
編輯龍芯下一代高性能芯片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。內部集成2個64位DDR4-3200控制器(支持ECC校驗)。據稱,在GCC編譯環境下運行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。基於國產操作系統的Unixbench單線程分值達1700分以上,四線程分值達到4200分以上(官方未說明頻率)。在保持與上一代引腳兼容的基礎上,性能提升50%以上,功耗降低30%以上(官方並未說明具體功耗)[12]。
龍芯3C5000
編輯龍芯3C5000發布於2022年6月6日,是龍芯中科面向服務器領域的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,其單芯片unixbench分值達9,500以上,雙精度計算能力達560GFlops,峰值性能與典型ARM 64核處理器的峰值性能相當[13]。
龍芯3A6000
編輯龍芯3A6000是龍芯第四代微架構的首款處理器[14]。該芯片由龍芯中科於2023年8月流片成功[15],同年11月28日在北京發布[16]。龍芯3A6000為四核八線程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運行頻率下,SPEC CPU 2006 base單線程定/浮點分值分別達到43.1/54.6分,SPEC CPU 2006 base多線程定/浮點分值分別達到155/140分,雙DDR4-3200內存通道Stream實測帶寬超過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處理器總體性能與英特爾於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性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 | 單線程帶寬 | 雙線程帶寬 | 四線程帶寬 | 八線程帶寬 |
---|---|---|---|---|
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
編輯- ^ 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 (1.5Ghz@1.35v). (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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