龙芯2号系列最初的版本是用0.13微米制程技术,均为64位处理器,早期的型号是4发射乱序执行的64位GS464系列微架构,后来新出的处理器升级为采用GS464E微架构龙芯2K1000处理器是集成双发射乱序执行的GS264微架构64位双核处理器

龙芯2号系列
推出公司龙芯中科
设计公司龙芯中科
生产商
微架构GS264
GS464
GS464E
指令集架构MIPS III
MIPS64
LoongISA
制作工艺/制程180 nm 至 40 nm
核心数量1-2
CPU主频范围300 MHz 至 1 GHz
应用平台桌面,伺服器,超级计算机,工控机,嵌入式,教育

晶片

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龙芯2B

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龙芯2C处理器

龙芯2号的设计从2002年7月开始,采用4发射和乱序执行结构的设计,64位设计,7~10级流水线。龙芯2号的寄存器堆设计有两个方案,A方案采用的商用寄存器堆设计出错,导致流片失败;B方案流片成功,2003年10月17日成功启动操作系统,最高频率为300MHz,功耗1W—2W。相同主频下,龙芯2B的性能已经超过了PentiumII,是龙芯一号的3~5倍。为了纪念毛主席诞辰110周年,龙芯2B代号MZD110。

龙芯2C

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龙芯2C龙芯2B的优化版本。性能是之前研制成功的龙芯2B性能的3倍,达到了相同主频的奔腾III的性能。为了纪念邓小平诞辰100年,龙芯2C的代号为DXP-100。

龙芯2D

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中国科学院微电子研究所黄令仪研究员的回忆文章中,提到了她参与了龙芯2D的物理设计。在《龙芯的足迹》中《2006年回顾及2007年展望》一文中,胡伟武说“2005年我们面临的严峻形势赋予龙芯2E背水一战的悲壮色彩”。

龙芯2E

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龙芯-2E 处理器

龙芯2E在2005年11月底交付流片,2006年3月18日流片成功。

龙芯2E中华人民共和国首款采用90纳米技术设计的处理器,晶体管数目4700万,主频最高可以达到1GHz。龙芯2E的晶片面积6.8mm*5.2mm,只有Intel奔腾4的1/4。性能是龙芯2C的三倍,达到中低档Intel奔腾4处理器的水平。在龙芯2E的优化设计过程中,意法半导体与龙芯进行了合作。基于龙芯2E的成功,意法半导体还花三百多万美元授权费购买了龙芯2E/龙芯2F的生产和销售授权,开创了中华人民共和国电脑核心技术对外授权的先例。由于龙芯2E的北桥使用FPGA实现,成本较高,该处理器没有大规模量产[1][2]

2009年,中国石油大学的硕士丰大强及其他们的课题组实现了Windows CE龙芯2E上的移植,帮助了龙芯早期嵌入式生态的发展。[3]

龙芯2F

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属于理察·斯托曼一台搭载龙芯2F晶片的江苏龙梦手提电脑,该电脑甚至于在BIOS层级完全是自由软件

龙芯2F于2007年7月31日流片成功。龙芯2F是龙芯第一款成功的商用处理器。为了纪念建军80周年,龙芯2F代号为PLA80。龙芯2F包含5100万晶体管主频800MHz,采用意法半导体90纳米工艺流片。在指令集上,完全兼容64位MIPS III。采用龙芯2F处理器的福珑迷你电脑,以及8089A/D手提电脑,曾经大量面向爱好者销售。至今,仍有大量的龙芯爱好者持有这两种产品。

龙芯2G/2G+/2GQ/2G-2000

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龙芯2G是在“龙芯安全适用电脑CPU研制与应用”核高基专项课题支持下研发的,于2008年投入设计,2010年研制成功。龙芯2G指令集兼容MIPS64,且增加了X86二进制翻译加速指令,以及龙芯媒体扩展指令,功耗3W。在该处理器上,使用了X86二进制翻译技术,提出了在MIPS平台上实现X86动态二进制翻译的方法。龙芯2G相当于龙芯3A1000的单核版本。龙芯2GQ龙芯2G的量产版,是一款四核处理器。龙芯2GQ龙芯3A1000的区别在于龙芯2GQ不支持多路互联。龙芯2GP后来更名为龙芯2I

龙芯2H1000

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龙芯2H1000龙芯2G处理器与龙芯1A(2F南桥)的后继产品,其目标是为安全适用电脑提供单片解决方案。主要用于网络装置等。兼容MIPS64指令集,支持X86二进制翻译指令集。集成了GS232V媒体处理IP。

龙芯2H1000最初设想的应用是上网本,后实际用于工控领域,包括防火墙在内的网络安全领域。龙芯2H于2012年流片,2013年提供样片,2014年提供产品。集成了很多的功能,晶片设计复杂,但缺少对特定应用的优化。龙芯2H1000既可以作为独立SOC,还可以作为HT接口的南桥晶片。

龙芯2K1000

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龙芯2K1000处理器正面照
 
龙芯派2代主板正面照

龙芯2K1000是一款双核处理器,采用了双发射64位的GS264微结构,40nm工艺生产,商业级晶片主频1GHz,工业级晶片主频800MHz。龙芯2K1000处理器是龙芯2H的升级晶片,其计算性能和IO带宽比龙芯2H都大幅提高。龙芯2K1000主要面向网络通信应用,兼顾平板及工业控制领域。龙芯中科以此开发了类似于树莓派单板机龙芯派

龙芯2K2000

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龙芯2K2000是计划中龙芯2K1000的升级版,采用28纳米工艺生产,主频将达到2GHz。

参考文献

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另见

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