龙芯处理器的起源

2024-05-16

1. 龙芯处理器的起源

2002年9月28日,龙芯1号CPU芯片的发布在包括Internet在内的多种媒体上引起了较大的反响,其中鼓励、赞赏和支持的较多,但也有一部分是怀疑、质疑甚至反对的。当时曾收集了一些网友和记者们关于龙芯的疑问,想逐一作答,澄清一些事实,但又有顾虑。因为媒体上的发言,跟我们平日做了研究后发表的学术论文很不一样。学术论文是有多位同行专家审稿把关后才发表的,一般不会有大的问题,即使有疑问,跟作者讨论时,双方都有许多共识及比较好的讨论基础。而媒体上的作者,从事行业、专业背景、兴趣等都各不相同,有些问题还真不易解释清楚。正好李国杰院士的《研制龙芯CPU的战略思考》论述了龙芯系列的发展战略,胡伟武博士的《我们的龙芯1号》介绍了芯片的研发过程,我也写了一篇《也谈如何发展中国的CPU芯片》,基本上可以回答大部分的质疑,我再写一篇文章的想法就被“行胜于言”的念头打消了,等待着用龙芯后续芯片的研发和产业化的成功来证明一切。但是,前面提到的一些质疑,仍然在某些范围内流传着,并有可能对龙芯产业化的深入和后续的研发工作,产生不利的影响。面对这样的形势,虽然我不想做“光说不练”的“花把式”,却也不能甘当“光练不说”的“傻把式”了。

龙芯处理器的起源

2. 中国何时拥有自己的cpu?龙芯做了

中国广大的技术人员正在努力开发CPU
自2000年开始研发到现在,龙芯已经有十五年的历史。虽然媒体不时会报道一些关于龙芯的消息,但由于市面上难以见到实物,外界对它的了解实在少得可怜。从立项开始,龙芯的研发单位中科院计算所就立志要做到世界一流水平的CPU;那么在2015年的今天,他们的产品究竟达到了什么水平呢?
我们先了解一些背景知识:龙芯是中科院计算所龙芯项目组研发,兼容MIPS指令集,具备完全自主知识产权的CPU系列。

龙芯分1号、2号、3号三大产品线,分别对应超低功耗嵌入式芯片、低功耗SoC与主流PC、服务器CPU几大目标市场。目前代表龙芯最强水平的型号是龙芯3B-1500 CPU,有8个核心,32nm制造工艺,主频1.2GHZ;其次是四核心的龙芯3A 1.2GHZ。
因为使用的MIPS指令集与主流的x86、ARM不同,龙芯平台无法直接运行大多数常见的性能测试集;加上产品没有大量上市、用户稀少等原因,媒体、评测机构不太容易了解它的实际性能表现。所幸计算所公开了一些内部性能测试数据,我们得以从中分析龙芯的实力。
计算所使用的测试软件是专业领域常用的跨平台测试集SPEC CPU 2000。很多主流CPU都有SPEC跑分成绩可查,为我们的对比带来了便利。
首先我们来看看SPEC_int测试。这项测试考察CPU的单线程整数运算能力,关系到一般用户常用应用的性能表现。参与对比的是龙芯3B-1500 1.2GHZ、Apple A8 1.4GHZ、ARM Cortex A57 1.7GHZ和Intel Core i7 4770 4GHZ。

3. 我国龙芯何时能真正普及呢?还差在哪里呢?

先谈谈前面几个人的问题:
1.主频低不是问题,主频的发展是比较容易的,关键在于架构,P4的高主频战略彻底失败是很好的例证。而且不同架构的CPU是不能够简单的类比频率高低的。龙芯3B/C1G的主频可以做到在浮点计算上强于intel。
2.不是龙芯不兼容Windows,是Windows不肯兼容龙芯。所谓兼容,是上层向下兼容底层架构的。
3.龙芯没那么多钱去宣传,而且他的实力无法进入桌面市场,宣传了做什么用?而专业领域,这个大家都知道龙芯的存在和情况。
4.既然知道是流言,还需要浪费版面吗。
5.君正是做ARM架构的嵌入式CPU,和龙芯不是一个领域的。此外君正是买ARM来做外围,那个是没有真正的核心技术的,他们是一家意识上纯商业化的公司。而龙芯是真正从意识上就主动承担科技强国责任和抱负的团队。

回答楼主的问题:
1.普及分2个层面,一个是专业领域,一个是桌面民用领域。前者会相对后者快很多,因为这个领域对应用软件层面的广泛性要求很低,此外龙芯很关注于专业领域比较看重的功耗比问题;此外龙芯背后有国家和政府,这个在中国很有利。
  至于民用领域,这个估计差很多,除开linux桌面级应用会快些之外,Windows平台上的普及估计会很慢,因为Windows平台还看不到打算兼容龙芯的可能,应用软件的匮乏不是10年20年在纯市场力的作用下可以扭转的,国家之手要帮忙也很困难。而只有龙芯卖成海量了,那么微软才会来兼容龙芯,这就成了一个是先有鸡还是先有蛋的问题。
2.差距在于垄断市场已经形成,而且这种垄断是市场性,平台性的垄断,要打出去,这个任务实在太艰巨了。
3.要扭转,必须可以静下心来,不可以浮躁,要有过人的恒心,需要中国人群体的力量,另外需要一个好的适合的领导,有强烈的爱国心又有睿智的头脑而又能吃苦耐劳能忍住寂寞,再就是需要一个和他一样的团队。

我国龙芯何时能真正普及呢?还差在哪里呢?

4. 龙芯CPU近来发展如何?

中国人一向都是对付自己同胞比对付外国人更黑,

    看到网上有伙奇怪的龙芯支持者,他们从不就事论事,只是对不同意见者统统扣以“汉奸”或“网特”的大帽子。除此之外,什么道理也说不出来,这伙人的动机不明,估计有功利性在里面。在此,我认为有必要说说质疑龙芯的原因,让更多真正的的网友能够实事求是的讨论。 

    从龙芯出现在到在的接连不断的炒作,还看不出来端倪吗?龙芯吹了7年了,从最初的可比奔四,到现在的8核、16核,卫星一直不断的放,科研经费不断的捞,就是看不见实物。   

    质疑龙芯的人并非是反对国货也并非不相信中国的科技力量,只是不相信中国的骗子罢了,一昧叫好的人,不要被骗子们利用了。   

    先列列几条出来:  

1.)02年龙芯最早声称可比奔四,但始终看不到产品。后来的事实证明,龙芯走的是MIPS路线,和X86架构一点关系也没有,根本就没有可比性,只是拿英特尔出来恶意炒作而已。  

2.)产业链,龙芯的制造者们从不敢把产品提供给国内外的PC公司,如联想、方正等等,却利用国家投资在江苏和四川等地成立一些空壳的皮包公司,搞所谓的“产业化”。  

3.)这些皮包公司们每隔几年就放放卫星,说推出产品了,量产了,可惜次次跳票,可见雷声,不见雨点,或是拿出几部样机应付一下场面,然后很快就说脱销了。 

4.)不少记者明查暗访,龙芯产业化的工厂多数时间是停工和关门,只在配合宣传时,才露一露面。而且多次被揭露他们的所谓产品只是PS苹果等品牌的电脑作宣传,甚至连苹果的商标都忘了去掉。  

5.)和意法和美国MIPS公司说不清道不明的版权关系。  

6.)从最早的可比奔四,到16核、32核,龙芯的口气是越来越大,可是实际拿出来的却只是类似于学习机式的上网本。  


............................ 
  
    中国人大都有爱国情怀,希望自己的国家强大,一些以骗取国家经费为目的科技骗子们正是利用这点,一而再,再而三的欺骗中国人的感情。汉芯也是通过了国家的各项评估和测试,被光环和鲜花笼置,直到内部有人揭露,才真相大白。龙芯打着中科院的旗号,隐蔽性更强,但是他们这些年来的恶意炒作和虚假宣传而不足以警醒大家的话,那只能是怪我们自己太蠢,而不是骗子太狡滑了。

5. 龙芯CPU有什么特点?

龙芯CPU不同于我们常用的CPU,它属于RISC处理器。
而常见的Inter和AMD的属于CISC处理器。
但IBM的POWER GX处理器就是RISC。
所以原先的苹果机上无法运行windows。
同样的龙芯上也无法运行windows。
具体的两种处理器的区别如下:

复杂指令集CPU内部为将较复杂的指令译码,也就是指令较长,分成几个微指令去执行,正是如此开发程序比较容易(指令多的缘故),但是由于指令复杂,执行工作效率较差,处理数据速度较慢,PC 中 Pentium的结构都为CISC CPU。
RISC是精简指令集CPU,指令位数较短,内部还有快速处理指令的电路,使得指令的译码与数据的处理较快,所以执行效率比CISC高,不过,必须经过编译程序的处理,才能发挥它的效率,我所知道的IBM的 Power PC为RISC CPU的结构,CISCO 的CPU也是RISC的结构。
咱们经常见到的PC中的CPU,Pentium-Pro(P6)、Pentium-II,Cyrix的M1、M2、AMD的K5、K6实际上是改进了的CISC,也可以说是结合了CISC和RISC的部分优点。

RISC与CISC的主要特征对比

比较内容 CISC RISC
指令系统 复杂,庞大 简单,精简
指令数目 一般大于200 一般小于100
指令格式 一般大于4 一般小于4
寻址方式 一般大于4 一般小于4
指令字长 不固定 等长
可访存指令 不加限制 只有LOAD/STORE指令
各种指令使用频率 相差很大 相差不大
各种指令执行时间 相差很大 绝大多数在一个周期内完成
优化编译实现 很难 较容易
程序源代码长度 较短 较长
控制器实现方式 绝大多数为微程序控制 绝大多数为硬布线控制
软件系统开发时间 较短 较长

所以两种处理器的架构不同无法直接相比,
但现在的龙芯的处理水平已经可以和初期P4相比了。
因为上面无法运行windows且速度上无法与主流处理器相比,所以市场上没有针对个人用户出售龙芯的。


龙芯

龙芯(英语:GODSON)是中国科学院自主开发的通用CPU,采用简单指令集,类似于MIPS指令集。第一型的速度是266MHz,最早在2002年开始使用,龙芯2号第二型为500MHz,第三型的目标在1GHz。

关连
“龙芯2号”处理器,也称“Godson-2”处理器、“狗剩2号”处理器、“毛泽东110”处理器、“MZD110”处理器,其中“MZD”是取自“毛泽东”以英文发音时的三个开头字母。

大记事
“十五”期间,国家863计划提出了自主研发CPU的战略思路。
2001年3月起,中国科学院计算技术研究所正式启动处理器设计项目。
2001年3月,中科院计算技术研究所开始研制具有中国自主知识产权的高性能通用CPU芯片,被命名为“龙芯”。项目领导是中科院计算所所长李国杰,具体技术主管是研究院胡伟武。
2001年10月 龙芯的FPGA验证成功,通过中国科学院主持的“龙芯(Godson)CPU设计与验证系统”项目评审。
2002年6月 “龙芯1号”CPU研制成功。
2002年7月 “龙芯1号”CPU小批量投片成功。
2002年9月28日中科院计算技术研究所和北京神州龙芯集成电路设计有限公司联合发布新闻,宣布“具有自主知识产权的我国第一款高性能通用CPU—“龙芯1号”研制成功。从此,中国信息产业“无芯”时代宣告结束。
2002年8月6日 由中国科学院计算技术研究所和江苏综艺集团等合资组建的“ 北京神州龙芯集成电路设计有限公司”正式成立。
2005年2月18日,龙芯2号处理器正式面世,鉴定委员会认为,这款芯片的总体性能已经达到2000年左右的国际先进水平,相当于中档的“奔腾三”处理器。
2006年9月13日,“64位龙芯2号增强型处理器芯片设计”(简称龙芯2E)通过科技部验收,该处理器最高主频达到1.0GHz,实测性能超过1.5GHz奔腾IV处理器的水平。同日,其成果“龙芯2号增强型处理器”通过了科技成果鉴定。

龙芯CPU有什么特点?

6. 龙芯为什么一直坚持研发芯片

亲,原因如下:“龙芯坚持自主研发,推出自主指令系统‘龙架构’作为工业关键基础设施的核心底座,打破国外巨头的工业垄断,与工业OS、工业关键软件中间件、数据库、各类工具软件、行业软件一起,构建中国独立、自主、完整的工业软、硬件生态体系。”龙芯在工业领域构建基于真正自主技术的工业软、硬件生态系统。杜安利表示,第一层底部是自主指令系统、自研微结构、源代码;第二层是国产及开源的工业操作系统;第三层是工业软件关键中间件及标准;第四层是工业解决方案。目前在一些细分领域,龙芯已经拉通了这四层的生态应用,并以开始服务工业应用场景。【摘要】
龙芯为什么一直坚持研发芯片【提问】
亲,原因如下:“龙芯坚持自主研发,推出自主指令系统‘龙架构’作为工业关键基础设施的核心底座,打破国外巨头的工业垄断,与工业OS、工业关键软件中间件、数据库、各类工具软件、行业软件一起,构建中国独立、自主、完整的工业软、硬件生态体系。”龙芯在工业领域构建基于真正自主技术的工业软、硬件生态系统。杜安利表示,第一层底部是自主指令系统、自研微结构、源代码;第二层是国产及开源的工业操作系统;第三层是工业软件关键中间件及标准;第四层是工业解决方案。目前在一些细分领域,龙芯已经拉通了这四层的生态应用,并以开始服务工业应用场景。【回答】

7. 我国“龙芯”的产出表明了什么?

除了软实力之外,还可以代表我国的高科技水平,已经达到了世界先进的行列。
很多人都把龙芯称之为备胎芯片,因为现在大多数用的都是一些西方芯片,所以我们一直觉得国内出的一些芯片肯定有各种各样的问题,就算使用起来也会非常不方便。但是自从在华为这件事情上我们看出了有些东西,即便是备胎也是有存在道理的,一旦我们的科技被别人遏制,这些备胎就会起到奇效。


虽说现在的龙芯芯片不适合家庭用,但这并不代表着龙芯芯片没有任何意义,在研究出来之后,龙芯芯片被安装到了超级计算机身上。
我们都知道,超级计算机的运行速度是非常可怕的,一秒钟就可以运行几千万次,如果芯片本身的能力不够,是不可能承载超级计算机的运转速度的,单从这个方面我们就能够看出,龙芯芯片到底有多么强悍。

现在很多人对于芯片的了解其实并不是特别多,他们总是把家用和商用芯片混淆,认为只有这些东西在运用到自己身上的时候,才是有效的,这种想法大错特错,衷心的出现,不仅标志着我国有独立制造芯片的能力,更代表着我国已经不再惧怕高科技封锁等手段了,所以龙芯的出现意义是非常重大的。


相信用不了多少年,家用电脑上也会装上龙芯芯片,到那个时候龙芯芯片就会变成家喻户晓的东西,普及到每一个人的电脑上,不论是台式机还是笔记本,都会装上这种国产芯片,一旦这个时候到来,我们的生活就会发生翻天覆地的变化。

我国“龙芯”的产出表明了什么?

8. 中国的龙芯cpu现在处于什么水平?

已达到中等Pentium4水平.全球老牌处理器架构企业美国美普思(MIPS)表示,中国龙芯背后的中科院计算技术研究所,近日获得其MIPS32与MIPS64架构的授权,后者将借此开发龙芯CPU。   北京神州龙芯集成电路设计有限公司的一个最新动作,让人觉得,它之前的一些努力多少有点苍白。   中科院计算机研究所所长、工程院院士李国杰对CBN记者确认了这一消息,但拒绝透露合作细节。他说,过几天美普思会举行发布会。   半导体观察人士王艳辉表示,龙芯要发展,独立签约MIPS是唯一的出路,


但这标志着自主产权的“CPU核”战略失败。

最新龙芯为龙芯3A
龙芯3A处理器参数
 主频
 900MHz–1GHz
 
微体系结构
 集成了四个GS464超标量处理器核;采用交叉开关进行片内的互连;通过HT接口进行片间可伸缩互连;多核共享分布式二级cache;采用可伸缩的目录结构维护cache一致性
 
高速缓存
 每个处理器核包含64KB一级指令cache、64KB一级数据cache,四个处理器通过交叉开关共享4MB的二级cache
 
内存控制器
 两个DDR2/3-800控制器
 
高速I/O
 集成两个HyperTransport控制器,带宽达到6.4GB/s,支持四个处理器无缝互连。
 
其它I/O
 集成PCI/PCIX控制器以及LPC、SPI、UART、GPIO等I/O控制器
 
制造工艺
 65nm CMOS工艺
 
封装
 BGA封装,1121个引脚
 
功耗
 <15W@1GHz