關(guān)注 | 龍芯3A5000正式發(fā)布：基于LoongArch自研指令系統(tǒng)，性能提升50%

龍芯中科自主研發(fā)的指令集系統(tǒng)LoongArch基于自身二十年的CPU研制和生態(tài)建設(shè)積累，從頂層架構(gòu)，到指令功能和ABI標(biāo)準(zhǔn)等，全部自主設(shè)計(jì)，不需國(guó)外授權(quán)。LoongArch吸納了現(xiàn)代指令系統(tǒng)演進(jìn)的最新成果，運(yùn)行效率更高，相同的源代碼編譯成LoongArch比編譯成龍芯此前支持的MIPS，動(dòng)態(tài)執(zhí)行指令數(shù)平均可以減少10%-20%。LoongArch充分考慮兼容生態(tài)的需求，融合X86、ARM等國(guó)際主流指令系統(tǒng)的主要功能特性，并依托龍芯團(tuán)隊(duì)在二進(jìn)制翻譯方面十余年的技術(shù)積累創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)跨指令平臺(tái)應(yīng)用兼容。
作為首款基于LoongArch指令集系統(tǒng)的龍芯3A5000處理器，主頻為2.3GHz-2.5GHz，包含4個(gè)處理器核心。每個(gè)處理器核心采用64位超標(biāo)量GS464V自主微結(jié)構(gòu)，包含4個(gè)定點(diǎn)單元、2個(gè)256位向量運(yùn)算單元和2個(gè)訪存單元。龍芯3A5000集成了2個(gè)支持ECC校驗(yàn)的64位DDR4-3200控制器，4個(gè)支持多處理器數(shù)據(jù)一致性的HyperTransport 3.0控制器。龍芯3A5000支持主要模塊時(shí)鐘動(dòng)態(tài)關(guān)閉，主要時(shí)鐘域動(dòng)態(tài)變頻以及主要電壓域動(dòng)態(tài)調(diào)壓等精細(xì)化功耗管理功能。
雖然龍芯中科并未公布龍芯3A5000系列的工藝制程，不過(guò)根據(jù)網(wǎng)上曝光的資料顯示，龍芯3A5000應(yīng)該是基于12nm工藝。不過(guò)該消息尚未得到官方證實(shí)。
另外，根據(jù)龍芯中科公布的國(guó)內(nèi)第三方測(cè)試機(jī)構(gòu)的測(cè)試結(jié)果顯示，龍芯3A5000處理器在GCC編譯環(huán)境下運(yùn)行SPEC CPU2006的定點(diǎn)、浮點(diǎn)單核Base分值均達(dá)到26分以上，四核分值達(dá)到80分以上。基于國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)的龍芯3A5000桌面系統(tǒng)的Unixbench單線程分值達(dá)1700分以上，四線程分值達(dá)到4200分以上。上述測(cè)試分值已經(jīng)逼近市場(chǎng)主流桌面CPU水平，在國(guó)內(nèi)桌面CPU中處于領(lǐng)先地位。
較上一代龍芯3A4000處理器，龍芯3A5000處理器在保持引腳兼容的基礎(chǔ)上，性能提升50%以上，功耗降低30%以上。在復(fù)雜文檔處理、瀏覽器打開(kāi)、3D引擎加速、4K高清軟解、以及各類業(yè)務(wù)軟件處理等方面，龍芯3A5000電腦用戶體驗(yàn)提升明顯，達(dá)到了極速的用戶性能體驗(yàn)。
龍芯3A5000實(shí)現(xiàn)了自主性和安全性的深度融合。龍芯3A5000中包括CPU核心、內(nèi)存控制器及相關(guān)PHY、高速IO接口控制器及相關(guān)PHY、鎖相環(huán)、片內(nèi)多端口寄存器堆等在內(nèi)的所有模塊均自主設(shè)計(jì)。龍芯3A5000在處理器核內(nèi)實(shí)現(xiàn)了專門機(jī)制防止“幽靈（Spectre）”與“熔斷（Meltdown）”的攻擊，并在處理器核內(nèi)支持操作系統(tǒng)內(nèi)核棧防護(hù)等訪問(wèn)控制機(jī)制。龍芯3A5000處理器集成了安全可信模塊，支持可信計(jì)算體系。龍芯3A5000內(nèi)置了硬件加密模塊，支持商密SM2/3/4及以上算法，其中SM3/4密碼處理性能達(dá)到5Gbps以上。
目前，與龍芯3A5000配套的三大編譯器GCC、LLVM、GoLang和三大虛擬機(jī)Java、JavaScript、.NET均已完成開(kāi)發(fā)。面向信息化應(yīng)用的龍芯基礎(chǔ)版操作系統(tǒng)Loongnix和面向工控及終端應(yīng)用的龍芯基礎(chǔ)版操作系統(tǒng)LoongOS已經(jīng)發(fā)布。從X86到LoongArch的二進(jìn)制翻譯系統(tǒng)LATX已經(jīng)能夠運(yùn)行部分X86/Windows應(yīng)用軟件。統(tǒng)信UOS、麒麟Kylin等國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)對(duì)龍芯3A5000的支持。數(shù)十家國(guó)內(nèi)知名整機(jī)企業(yè)、ODM廠商、行業(yè)終端開(kāi)發(fā)商等基于龍芯3A5000處理器研制了上百款整機(jī)解決方案產(chǎn)品，包括臺(tái)式機(jī)、筆記本、一體機(jī)、金融機(jī)具、行業(yè)終端、安全設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、工控模塊等。
龍芯中科還基于龍芯3A5000推出了新一代服務(wù)器處理器龍芯3C5000L。龍芯3C5000L通過(guò)封裝集成了四個(gè)3A5000硅片，形成16核處理器。基于龍芯3C5000L的四路64核服務(wù)器整機(jī)的SPEC CPU2006性能分值可達(dá)900分以上，全面滿足云計(jì)算、數(shù)據(jù)中心對(duì)國(guó)產(chǎn)CPU的性能需求。
龍芯3A5000繼續(xù)使用中國(guó)共產(chǎn)黨重大歷史事件命名產(chǎn)品代號(hào)。龍芯3A5000芯片代號(hào)為“KMYC70”，以紀(jì)念抗美援朝70周年（這代號(hào)牛掰了）?；邶埿?A5000核心的服務(wù)器專用芯片龍芯3C5000已經(jīng)于2021年上半年完成設(shè)計(jì)并交付流片，芯片代號(hào)為“CPC100”，以慶祝建黨100周年。
龍芯中科表示，龍芯3A5000的發(fā)布標(biāo)志著龍芯團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)20年的積累，產(chǎn)品性能完成補(bǔ)課，逼近國(guó)際主流水平，將助力龍芯中科開(kāi)啟從技術(shù)升級(jí)邁向全面生態(tài)建設(shè)、從政策性市場(chǎng)邁向開(kāi)放市場(chǎng)、從跟蹤性發(fā)展的“必然王國(guó)”邁向自主性發(fā)展的“自由王國(guó)”的新征程。龍芯3A5000的發(fā)布雄辯地證明，堅(jiān)持科技自立自強(qiáng)而不是引進(jìn)國(guó)外技術(shù)，走“市場(chǎng)帶技術(shù)”而不是“市場(chǎng)換技術(shù)”的道路，自主研發(fā)CPU的性能完全可以超過(guò)引進(jìn)技術(shù)的CPU。
未來(lái)，龍芯中科將繼續(xù)堅(jiān)持“為人民做龍芯”的根本宗旨，堅(jiān)持“自力更生、艱苦奮斗”的工作作風(fēng)，堅(jiān)持“實(shí)事求是”的思想方法，攜手廣大生態(tài)合作伙伴，為打造我國(guó)安全可控的信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)體系而不懈奮斗。
值得一提的是，在今年的6月28日晚間，上交所正式受理了龍芯中科的科創(chuàng)板IPO申請(qǐng)。如果順利的話，龍芯中科將有望成為國(guó)產(chǎn)CPU第一股，成功募資35億元之后，也將進(jìn)一步助力龍芯中科的國(guó)產(chǎn)CPU的研發(fā)和商業(yè)化。
來(lái)源：龍芯中科