4月25日,龙芯中科在京召开发布会,正式发布了新一代代表着国产最高水平的芯片——龙芯3A3000/3B3000,其综合性能已经超越了英特尔的Atom 系列和 ARM 系列 CPU,倍受业内关注和好评,甚至有业内评论认为,龙芯已经成为芯片产业中独立于英特尔和ARM的第三极。此外龙芯还发布了龙芯2K1000、龙芯1H等产品。同时还和众多合作厂商发布了龙芯笔记本电脑、龙芯服务器等一系列产品,并还宣布了龙芯开源计划、龙芯开发者计划和龙芯产业基金计划。


坚持自主,龙芯的“中国心”


谈到“中国芯”,很多人首先会想到2006年被曝光的“汉芯造假事件”。作为21世纪之初中国第一科技造假案,汉芯事件使得人们开始重新审视中国芯片,以致现在但凡搭上“国产”二字的芯片、操作系统,很容易成为网络上一些评论人士的吐槽对象,甚至有的被钉在“骗取国家经费”的耻辱柱上。在这样的背景之下,龙芯一路走来也遭受了很多的偏见和误解。


龙芯是中国科学院计算所自主研发的通用CPU,采用RISC指令集(类似于MIPS指令集)。2001年5月,在中科院计算所知识创新工程的支持下,龙芯课题组正式成立,2002年9月28日龙芯1号正式发布。确实,自2000年开始研发到现在,龙芯已经有十17年的历史。这期间龙芯也是一路坎坷。


2006年,美国半导体设计公司MIPS通过媒体就专利等问题给龙芯施压,称龙芯的指令集95%与MIPS相似,属于抄袭。实际上,此时龙芯虽已经开发出自己的EDA研发设计平台,但为了能运行Linux系统,还必须兼容MIPS等指令集,这让龙芯有口难辩。


2009年国际金融危机时,日子同样不好过的MIPS在专利授权上有所让步,龙芯最终取得MIPS32位与MIPS64位的永久专利授权,才总算拿下了这个头上的紧箍咒。


要注意的是,在国产CPU发展的过程中,国外竞争对手其实是一直扼杀和阻扰的姿态,不光是英特尔和微软的技术封锁,包括flash播放器,AMD显卡,以及ST的合作几乎都全面受阻,就是不让你做大。


在这种情况下,龙芯对于芯片中的核心IP则始终坚持自主研发,只有少量的外围IP使用商用IP。


据中科院计算技术研究所研究员、龙芯首席科学家胡伟武介绍:“龙芯不依赖任何境外IP,除了工艺厂家提供的基本单元库之外,没有任何第三方IP。比如3A2000这款CPU,除了使用流片厂家提供的标准单元库、Memory Compiler生成的RAM、低速IO单元以及efuse单元以外,包括锁相环、HT PHY、DDR2/3 PHY、多端口寄存器堆、CAM、温度传感器等宏单元都是龙芯自己定制的,没有使用任何第三方的宏单元模块。在工艺的问题上,境内工艺确实和境外工艺有一定差距,在相同制程的情况下,境内工艺和境外工艺大概差三分之一。另外一个就是境内工艺的一致性比境外工艺有一定差距,包括不同批次的一致性,仿真模型和实际晶体管参数的一致性都和国外工艺有一定差距,设计时要多留些裕量,蒙特卡罗仿真也要把参数波动范围设大一些。EDA工具确实是一个问题。不过境内也有华大九天这样的企业,虽然我们现在境内的EDA工具用了不少,但主流的EDA工具确实还是国外的......我们现在已经尽量的采用国内工具。”


随着国产芯片性能的提高,最近几年国外巨头改变了过去严格技术封锁的策略,开始来中国寻求合作了。这些巨头来中国大多是先找龙芯,然后再去找别人。据胡伟武介绍,“截至目前,已经有5家国外公司找过龙芯寻求合作,而且都是一个套路,就是我这个东西给你,成立合资企业,你不要自主研发了。外国巨头心里很明白,一旦龙芯成功,形成独立于Wintel体系、AA体系的第三极,他们靠垄断获取暴利的好日子将一去不复返。外国巨头用心之险恶不可描述,遭到了龙芯的果断拒绝。”显然,龙芯知道核心技术不可能买来,买来的一定不是核心技术,所以,自主研发一直是龙芯的标签。


当然,自主研发并不是完全闭门造车,龙芯也不是什么东西都关起门来自己做。而是分清主次,有些东西可以合作,比如和MIPS合作,比如和开源社区合作。但有些东西即便是和国外合作也必须掌握在自己手里。因为这条路虽然很难,但一旦能做成功,就能形成独立于Wintel体系、AA体系的第三极,这对于国家和人民的意义是最大的。


此次发布的重量级处理器龙芯3A-3000/3B-3000则是龙芯坚持自主研发的一个重要成果。


龙芯3A3000/3B3000性能如何?


龙芯3A3000/3B3000处理器采用自主微结构设计,其中龙芯3A3000采用了中芯28纳米FDSOI工艺制程,基于自主指令系统LoongISA打造的GS464E架构设计,是一枚64位的四核处理器。主频 1.5GHz,访存接口满足DDR3-1600 规格,功耗为 30W。在性能上,3A3000 的峰值运行性能达到 14GFlops,实测 SPEC CPU2006 定点和浮点单核分值分别在 11 分和 10 分的水平,而四核分值为定点达到 36 分水平。

龙芯 3A3000 整体性能得以大幅提高,是第一代产品的 3-5 倍,SPEC 实测性能已经成为国产芯最高之一,并且功耗较低,非常适合笔记本电脑设计。另一款龙芯 3B3000 处理器主要针对服务器设计,支持多路互联。据称,目前国内自主设计的CPU中,龙芯是唯一支持多路互联的。


龙芯3系列定位对抗的是英特尔的酷睿和至强系列,面向桌面和高性能计算机。官方称,3A3000/3B3000 实际上性能虽然超过了英特尔 Atom 系列、VIA 和 ARM CPU。但是与 AMD 和英特尔的中高端还有很大的差距,目前这一性能指标换做实际应用的话,只适合日常办公使用。


龙芯中科方面表示, 3A3000/3B3000 性能不够顶尖,不过已经适合在广泛领域使用,龙芯不会止步不前,计划 2019 年到 2020 年,一定要将单核处理性能再提高 2 到 3 倍,追上 AMD 水平,届时单核到达物理瓶颈之后,再通过增加核心数量提升性能,缩小与英特尔 Xeon 至强的差距。


关于龙芯2K1000 和龙芯 1H 就不多介绍了,前者主要针对中端机和工控机设计,性能上落后英特尔 Atom J1900 约 20%,而后者主打的不是性能,而是极端环境的稳定性,能够耐得住极端温度,未来会运用到卫星和石油钻探探头上。另外,在现场还出现了搭载龙芯 3 号处理器的笔记本,运行国产中标麒麟系统,设计上是主流窄边框,运行 WPS 办公轻轻松松。


搭建生态是关键


做一款芯片容易,但打造一个产业生态很难。所以龙芯首先将目光投向了工控、军用、企业级应用等细分领域,在这些市场站稳脚跟之后,再开始进军消费市场。经过十多年的努力,龙芯的产业生态逐渐成型。


目前龙芯产品已广泛的应用于网络通信、工控、能源、交通、航空、金融等领域。此外存储器方面,龙存、创新科、同有等产品有采用龙芯芯片;台式机方面,有航天706、曙光、同方等品牌采用;服务器方面,有曙光、浪潮、宝德等有采用;笔记本方面有同方、创智成等采用。此外还有很多防火墙、交换机类产品。


在消费电子领域,龙芯也取得了不错的成绩。2015年海尔就采购了300万套用于机顶盒等相关产品。同时去年龙芯还达成了与海信的深度合作。海信购买了龙芯GS232的IP核授权,并和自主研发的TOCM芯片结合设计成了HS3700。

数据显示,2015年龙芯中科公司销售收入增长率继续保持50%以上的水平,总收入首次突破1亿元大关,并实现了盈利,完成了历史性的跨越。在安全应用领域,其销售收入已经连续两年保持50%的高速增长。在通用应用领域,2015年的销售收入更是翻了一番还多。在嵌入式应用领域,销售收入连续两年保持成倍增长。据了解,龙芯2016年的销售情况也非常不错。


随着技术和生态完善,量变转化为质变,龙芯也逐步完成了从技术端向市场端转变。


在此次的发布会上,龙芯的众多合作伙伴也发布了一系列基于龙芯方案的最新产品。中国航天科技、航天科工、船舶重工、中电科技、中科曙光、浪潮集团、新华三集团、研祥智能、东华软件、中石油渤海钻探等单位分别作为代表,相继发布了基于龙芯新一代处理器的全国产加固计算机、桌面、平板、服务器、一体机、交换机、防火墙及专用解决方案等系列产品。



在此次发布会的展区,龙芯及龙芯的合作伙伴在服务器、桌面计算机、网络安全、工业控制、消费类电子等众多领域,展出了大量最新最优的产品。龙芯中科同时也提供了多种龙芯笔记本、一体机等精品解决方案来展示龙芯的生态成果,并供参会来宾互动操作和体验。


为了进一步完善龙芯的应用生态,龙芯推出了龙芯开源计划、龙芯开发者计划和龙芯产业基金计划。其中开发者计划有几个部分,一个是论坛,让开发者讨论交流技术和心得,而且龙芯技术人员会长期关注论坛和大家分享经验。另一个是每年举办开发者大会,并以成本价,甚至低于成本价卖给开发者,为开发者提供专门渠道。另外,龙芯还计划推出龙芯应用公社,和应用商店的区别在于,应用公社既可以把应用软件报上来卖钱,也可以免费上传,然后根据客户下载量计工分,龙芯的员工也是计工分的,这样开发者可以和龙芯的员工一起凭借工分分红。如果龙芯员工未来享受期权待遇,开发者也可以同样享受。


胡伟武表示,随着龙芯中科第二代产品的全面推出,龙芯公司未来的发展也面临着二大转变:第一个转变是公司的发展瓶颈将从研发和技术逐步过渡到市场和产业链,因此除了不断提升产品性能及加强自身研发能力之外,从2017年开始龙芯将投入更多精力和资源在外围产业链建设上。第二大转变是龙芯的目标市场正在以国家安全相关市场为主逐步过渡到更多领域和地域。经过多年的市场培育和摸索,龙芯在非国家安全相关行业也开始有了更多应用机会。


随着国家对网络与信息安全的高度重视,自主软硬件目前进入快速发展的新阶段。市场和用户才是检验产品和企业真正的“试金石”,建立和完善龙芯的生态系统更是一场持久战。龙芯将携手合作伙伴共同建立中国自己的软硬件生态体系,从技术、产品、服务等方面不断加强自己的核心能力。正如龙芯2017发布会的主题一样,龙芯正在前进,未来的路如何走得更快更宽,让我们拭目以待。


编辑:芯智讯-林子      注:部分内容源自网络综合

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作者:佚名
来源:芯智讯