龙芯总设计师：明年将推出全自主可控处理器“3B3000”
中国自主CPU发展之路
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中国自主CPU发展之路
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来源：《中国经济周刊》2018年第17期
4月16日，美国商务部网站发布公告，7年内禁止美国企业向中兴通讯出口任何技术、产品。
此公告发布之后，引发了全球业界和公众的广泛关注，特别是事件背后折射出的中国在芯片领域的缺憾更是引发了国内各界的反思、讨论。
其实，如今国内冰箱、洗衣机、空调等产品所使用的芯片大部分是国产品牌，但在通信、工业等领域，国产芯片仍与国际先进水平有较大的差距。
比如人们几乎每天都会用到的电脑内的CPU（中央处理器）就是芯片中的一种，是芯片
研发领域中难度最大的一类芯片，目前CPU市场也几乎被英特尔与AMD兩家公司垄断。
中国从未放弃自主CPU的研制。
其中有代表性的研发产品之一便是2001年开始研制的龙芯处理器。
到2016年10月，龙芯3A000处理器已研制成功。
龙芯总设计师胡伟武曾在2016年底撰写过一篇长达2万字的长文，详述龙芯15年的研发过程。
现摘要刊发此文，希望通过回溯龙芯CPU的发展之路，更好地帮助我们理解中国芯片发展的过去、现在与未来。
基础IT国产自主可控研究报告
操作系统
图表9：国产操作系统盘点 优势
图表10：目前大部分应用软件完成国产化适配
中标麒麟
适配X86及龙芯、申威、飞腾等国产CPU，率先实现了对X86及国产CPU平台的支持。目前在公开 的 国产操作系统领域市场占有率稳居第一。
银河麒麟
软硬件兼容性最好，人机交互界面友好易用，具有高安全、高可靠、高可用、跨平台、中文化等特 点。
深度Linux
集成和配置较优秀的开源产品，基于HTML5开发了一系列面向日常使用的应用软件，易用美观， Windows替代性较好。
新支点
拥有千人研发团队，研发实力最强。支持国产芯片（龙芯、兆芯、ARM）及软硬件，开源，安全、 可靠可控、好用。中兴内部使用和已被众多企业、政府及教育机构采用，收入规模最大，此前较少 被市场关注。
6.0
50%
1.0
6.7
替换空间 市场份额 单价(元) 持股比例 收入(亿元) 净利率 净利润(亿元)
硬件整机(万台)
300
30%
5000
——
45
8%
3.6
飞腾芯片(万片)
330
30% 800/6000 35.00%
4.4
20%
0.9
合计
4.5
集成(亿)
数据库(人大金仓) (万台)
合计
图表18：太极股份业绩弹性测算
自研、东方通
GaussDB
有 华为云
有
网安产品及解决方案
1
CEC发布PK2.0体系，融入云移物大智
PK体系迈入2.0阶段：10月20日，中国电子 正式发布PK 2.0体系。该体系由飞腾2000系 列CPU+麒麟4.02系列操作系统组成（PK体 系1.0为飞腾1500 +麒麟4.0），兼容移动、 、 云 大数据和物联网、人工智能等最新技术的 产 品组合生态。PK2.0体系融入云物移大智 等 主流技术，实现了PC互联网、移动互联网 、 物联网的全贯通，是面向现代数字城市和 网 络信息体系的未来国内主流生态技术体系 。 作为 PK 体系的核心支撑，中国长城集研 发、 制造、销售、系统集成、服务于一体， 着力 打造高安全基础设施底座。基于飞腾 CPU、 银河麒麟操作系统的台式机、一体机 、笔记 本、服务器、存储等产品和解决方案 ，目前 已在多个部委、省市及政务、金融、 交通互 联网等多个行业实现规模应用。
中国将建全自主国产千万亿次计算机天河二号
国内专业 从事 核电站数 字化仪 控系统 的
博 科 娃 指 出 ， 河 、 泊 和 地下 水 系统 江 湖
“ 型 强 子 对 撞 机 ”（ ａｇ Ｈａｒｎ 专 业 厂 商 ， 利 核 研 发 了具 有 自主 知 识 产 水 质 的恶 化 直 接 影 响 到生 态 系 统 和人 类 健 大 Ｌ ｒｅ ｄｏ 广
附 近 、 国与 瑞 士 边 界一 条 全 长 ２ 公 里 、 证 。 法 ７
地 下 １０ ０ 米深 的 环 形 隧 道 内 。
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５ 核 电站数 字化仪 控系统 是核 电站 的 ２ 亿 人 生 活 在 没 有 基 本 卫 生 设 施 的 环 境 欧 洲粒 子物理 研究 所的科 学 家 ３ 月 “ 经 中枢 ” 是 确 保 核 电 站 安 全 运 行 的 重 里 ， ８８ 亿 人 无 法 获 得 安 全 的 饮 用 水 ， 约 ． ４ 其 神 ， ３ ０日称 ， 们 成 功 实 施 了迄 今 最 高 能 量 要 装 备 。 但 中 国 在 役 和 部 分 在 建 核 电 站 中大 部分 人 生 活在 非 洲 。此 外 ， 年估 计有 他 每 的 质 子 束 流 对 撞 试 验 。此 次 试 验 是 为 模 的 安 全 级 仪 控 系 统 为 国外 进 口， 核 心 技 １０ ５ 以下 儿 童 由 于不 安 全 的 饮 用 水 、 ５万 岁 其 拟 １７ 年 前 宇 宙 大 爆 炸 后 的 最 初 状 态 ， 术一直 为 国外 少数几 家公 司垄 断 。作 为 不安全的环境卫生或个人卫生而失去生命 。 ３亿
后 世 界 上 第 二 个 能 够 研 制 千 万亿 次 超 级 计 业 化 ” “ 向新 型 网络 应 用模 式 的 网 络 化 和 面
26929433_龙芯指令系统架构及其软件生态建设
龙芯指令系统架构及其软件生态建设胡伟武 高翔 张戈(龙芯中科技术股份有限公司,北京100190)摘要:构建独立于Wintel体系和AA体系的安全可控的信息技术体系是龙芯的发展目标㊂介绍龙芯自主指令系统架构LoongArch;并从构建LoongArch的基础软件体系㊁研发兼容及自主编程框架㊁通过二进制翻译实现与X86等主流架构的应用兼容㊁LoongArch开源社区建设等方面介绍龙芯软件生态建设进展及计划㊂关键词:龙芯指令系统架构;龙芯基础版操作系统;应用兼容框架;自主编程框架;二进制翻译中图分类号:F426.6;TP368.1㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标志码:A引用格式:胡伟武,高翔,张戈.龙芯指令系统架构及其软件生态建设[J].信息通信技术与政策, 2022,48(4):43-48.DOI:10.12267/j.issn.2096-5931.2022.04.0080㊀引言改革开放以来,我国的信息产业主要构建在以Intel的CPU和微软的Windows操作系统形成的Wintel体系和以ARM的CPU和谷歌的Android操作系统形成的AA体系基础之上,这不仅使国家安全受到威胁,产业发展也受制于人㊂2011年,我国电子信息产业前100强企业的总利润加起来不及美国苹果公司的一半[1]㊂2012年,全球手机市场总利润中仅苹果公司和三星公司就占97%,该比率在2016年为94%[2]㊂同样是卖整机,主导手机生态的苹果公司2018年的销售收入为2656亿美元,净利润为595亿美元[3],而没有自主生态的联想公司2018年的销售收入为510亿美元,净利润为6亿美元[4]㊂同样是卖芯片,主导计算机生态的Intel公司2018年的销售收入为708亿美元,净利润为210亿美元[5],没有自主生态的展锐公司销售收入为16亿美元,利润亏损(展锐公司手机芯片销售数量不少于Intel公司的电脑芯片销售数量)㊂可见,我国信息产业的发展关键在于基于自主CPU和操作系统建立独立于Wintel体系和AA体系的自主信息技术体系㊂要形成国内信息产业大循环,需把握3个主要环节㊂一是基于自主核心IP的芯片研发㊂核心IP对芯片的性能㊁成本㊁功耗㊁安全性具有决定性作用,常见的核心IP有CPU核㊁GPU核㊁内存接口㊁高速IO接口等㊂二是基于自主指令系统的软件生态㊂指令系统是计算机最重要的知识产权,决定了软件的编码表征与存储格式,承载着软件生态的发展创新,是建立软件独立生态系统的基础㊂如X86指令系统承载桌面计算机和服务器的软件生态,手持移动终端软件生态由ARM 指令系统承载㊂三是基于自主可控材料设备的生产工艺㊂目前,我国境内材料设备工艺已经可以基本满足我国自主信息化建设的要求,但包括光刻胶㊁光刻机在内的材料和设备还有许多方面受制于人,预计经过努力,这些问题将在未来10年逐步得到缓解㊂上述 3个基于 实质上就是我国信息产业要打通的3个堵点㊂经过2001年以来20多年的努力,通过自主研发CPU核㊁GPU核㊁内存接口㊁高速IO接口等核心IP,龙芯公司于2021年正式推出的龙芯四核3A5000以及16核3C5000处理器的通用处理性能已经逼近市场主流产品的水平,正在研制的下一代龙芯3A6000/3C6000及3A7000/3C7000系列性能将达到市场主流产品的水平㊂龙芯公司自主生态建设的主要瓶颈从CPU性能不足转向软件生态不够丰富㊂本文从指令系统㊁操作系统㊁二进制翻译㊁开源社区等方面介绍龙芯软件生态的建设进展及计划㊂1㊀推出自主指令系统架构LoongArch指令系统是CPU所执行的软件指令的二进制编码格式规范,是计算机的软硬件界面,是CPU和操作系统共同的根技术㊂一种指令系统承载了一个产业生态,如X86指令系统承载桌面计算机和服务器产业, ARM指令系统承载手持移动终端产业㊂就像中国人可以用英文写文章,但不可能基于英文发展中华民族文化,基于国外指令系统中国的信息产业可以做产品,但构建安全可控的信息技术体系和产业生态则不可能㊂2021年,龙芯公司基于20年的CPU研制和生态建设积累推出了龙芯指令系统架构LoongArch (Loongson Architecture),包括基础架构部分㊁虚拟化和二进制翻译㊁向量指令等扩展部分,近2000条指令㊂龙芯公司从2020年起新研制的CPU均支持LoongArch,包括3A5000㊁3B5000㊁3C5000及后续型号㊂LoongArch具有自主研发㊁技术先进㊁兼容生态三方面特点㊂自主研发:龙芯指令系统架构在整个架构的顶层规划各部分的功能定义;对每条指令的编码㊁名称㊁含义等都进行了自主设计,具有充分的自主性㊂技术先进:作为自主研发的新架构,龙芯指令系统架构从设计初始,一方面摒弃了其他传统指令系统中已经不适应软硬件设计技术当前发展趋势的部分陈旧内容,另一方面也吸纳了诸多近年来指令系统设计领域的先进发展成果,因此不仅在硬件方面是便于高性能低功耗的设计,而且在软件方面也易于编译优化以及操作系统和虚拟机的开发㊂兼容生态:龙芯指令系统架构在设计时充分考虑了兼容生态的需求,在融合了各国际主流指令系统主要功能特性的同时,也依托龙芯团队在二进制翻译方面十余年的技术创新积累,对多种国际主流指令系统实现了高效的二进制翻译,从而实现了对X86㊁ARM等指令系统平台上二进制应用程序的高效运行,达到了生态融合的目的㊂软件生态是龙芯指令系统架构能否成功的基础和关键㊂基于自主指令系统构建基础软件生态需要 2+ 3+3+2 的十大能力㊂一是需要迁移BIOS和操作系统内核到LoongArch,其中操作系统内核还包含虚拟化㊁图形㊁网络等驱动程序㊂二是三大编译器,包括GCC㊁LLVM和GoLang㊂三是三大虚拟机,包括Java㊁JavaScript和.NET㊂四是两大二进制翻译系统,包括从X86到LoongArch的二进制翻译系统和从ARM到LoongArch的二进制翻译系统㊂在上述 2+3+3+2 的十大能力基础上,就能够突破指令系统的壁垒,构建LoongArch的软件生态体系㊂龙芯公司通过长期的技术积累掌握了上述十大能力,奠定了应用软件生态全面持续发展的良好基础㊂2㊀建成基于LoongArch的基础软件技术体系㊀㊀基础软件技术体系是CPU生态发展的基石,在计算机应用和计算机硬件之间起到承上启下的关键作用㊂图1以层次结构的形式描述了基于LoongArch的软件技术体系㊂其中系统架构层㊁编译工具与运行环境层㊁专项技术层属于基础软件体系㊂系统架构层包括固件㊁内核㊁虚拟化系统㊁驱动系统等,其中虚拟化系统和驱动系统与内核紧密关联,也可以被认为是内核的组成部分㊂固件及内核除了与指令系统相关,还与硬件结构紧密相关㊂LoongArch的固件和内核块已经由龙芯公司完成开发并负责维护㊂为了实现操作系统级的二进制兼容,龙芯公司还制定了涵盖CPU㊁桥片㊁固件㊁操作系统内核的技术发展标准,实现了龙芯统一系统结构标准规范㊂在该架构规范下,一个操作系统的二进制可以在LoongArch的不同CPU和不同主板上直接安装运行㊂编译工具与运行环境层包括GCC编译器㊁LLVM 编译器㊁GoLang编译器三大编译器以及Java虚拟机㊁JavaScript虚拟机㊁.NET虚拟机三大虚拟机㊂有了上述编译工具,就可以构建出整个操作系统㊂上述三大编译器和三大虚拟机与指令系统紧密相关,已经由龙㊀㊀图1㊀基于LoongArch的软件生态层次结构芯公司完成开发并负责维护㊂专项技术层包括浏览器㊁图形系统㊁音视频系统㊁数据库㊁中间件㊁容器系统等㊂龙芯公司设置专门的团队负责浏览器㊁媒体播放器㊁图形系统㊁Docker容器等技术的开发和维护,并支持合作伙伴研发龙芯平台的数据库㊁中间件等软件产品㊂这些专项技术都已经在LoongArch平台落地生根,支撑各自领域规模化的产品应用㊂应用系统层包括办公软件㊁版式文件㊁微信㊁图形应用㊁科学计算㊁办公自动化㊁大数据及AI应用等㊂龙芯公司联合全产业链伙伴共同建设应用系统层的生态,主要的OA娱乐等应用厂商都已经发布了基于LoongArch的产品㊂经过多年的努力,LoongArch的基础软件趋于完善,下一步的研发重点将更加注重操作系统与应用的结合部,从应用兼容性和自主编程框架等方面取得突破㊂3㊀构建兼容及自主的编程框架应用的兼容性问题是Linux系统普遍存在一个问题,体现在基于Linux的不同操作系统(如Loongnix㊁统信㊁麒麟)应用不兼容以及同一操作系统随开源社区进行版本升级后可能导致原应用不兼容㊂例如,由于统信和麒麟操作系统打包格式㊁库版本的不完全一致,虽然同为Linux操作系统,即使在相同硬件上,应用开发者(如微信)仍需要分别针对统信和麒麟操作系统开展迁移工作,而且随着统信或麒麟操作系统的升级,可能还需要重新迁移㊂为了解决上述问题,龙芯公司正在实现LoongArch平台上不同厂家㊁不同版本操作系统的应用兼容框架㊂在该框架下,应用开发者(如微信)针对LoongArch的Linux平台只需要迁移一次(如迁移到统信平台上),当该应用在其他Linux平台(如麒麟或Loongnix)运行时,由龙芯公司开发的兼容包 提供 该应用需要的运行环境,实现该应用在其他Linux平台上的直接运行㊂实现跨Linux平台的应用兼容是一项综合容器㊁虚拟机及自主打包格式等在内的综合性技术,其中虚拟机主要针对操作系统内核升级引起的兼容性问题㊂自主操作系统的根本性标志是开发出自主编程语言和编程应用框架㊂操作系统生态是否繁荣的直接标志在于应用的数量,而应用产生于编程应用框架,是操作系统平台的重要组成部分㊂从某种意义上说,基于Linux的国产操作系统都不是自主操作系统,而是开源操作系统的自主发行版㊂Android也源于Linux,但同一个APP可以在不同厂家的Android手机上直接运行,且可以在升级后的Android平台上直接运行,就是因为Android设计了专门的编程语言和编程框架(Android Application Framework)㊂微软的Windows 和苹果的IOS也是如此㊂我国的操作系统由于没有自主的编程语言和编程框架,只能跟着开源的升级而不断升级,导致应用生态发散和无休止的适配㊂龙芯公司将在充分调研Android㊁IOS和Windows编程框架的基础上提出自主编程框架,实现从操作系统跟随性发展的 必然王国 走向自主发展的 自由王国 ㊂4㊀通过二进制翻译补充LoongArch软件生态LoongArch作为一种新型指令系统,在其原生软件生态成熟之前,可借助二进制翻译技术兼容支持X86㊁ARM等生态的应用,以弥补其早期应用生态的不足㊂作为LoongArch的原生软件生态的补充,构建从X86到Loongarch的体系结构翻译器LATX (Loongson Architecture Translator from X86),从ARM 到Loongarch的体系结构翻译器LATA(LoongsonArchitecture Translator from ARM)㊂LoongArch体系结构翻译器和之前翻译器工作的区别在于在LoongArch 定义时就充分考虑了多种指令系统二进制翻译的需求,强调更加紧密的软硬件协同,大幅提高了跨指令系统二进制翻译的效率㊂表1给出了LoongArch软件生态的结构㊂表1㊀LoongArch二进制翻译示意表Loongarch Linux APPs X86Windows/LinuxAPPsARM AndroidAPPs LAT from X86LAT from ARM Loongnix on LoongarchLoongarch实现从X86平台到龙芯平台的高效二进制翻译,需要从3个层面展开工作㊂一是实现从X86指令到LoongArch指令的二进制翻译㊂二是为了提高翻译效率,为提高X86二进制翻译性能增加专门指令,比如增加一个包含170多条指令的LBT(Loongson BinaryTranslation)扩展㊂三是为了运行X86的Windows应用,基于开源的Wine软件[7]在Linux上模拟出Windows的系统调用和驱动程序等功能,由于开源的Wine平台不够完善,需要对Wine进行完善和优化㊂龙芯二进制翻译系统将支持以下X86平台应用㊂(1)在龙芯平台上支持X86/Linux应用㊂X86/ Linux平台上有较为丰富的工程类软件,如EDA工具等㊂此外,X86/Linux上办公类软件也相对比较丰富,如腾讯QQ等㊂(2)在龙芯平台上支持X86/Windows应用㊂为了运行X86/Windows应用,不仅需要通过LATX实现对指令的翻译,还需要类似于Wine的平台模拟Windows环境㊂目前,基于LATX+Wine平台已经可以在龙芯3A5000上运行包括微信㊁PhotoShop等在内的X86/Windows应用㊂(3)在龙芯平台上支持X86/Windows外设㊂用户现场的不少老旧打印机未提供Linux系统驱动,无法在Linux类操作系统上使用㊂基于二进制翻译技术,在龙芯系统上采用虚拟化方式直接运行Windows原生驱动程序㊂目前,基于龙芯基础版操作系统Loongnix以及基于龙芯平台的商业操作系统已经开始集成支持此方案㊂到2021年年底,LATX已经发布了Alpha版㊂龙芯公司将在兼容性和性能两个方面持续改进和优化LATX和Wine,争取到2022年达到可用水平㊂在此基础上,龙芯公司开展了LATA二进制翻译器的研究㊂力争通过持续改进和优化,实现在 十四五 期间消除指令系统壁垒,在LoongArch平台上方便地运行X86和ARM平台的软件㊂5㊀推动LoongArch开源社区建设全球的信息产业已经构筑在了以开源软件为基础的开放技术体系之上,龙芯的软件生态将深度融入国际开源软件发展的大格局㊂图2描述了龙芯软件生态的层次关系㊂第一层是上游开源软件社区,如内核社区㊁JDK社区㊁FFMPEG社区㊁Moziilla社区等,龙芯公司将联合开源软件界的全球力量,实现对LoongArch 的社区原生支持㊂第二层是国内外的操作系统社区,如龙蜥社区㊁欧拉社区㊁龙芯Loongnix社区㊁Debian社区等,这些社区将基于第一层上游开源社区对LoongArch支持的软件版本发布支持龙芯CPU的社区版操作系统㊂第三层是商业操作系统,如统信操作系统㊁麒麟操作系统等,基于第一和第二层的工作成果,龙芯公司将支持和配合商业操作系统厂商研制支持龙芯CPU的品牌操作系统㊂在上游开源软件社区,LoongArch已得到国际开源软件界广泛认可与支持,正在成为与X86㊁ARM并列的顶层生态系统㊂龙芯公司积极推进在上游开源软件社区的LoongArch生态建设工作,已从国际GNU组织获得表征LoongArch的专属架构编号(ELF Machine 编号,258号)㊂至本文撰稿时,基础编译工具链Binutils㊁主流视频编解码库FFmpeg㊁浏览器Javascript 引擎V8等重要软件社区已经发布了支持LoongArch 的最新版本,Linux内核㊁GCC编译器㊁LLVM编译器㊁GLibc库㊁.Net等社区正在实现对LoongArch的原生支持㊂从2022年起,龙芯公司将每年投入一定的经费资助海外社区开发者的工作㊂在得到上游开源软件社区的支持后,LoongArch生态将随社区自动演进,可以极大地丰富支持LoongArch的软件版本,大幅减少软件迁移适配工作㊂图2㊀LoongRrch开源社区及商业操作系统㊀㊀龙芯公司积极参与国内外操作系统社区的工作,并组建了Loongnix操作系统社区㊂在与广大合作伙伴的共同努力下,国内的龙蜥㊁欧拉等操作系统社区都已发布了支持龙芯CPU的社区版操作系统㊂通过捐赠机器㊁资助开发者㊁派驻人员等形式,龙芯公司积极支持Debian㊁Alpine等国际操作系统社区的龙芯版本研发工作㊂龙芯公司依托龙芯开源社区(),强化基础软件核心组件的研发与优化,发布龙芯社区版操作系统Loongnix㊂作为龙芯软件生态建设的重要平台,Loongnix集成龙芯软件生态研发的最新成果,以 源码开放㊁免费下载 的形式进行发布,可应用于日常办公㊁生产㊁生活等场景㊂操作系统有两种典型的商业模式,一是微软的Windows闭源授权模式,二是谷歌的Android开源基础版模式㊂龙芯公司研制并提供基于LoongArch的基础版操作系统Loongnix,支持包括统信㊁麒麟在内的专业操作系统企业推出的品牌操作系统,并且同时支持整机和系统企业基于Loongnix的定制操作系统㊂龙芯公司基于Loongnix平台体系和操作系统发展模式,将统一系统架构㊁应用兼容框架等技术标准规范贯穿实施到产业技术链的各个环节,使得龙芯平台的操作系统实现跨整机兼容㊁CPU代际兼容和应用升级兼容㊂龙芯公司还组建了应用合作社,作为聚集开发者的平台和发布应用的渠道㊂通过商务模式创新,龙芯公司聚集国内外的应用开发者开发应用,通过规范组织和管理,实现应用生态的繁荣发展㊂6㊀结束语我国信息产业的根本出路在于构建独立于Wintel 体系和AA体系的自主信息技术体系㊂基于自主研发的CPU构建自主可控的信息技术体系任重道远,,但前途光明,有利于国家产业发展和人民生活改善㊂指令系统和生产工艺是信息产业的两个重要基石㊂构建自主信息技术体系必须而且只能基于自主指令系统㊂本文从龙芯指令集系统㊁操作系统㊁二进制翻译㊁开源社区建设等方面介绍了基于自主指令系统构建软件生态的已有进展和工作计划㊂预计再经过1~2年的努力,就能够完成上述基于LoongArch的基础软件生态建设,引领我国基础软件的生态建设从以前的跟随性发展道路走向自主发展道路㊂参考文献[1]OFweek电子工程师网.我国电子信息百强利润总额884亿元不抵苹果一半[EB/OL].(2018-08-09)[2022-02-23]./2012-08/ART-8100-2800-28631174.html.[2]证券时报.苹果2016年营业利润占全球市场份额近八成[EB/OL].(2017-03-09)[2022-02-23].http:// /2017/0309/13099890.shtml. [3]Apple Inc.Form10-K for the fiscal year ended september 29[R],2018.[4]联想集团有限公司.2018/19年报[R],2019.[5]Intel Corporation.2018Annual Report[R],2019.作者简介:胡伟武㊀龙芯中科技术股份有限公司董事长兼总经理,中国科学院计算技术研究所研究员㊁博士生导师,主要研究方向为计算机体系结构高翔㊀㊀龙芯中科技术股份有限公司董事㊁副总裁,博士,教授级高级工程师,主要研究方向为计算机体系结构㊁操作系统等,全程参与龙芯处理器的研发与产业化工作张戈㊀㊀龙芯中科技术股份有限公司董事㊁副总裁,博士,教授级高级工程师,主要研究方向为计算机体系结构,负责龙芯处理器在信息系统领域的产业化推广与生态合作Building the software ecosystem for the Loongson instructionset architectureHU Weiwu,GAO Xiang,ZHANG Ge(Loongson Technology Corporations Limited,Beijing100190,China) Abstract:It is essential to build a new information technology ecosystem besides Wintel(Intel CPU+Windows OS) and AA(ARM CPU+Android OS).This paper introduces the Loongson instruction set architecture(LoongArch)and considerations and progresses about building the software ecosystem for LoongArch on the aspects of operation system, binary translation and open source software community.Keywords:Loongson instruction system architecture;Loongson basic operating system;application compatibility framework;autonomous programming framework;binary translation(收稿日期:2022-02-23)。
龙芯 2 号和 3 号处理器嵌入式开发指南说明书
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龙芯中................................................................................................................................................. 1 第一章资源获取............................................................................................................................... 2 第二章 Pmon ...................................................................................................................................4
2.2.1 安装 makedepand......................................
龙芯-自主CPU发展道路(信创)
自主CPU 发展道路胡伟武龙芯中科技术有限公司中国科学院计算技术研究所2020.04中国关键信息基础设施技术创新联盟大学生网络安全尖锋训练营发展核心技术的两条路线•市场换技术（如汽车产业）•通过合资等方式把中国市场给予国外企业，希望在合资过程中得到先进技术•境外主要CPU 企业均通过合资或授权方式成为“自主CPU ”•强调自主CPU 要“融入”已有生态•市场带技术（如航天产业）•通过体制内市场引导，带动技术进步，再参与体制外市场竞争•龙芯CPU 自主编写CPU 源代码，并在应用中不断演进•强调自主CPU 要建立自主生态（独立于Wintel 体系和AA 体系）•龙芯走的是市场带技术的道路•要同台竞技先通过楼梯“上台”•一步楼梯就是一次在市场应用中试错：性能的提高和生态的完善中国关键信息基础设施技术创新联盟大学生网络安全尖锋训练营龙芯CPU 在试错中发展过程•2001年在中科院计算所开始研制龙芯CPU•863、973、NSFC 、核高基重大专项等支持，完成了近十年的技术积累•2010年龙芯团队转型成立公司•与市场结合，把科学院的技术（样品）转换成产品，肃清“学院派”流毒•在行业市场的带动下，在试错中上了几级“楼梯”•2011-2014年：装备设备领域试点应用，万片/年•2015-2018年：电子政务领域试点应用，十万片/年•2019-2022年：关键行业信息基础设施全面推广，百万片/年•在多轮“试错”中，技术平台和产业链不断完善•性能不断提高，逼近市场主流CPU 的性能•形成了包括近千家企业的产业链，自主可控的信息产业体系正在形成中国关键信息基础设施技术创新联盟大学生网络安全尖锋训练营龙芯曾经的“世界先进水平”•MIT Review 的连续报道•国内媒体的转载•各级领导的贺信•实际上的不可用•多核浮点峰值性能高•通用处理性能不行•差距到底在哪里？中国关键信息基础设施技术创新联盟大学生网络安全尖锋训练营自主CPU 与国外先进水平主要差距？•通用处理能力不行还是浮点峰值不行？•需要计算、访存、IO 能力的平衡：用SPEC CPU 大致衡量•单核性能不足还是核数不够？•一群小学生谈不上“人多力量大”•设计能力不行还是工艺不行？•Intel 使用130nm 工艺实现Pentium IV 主频4GHz•龙芯的设计原则•练好内功，通过设计优化提高单核通用处理性能•3A4000/3B4000基本完成单核通用处理性能“补课”中国关键信息基础设施技术创新联盟大学生网络安全尖锋训练营龙芯CPU 在迭代中发展•第一代（2013/2014）基本可用（小学毕业）•3A1000、3B1500•单核通用处理性能低（SPEC CPU2006分值2-3分）•第二代（2016/2017）可用（中学毕业）•3A/B2000、3A/B3000、7A1000（2D GPU ）•单核通用处理性能提高到3-5倍（10-11分），超过凌动系列•第三代（2019/2020）好用（大学毕业）•3A/B4000、3A/C5000、7A2000（3D GPU ）•单核通用处理性能提高到2-3倍（20-30分），达到AMD 水平（市场主流CPU 使用GCC 编译的单核分值为20-40分）中国关键信息基础设施技术创新联盟大学生网络安全尖锋训练营龙芯3A4000：相同工艺性能成倍提高•继续使用28nm 工艺，通过设计优化提高性能（tock ）•SPEC CPU2006单核peak 分值双21分，base 分值双18分•28nm ：3B1500(3/2.4) => 3A3000(11/10) => 3A4000(21/21)•反映传统桌面性能的SPEC INT2000的单核base 分值从930分提高到2090分•3B4000支持四路直连，四路服务器性能是3B3000双路服务器的四倍•科学计算性能是3A3000的四倍以上：支持128/256位向量•虚拟机效率大幅提高：88% => 98%•片内安全机制•对Meltdown 免疫，Spectre 基本免疫；支持MD5、AES 、SHA 等加解密算法•实现片内（核外）专门可信模块（普密、商密），把纪检组派驻办公室•在CPU 核内通过访问控制监控操作系统行为，纪检组派驻“家里”中国关键信息基础设施技术创新联盟大学生网络安全尖锋训练营下一步：提高主频和核数（tick ）•3A5000工艺改进提高主频，2020H1流片•12nm ，4核3A5000，2.5GHz ，单核性能30分左右•内存控制器延迟/带宽优化，LLC 增加一倍•与3A4000可实现原位替换，操作系统级二进制兼容•3C5000工艺改进增加核数，2020H2流片•12nm ，16核3C5000，支持4-16路服务器•先用四片3A5000封装成16核“准3C5000”，与3A5000同步推出•自我鉴定：通过20年积累完成CPU 性能“补课”•SPEC CPU2006分值：>10分/GHz ；大学毕业•通用处理性能与AMD 相当，不辜负国外媒体十年前的“期待”中国关键信息基础设施技术创新联盟大学生网络安全尖锋训练营不辜负国外媒体十年前对龙芯的“期待”中国关键信息基础设施技术创新联盟大学生网络安全尖锋训练营•操作系统的两种商业/技术模式•专门企业卖License ：桌面、服务器（Windows ）•设备企业基于（社区/商业）基础版开源OS 维护：手机、工控、服务器（Linux ）、通信、BAT•龙芯提供开源的基础版开源OS ：支持OS 、整机、应用企业•学Intel 统一系统架构，实现OS 跨平台兼容•学谷歌和微软统一应用接口，实现APP 跨平台兼容•学Apple 以用户体验为中心进行系统梳理和优化（尤其是图形系统）龙芯操作系统支撑软件生态建设中国关键信息基础设施技术创新联盟大学生网络安全尖锋训练营龙芯操作系统的“两个面”•面向硬件：对不同主板实现二进制兼容•Wintel 系统：一套OS 二进制在不同主板上安装、十年前的XP 在今天的主板上安装•ARM 系统做不到OS 的二进制兼容（华为手机OS 不能装在小米手机上）•涉及OS 、BIOS 、OS 、桥片等多方面规范（如地址空间安排、8259中断控制器等）•ARM 只管住CPU 核及AMBA 总线，Intel 管住UEFI 、PCI 软件协议等•面向应用：对不同应用实现二进制兼容•API （C 、JS 、Java 、QT 、.NET 等）是建生态的必争：微软和SUN 、谷歌和Oracle 的官司•我国用JS 和Java 编程工程师数以百万计，但会写JS 和Java 虚拟机的不到百人•Android 的APK （Android Application Package ）保证Android 上APP 兼容•开源软件的无组织性：浏览器升级就会导致应用不兼容•龙芯通过基础版操作系统管住“两个面”中国关键信息基础设施技术创新联盟大学生网络安全尖锋训练营龙芯OS 在试错中趋于成熟•功能丰富•关键功能软件，如浏览器、Java 、Flash 、Docker 、KVM•大量IO 驱动，如打印机、扫描仪、高拍仪、身份证读卡器……•架构稳定•实现操作系统对不同主板及升级后的CPU 二进制兼容•涉及CPU 、桥片、BIOS 、OS 的大量细节规范•性能优化•性能成倍提高，从被动优化到主动优化•打通技术链，在每个局部都不如国外的情况下整体性能优于国外系统•问题收敛•应用现场问题追溯到CPU 和OS 的越来越少•成熟度接近Windows XP 的水平（多轮快速迭代后达到十几年稳定）中国关键信息基础设施技术创新联盟大学生网络安全尖锋训练营从inside 到outside•经过20年的发展，到2020年自主CPU 和OS 基本完成“补课”•百万片规模的应用验证了自主CPU 的成熟度•CPU 通用处理性能达到AMD 水平，OS 成熟度接近Windows XP 的水平•应用不够丰富和产业不配套成为自主CPU 和OS 发展的下一个瓶颈•过去我国的信息化应用主要构建在国外Wintel 和AA 等平台上•产业链配套不足：CPU 、GPU 、网络等的配套•CPU 与应用软硬件企业相向而行•龙芯完善基础软件环境（如.NET 等）和配套芯片（如GPU 、电源时钟芯片）•信息化应用软件企业把Windows 上的应用软件往Linux 平台上迁移中国关键信息基础设施技术创新联盟大学生网络安全尖锋训练营打造自主信息产业命运共同体•保持股权结构、技术、商业模式的开放性•不依附于X86和ARM 的生态：依附X86和ARM 做产品还可以，不可能做自主体系•在主流自主CPU 中，龙芯是唯一没有被整机企业控股的：Intel 模式vs. IBM 模式•以芯片、整机、集成为主要环节打通产业链：共商、共建、共享•进行“兜底”的技术服务•自主信息化是个新生事物，即使是X86和ARM 的Linux 系统也有很多问题•抓住芯片、整机、集成、应用四个主要环节，主动收集问题、提供服务•通过多种方式支持龙芯产业孵化•在中心城市建立子公司，并形成产业集聚，建立产业联盟和适配基地•龙芯产业孵化资金、龙芯产业投资基金、各级政府支持龙芯生态建设中国关键信息基础设施技术创新联盟大学生网络安全尖锋训练营不忘初心：我国计算机事业的发展阶段•第一阶段（1950-1980）：完全自主但没有市场•1956年成立中科院计算所：十二年规划的四大紧急措施之一•在封锁的情况下打破封锁，为“两弹一星”研制计算机•第二阶段（1980-2010）：完全市场化但丧失自主性•造不如买：研究工作从计算机的两大核心技术退出：CPU 和OS 。
基于“龙芯3B”的万亿次高性能计算机研制成功
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基于” 龙芯３ Ｂ ” 的万亿次高性能计算机研制成功
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ：
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自主设计的 “ 龙芯３ Ｂ ， ＇ 八核处理 器的万亿 次高性 能计算机 “ Ｋ Ｄ一 ９ ０ ” ，由中国科 学技术大 ；
！ 学与深圳大学联合研制成功，日 前在合肥通过专家组鉴定。
［ ５ ］王 宝金． 热磨机磨 盘 实际间 隙精确 测量与 主轴运行 状 态监测 的研 究 ［ Ｄ］． 南京 ：南京林业大学 ，２ ０ ０ ４ ．
的实用 电路 。电路构成简单 ，测量精度高 ，稳定 性好 ，测量及时准确 ，为改进主轴设计提供 了测 试数据资料 。
第一作者简介 ：陈 发表论文 １ ０ 篇。
虹 ，女 ，１ ９ ６ ２ 年生 ，河南人 ，大学本 （ 编辑 ： 王智圣）
科 ，高级 Ｔ程师 。研究 领域 ：检测技术与 自动化装置 。已
ｆ … …… … … …… …… …… …… …… … … … … … … … 一 …… …… …… …… … … … … …… …… … … …… 、
［ ２ ］ 梁 森 ， 欧 阳 三 泰 ， 王侃 夫．自动 检 测 技 术 及 应 用 ［ Ｍ］． 北京：机械 工业 出版社 ，２ ０ ０ ６ ． ［ ３ ］宋雪 臣． 传 感 器与检 测技 术 『 Ｍ］． 北京 ：人 民邮 电出
版 社 。２ ０ ０ ９ ．
［ ４ ］陈振辉 ，马 平 ，吴球红 ，等． 基 于ＭＡ Ｘ１ ９ ７高速主 轴
回转 误 差 的 测 量 ［ Ｊ ］． 机 电工 程技 术 ，２ ０ ０ ８（ １ ） ：
５ ７ ７ ６ ０ ．
３ 结束语
对高速旋转 主轴运行时径向跳动量 的精确测
CPU架构：CPU架构详细介绍
CPU架构：CPU架构详细介绍1 概述CPU架构是CPU商给CPU产品定的⼀个规范，主要⽬的是为了区分不同类型的CPU。
⽬前市场上的CPU分类主要分有两⼤阵营，⼀个是intel、AMD为⾸的复杂指令集CPU，另⼀个是以IBM、ARM为⾸的精简指令集CPU。
不同品牌的CPU，其产品的架构也不相同，Intel、AMD的CPU是X86架构，IBM公司的CPU是PowerPC架构，ARM公司的CPU是ARM架构，国内的飞腾CPU也是ARM架构。
此外还有MPIS架构、SPARC架构、Alpha架构。
2 X86架构X86架构（The X86 architecture）是微处理器执⾏的计算机语⾔指令集。
X86指令集是美国Intel公司为其第⼀块16位CPU(i8086)专门开发的，美国IBM公司1981年推出的世界第⼀台PC机中的CPU--i8088(i8086简化版)使⽤的也是X86指令。
同时电脑中为提⾼浮点数据处理能⼒⽽增加的X87芯⽚系列数字协处理器则另外使⽤X87指令，，包括后来 Intel 80186、80286、80386以及80486，由于以“86”作为结尾，以后就将X86指令集和X87指令集统称为X86指令集。
虽然随着CPU技术的不断发展，Intel陆续研制出更新型的i80386、i80486直到今天的Pentium 4(以下简为P4)系列，但为了保证电脑能继续运⾏以往开发的各类应⽤程序以保护和继承丰富的软件资源，所以Intel公司所⽣产的所有CPU仍然继续使⽤X86指令集，所以它的CPU仍属于X86系列。
x86架构CPU主要应⽤领域：个⼈计算机、服务器等。
在PC端市场Wintel组合（windows系统 + intel处理器）占据了⼤部分江⼭，另外⼀部分有ADM占领。
⽬前国内有兆芯，从AMD和VIA获取授权，研发⾃⼰的X86CPU，有其它国产CPU + 国产操作系统（linux系）可以⽤于教育和事业单位以及军⼯⾏针对的是特殊⽤户，国产CPU和操作系统想进⼊民⽤市场，由于性能、价格以及⽣态系统等，仍需要继续优化打磨以及⼀个合适契机。
曙光推出第一台完全自主的基于龙芯的防火墙
成 功 案 例
计 算 机 与 网 络 创 新 生 活
曙光推出第一台完全 自圭的 基于龙芯的防火墙
２０ ０ ７年 ８月 ７ 日， 光 公 司举 行 了 曙 输 入 ／ 出 的控 制 。一 颗 输 芯 片 由 几 百 万 个 甚 至 几 亿 个 晶 体 管 构 成 。 以 说 只 可
曙 光 ２０ ０ ３年 就 推 出 了 自主 研 发 的 防 火 墙 软 件 系统 ， 有 软 件 著 作 权 登 记 拥 证 ， 过多年的积累， 经 已经 非 常 成 熟 。 目 前． 随着 龙 芯 ２ Ｅ的 成 熟 ， 出软 硬 件 完 推 全 自 主 的 防 火 墙 安 全 系 统 已经 水 到 渠
统 、Ｐ Ａ 内 容 过 滤 技 术 等 陆 续 问 世 。 ＦＧ
２０ ０５年 。 光 整 合 服 务 器 安 全 与 网络 安 曙 全 。 成 了 “ 体 安 全 ” 特 布局 。 目前 ， 形 立 独
曙 光 的 安 全 产 品 已经 在 全 国 各 政 府 系
火 墙 中 的应 用 ， 仅 为 产 品 带 来 更 高 的 不 安 全 性 ， 更 大幅 度 降 低 了 产 品 的 成 本 ，
计 者 在 某 些 咋 管 上 “ 了 后 门 ”谁 也 开 ， 无从 知 晓 ， 样 就 造 成 了 安 全 隐 患 。 政 这 府 采 购 中对 安 全 产 品 有 特 殊 要 求 ， 般 一 都 要 求 采购 “ 自主可 控 的 国产 安全 产 品 ” ， 但 目前 市 场 上 的 防 火墙 产 品都 缺 乏 完 全 的“ 自主可 控 ” 防火 墙 产 品是 软 硬 件 一 。
体 化 的 产 品 ，硬 件 平 台一 般 都 采 用 国外
核 心芯 片 ，软 件 ＯＥ 国 外 产 品 也 不 鲜 Ｍ 见 ， 安 全 的 背 后 隐 藏 着很 多 不 安 全 的 在
统信服务器UOS操作系统-产品白皮书
CONTENTS目录w w w.u n i o n t e c h.c o m01.引言 (1)1.1.行业背景 (1)1.2.关于统信 (2)02.问题与挑战 (3)2.1.行业现状 (3)2.2.解决思路 (4)03.产品介绍 (5)3.1.产品简介 (5)3.2.应用领域 (6)3.3.核心优势 (6)04.产品功能与特点 (8)4.1.服务器操作系统架构 (8)4.2.功能描述 (9)05.产品指标与参数 (15)5.1.外部环境 (15)5.2.性能参数 (16)5.3.安装部署 (16)5.4.系统运维 (17)5.5.软件运行 (18)06.典型应用方案 (19)6.1.自主可控应用 (19)6.2.网络服务应用 (19)6.3.电子政务应用 (20)6.4.关键行业应用 (20)6.5.安全可信应用 (20)07.用户案例 (21)7.1.某市级银行机构服务器操作系统国产化项目 (21)7.2.国家某总局业务系统灾备项目 (22)7.3.某行企业投融资服务中心中小企业信用平台 (22)08.服务与支持 (23)8.1.远程服务 (23)8.2.现场服务 (23)8.3.培训服务 (24)8.4.定制服务 (24)8.5.顾问服务 (24)8.6.联系我们 (24)第1 页01.引言1.1.行业背景当今社会，信息安全已然上升为国家战略，发展国产操作系统是必要需求。
相关安全事件敲响了国家层面信息安全的警钟，而贸易事件对于芯片、操作系统等关键基础软硬件的限制，也使得信创成为国家战略。
另一方面，微软+英特尔形成的Wintel体系处于垄断地位，微软的Win7/XP 系列停止维护，也使信息安全处于漏洞威胁之下。
在数字经济时代，发展国产操作系统已成必然需求。
操作系统行业壁垒较高，生态建设是关键，基于开源是最佳选择。
从零开发一款成熟的操作系统所需的资源投入巨大，而生态体系是确保操作系统可用、好用的根本保障，这两方面形成了操作系统产品的超高壁垒。
国产芯片服务器的政府采购名录分析
国产芯片服务器的政府采购名录分析2018 年 5 月 17 日，中央国家机关发布《2018-2019 年信息类及空调协议供货采购项目的征求意见公告》，披露包含打印机、计算机（台机和笔记本）、空调、交换机、服务器五类产品采购及招标标准。
其中，服务器产品技术标准体系产生重大调整，首次增设国产芯片服务器类别，搭载龙芯、飞腾、申威等国产芯片服务器被正式纳入党政军采购协议中。
点评：1、国产替代环境日臻成熟，党政军规模化替代有望打开局面在2017-2018 年发布的政府信息类设施采购协议中，仅有国产芯片台式机与笔记本被纳入正式采购名录，在服务器采购方面基本采用搭载英特尔 E 系列芯片的产品。
然而，2018 年1 月爆发的英特尔芯片“后门”事件，以及 3 月中美贸易战博弈激化导致的“中兴禁运”事件，都显示出我国在信息设施与网络安全领域面临着严峻的外部挑战，因此提升内需、创造国产软硬件生态环境成为了重要议题。
如果本次征求意见得以执行，国产芯片服务器有望正式入局党政军采购名录，一方面彰显了我国政府在推动国产替代、自主可控产业上的决心，另一方面也印证了国产芯片设计、制造、应用水平的不断提升，随着党政军规模化应用的深入，有望将继续释放产业利好信号，对业内供应商产生较大影响。
2、国产芯片服务器性能已可满足政务办公基本需求在具体国产芯片服务器采购细节方面：1）2018-2019 政府拟采购服务器及配套设备件数尚未披露，但参考去年采购数量，预计今年存在至少达到 6 万台以上水平可能性；2）型号与性能方面，要求服务器芯片性能分别大于龙芯 3B1500 、飞腾1500A-16 以及申威 1621 等。
这三款服务器芯片性能相近，满足办公、影音、网络应用等需求尚有余力。
3、国有芯片厂商替代进一步深化，利好自主可控概念标的随着我国国有芯片处理器深入政府采购名录，预期自主可控产业相关标的有所受益。
重点推荐个股：中国长城、中国软件、北信源、纳思达、太极股份、航天信息、华宇软件、浪潮信息、浪潮软件。
关于西气东输ESD系统报错的探讨和可行性优化建议
彭 太种 王 海峰 王 多 才 田 家兴
苍
松
赵 廉 斌
（ 中国石 油西 气东输 管道 公 司压 缩机 处 ， 北 武 汉 ４ ０ ７ ） 湖 ３ ０ ３
摘 要
介 绍 了 Ｅ Ｄ 系统 中的 Ｈ ＭＡ 模 块 在 西 气 东输 应 用 中 出现 Ｅ ｒ ｒ 警 的 情 况 。 对 Ｈ Ｍ 发 生 Ｅ ｒ ｒ 警后 影 响 生产 的 Ｓ Ｉ ｒ 报 ｏ 针 ｌＡ ｒ 报 ｏ
２ ８
关 于 西 气 东输 Ｅ Ｄ系 统 报错 的探 讨 和 可 行性 优 化 建 议 Ｓ
关于西气东输 Ｅ Ｓ Ｄ系统报错的探讨和可行 Ｉ优化建议 生
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发 生 在 Ｆ Ｉ ０ ８ Ｏ 类 型 的模 块 上 。 ３ ＤＯ ２ ／ １
控 制 器 Ｃ Ｕ停 止 应 用 程 序 的 执行 ， 有 硬 件 和 软 件 的测 试 都 会 Ｐ 所 结 束 ， 所 有 的 输 出将 被 重 置 。只 能 在 “ Ａ Ｔ （ ｒｇａ Ｐ Ｄ ” Ｐｏ ｒｍｍｉ ｎ ｇ ａ ｄ ｄ ｂ ｇ ｉｇ Ｔ ｏ） ｎ ｅ ｕ ｇｎ ｏ １中通 过 “ ｅ ｏ ｔＲ ｓ ｕｃ ” 令 将 ＣＰ Ｒ ｂ ｏ ｅ ｏ ｒｅ 命 Ｕ 重 启 。 模块 的输 入信 号 被 置 为 Ｏ后 ， 果 为 常 闭 点 ， 会 误 触 发 如 将
Loongson-龙芯公司简介
通 用 事 业 部
嵌 入 式 事 业 部
安 全 应 用 事 业 部
研 发 中 心
产 品 部
市 场 部
财 务 部
综 合 部
风 险 控 制 部
下属分子公司 北京龙芯中科技术服务中心有限公司
公司背景 公司业务 产业化进展 合作伙伴
北京龙芯中科技术服务中心有限公司
公司业务
公司业务：龙芯IP核授权、龙芯系列芯片销售与服务、其它定制服务。
消费电子、网络应用、工业控制等
低速设备
低速设备
总线
验证环境的自动搭建 版图自动生成
北京龙芯中科技术服务中心有限公司
小CPU：龙芯1F、1G 龙芯产品－芯片系列（1F、1G）
龙芯 芯片： 0.13um GS232 双发射32位处理器核 指令Cache和数据Cache各16KB 2D GPU，VGA＋DVO双显示，AC97 32位DDR2，PCI/PCIX总线接口 高速接口：SATA*2, USB*6, GMAC*2 低速接口：LPC，SPI，UART， I2C，PWN，CAN， GPIO，PS2， NAND，RTC 电源管理：ACPI 既可以作为独立SOC，也可以作 为PCI南桥 2010Q3样片，2011Q2产品 龙芯 芯片：
0.13um GS232 双发射32位处理器核 指令Cache和数据Cache各16KB LCD显示控制器，AC97 32位DDR2 高速接口：USB*1, GMAC*2 低速接口：SPI, UART, I2C, PWN, GPIO, NAND, RTC 电源管理：ACPI 2010Q3样片，2011Q2产品
北京龙芯中科技术服务中心有限公司
大CPU：龙芯3C
龙芯产品－芯片系列（3C）
龙芯
中央处理器十大品牌简介
英伟达（NVIDIA）
总结词
以图形处理器起家，逐渐涉足中央处理器的知名品牌。
详细描述
英伟达（NVIDIA）成立于1993年，总部位于美国加州，起初以图形处理器为主要业务。随着技术的发展，英伟 达逐渐涉足中央处理器领域，推出了如Tegra、Xavier等系列中央处理器，广泛应用于汽车、无人机、机器人等 领域。
英伟达（NVIDIA）
总结词
领先的图形处理器制造商，进军人工智能领域。
详细描述
英伟达是全球领先的图形处理器制造商，其产品广泛应用于游戏、专业图形和人 工智能等领域。英伟达的GPU性能卓越，支持深度学习等复杂计算任务。近年来 ，英伟达积极进军人工智能领域，推出了一系列相关产品和技术。
联发科（MediaTek）
以低功耗芯片设计著称，在移动设备 领域具有重要地位。
详AR细M（描A述dvanced RISC Machines）
成立于1990年，总部位于英国剑桥， 是一家专门从事低功耗芯片设计的公 司。ARM的芯片架构被广泛应用于移 动设备领域，如智能手机、平板电脑 等，成为了移动设备领域的重要基石 。
华为海思（Hisilicon）
总结词
专注于移动设备处理器，市场份额大。
详细描述
联发科是全球最大的移动设备处理器制造商之一，其产品广泛应用于智能手机、平板电脑和物联网设 备等领域。联发科的处理器在性能、功耗和集成度方面具有优势，且价格相对较低，因此在中低端市 场占据较大份额。
高通（Qualcomm）
总结词
领先的移动通信芯片制造商，技术领先 。
龙芯（Loongson）
总结词
中国自主研发的中央处理器品牌，具有自主 知识产权。
详细描述
龙芯（Loongson）是中国自主研发的中央 处理器品牌，具有自主知识产权。龙芯系列 中央处理器在政府、教育、能源等领域得到 广泛应用，对于推动中国集成电路产业的发
国产“龙芯”了解及发展历程回顾
国产“龙芯”了解及发展历程回顾
作为服务器的核心，CPU的技术一直备受瞩目，我国也在很早之前就确定了要独立自主发展国产CPU的科技战略。
英特尔14nmCPU、3D芯片、IBM最新的10nm碳纳米晶体管CPU，ARM最近也高调进军服务器芯片市场，当国外这些新CPU技术你追我赶的时候，不禁要问，国产CPU何时赶上西方的脚步？最近有消息称32nm制程工艺的8核的龙芯3B将会在2013年早些时候推出。
据称龙芯处理器的总设计师胡伟武将会参加明年2月份的国际固态电路会议（ISSCC），素有集成电路行业的奥利匹克大会的国际固态电路会议（ISSCC），是目前世界上规模最大、水平最高的固态电路国际会议。
各个时期国际上最尖端的固态电路技术通常首先在该会议上发表。
早在2010年2月份，当时胡伟武就带着龙芯参加了那次ISSCC会议。
2013 ISSCC。
北斗总师：国产航天级CPU、FPGA等核心器件已100%自主可控
北斗总师：国产航天级CPU、FPGA等核心器件已100%自主可控导读：近日，北斗三号系统卫星总设计师林宝军出席公开活动时表示，北斗三号卫星目前核心器件包括国产龙芯CPU、国产FPGA、国产ASIC、载荷的微波器件等全部实现自主可控。
图：中科院北斗卫星团队林宝军自2011年起任北斗三号卫星总设计师，全面主持了导航卫星研制工作，带领团队攻克了数十项核心关键技术。
林宝军回忆，当时做北斗卫星，一开始卫星是几吨重，用的还是全世界最好的器件。
图：北斗三号总师林宝军同时，北斗三号卫星的“心脏”使用国产龙芯CPU（即龙芯3A抗辐照型），同时还用上了国产FPGA、ASIC和微波器件等，核心器件实现100%自主可控，彻底扭转卫星关键部件依赖进口受制于人的局面。
据芯片大师了解，截至2020年，就有10颗北斗导航卫星搭载了龙芯3号CPU，同时进入卫星的还有国产Flash和功率放大器等器件，具体供应商不得而知。
图：和龙芯1E/1F同代的龙芯1A CPU其实早在2015年，林宝军就首次在卫星上使用了龙芯CPU，而且一用就是两款——龙芯1E和龙芯1F抗辐照处理器。
据北斗卫星研发人员介绍，新一代北斗卫星上有3个被称为“单机”的黑盒子，每个约有4本400页的32开图书摞起来那么大。
其中两个黑盒子里，每个装了2片龙芯1E芯片和4片龙芯1F芯片。
龙芯1E负责进行常规运算，龙芯1F完成数据采集、开关控制、通讯等处理功能。
尽管龙芯1家族采用180nm CMOS工艺、400万晶体管的性能落后于航天大国水平，但与当时在国际上能买来的芯片相比，龙芯1E和龙芯1F的性能还是要更好一些，处理能力和可靠性也能打平。
图：ATMEL宇航级芯片AT697F另外，当时龙芯1E和龙芯1F的售价仅为几万元一片，而西方愿意出售给中国的宇航级芯片中，例如性能为100MIPS的美国ATMEL AT697F要20万到30万元一片，性能更好价格高达上百万元一片。
最关键的是，龙芯1E/1F的出现使国产CPU首次具备了较强的抗辐照能力。
国产CPU再创佳绩，出货量达30万，明年将达到AMD水平！
国产CPU再创佳绩，出货量达30万，明年将达到AMD水平！众做周知，在桌面级CPU领域一直以intel和AMD作为主导，我们很少听到其他品牌的CPU能够撼动他们的地位。
近年来随着国内技术的不断进步，由我国自主研发的PC芯片“龙芯”取得了骄人的成绩，龙芯官网显示在1年的时间内，龙芯3A/B3000处理器芯片累计出货量已经达到了30万，虽仍然无法与intel和AMD相提并论但是我们正在将这个差距不断缩小。
龙芯3A/B3000处理器芯片芯片有多强？我们接触最多的处理器芯片一般都是intel和AMD，龙芯3A/B3000的水平已经达到了15年英特尔i5 5代处理器的水平，与AMD相比也已经达到了Athlon X4 845的水平，这些性能虽然不能满足人们日常的需求，但是对于特殊行业确实带来了更大的便利，比如在军事、医疗、金融、教育等行业已经做出了卓越的贡献。
随着中芯国际14nm工艺能够开始量产，明年的龙芯不再使用28nm的工艺进而使用更加先进的14nm工艺，到时候龙芯将达到AMD第一代Zen的技术水平。
我们都知道2017年AMD推出“Zen”架构，Zen架构推出以后提高了时钟周期的指令集，降低了功耗以提高运算速度，对于AMD来说算是一个巨大的突破。
那么有人会问，龙芯那么优秀为什么我们在市面上却很少看到呢？目前市面上应用龙芯的设备确实还是比较少，龙芯作为一款由我国自主研发的芯片对于安全性还是比较高，主要用于军事和医疗服务器和特殊的设备等，因为龙芯目前不能支持windows平台所以也就无法在市面上发行，目前采用的龙芯的设备有福珑2E迷你电脑、龙梦“逸珑”笔记本，红日3A服务器和各种应用开发板等。
龙芯处理器有什么优势呢？龙芯现在已经有18年的研发时间，同intel和AMD这些研发已经超过50多年的老牌企业来说拥有现在的成绩已经值得肯定了，有了龙芯之后我们可以组建自己的路由器（目前华为已经有搭载国产芯片的路由器），完全自主研发的国产电脑，服务器、电视等不再仅仅依靠进口来解决。
中科院公布龙芯进展 明年目标性能锁定P4 1G
中科院公布龙芯进展明年目标性能锁定P4 1G
佚名
【期刊名称】《软件》
【年(卷),期】2003(000)012
【摘要】2003年12月20日，在中科院计算所开放日上展出了龙芯2号，公布了龙芯CPU的最新研究进展。
【总页数】1页(P5)
【正文语种】中文
【中图分类】TP332
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