龍芯CPU亮相,64核心128線程,差距已縮短至4年!
在最近舉辦的中關(guān)村論壇年會上,國內(nèi)的芯片研發(fā)公司龍芯中科公布了一款重磅產(chǎn)品,發(fā)布了新一代服務(wù)器處理器龍芯3C6000/D及雙路系統(tǒng)
全新服務(wù)器處理器采用64核128線程的強悍配置,還有100%國產(chǎn)化率加持,讓國產(chǎn)高性能CPU進(jìn)一步逼近國際第一梯隊,與行業(yè)巨頭英特爾的差距已縮短至4年以內(nèi)。
龍芯中科的這一技術(shù)突破,不僅填補了國產(chǎn)服務(wù)器芯片在高性能計算領(lǐng)域的空白,更為中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的自主可控發(fā)展注入強心劑。
首先是性能對標(biāo)國際旗艦,多路互聯(lián)技術(shù)成亮點。
此次亮相的龍芯3C6000/D處理器的架構(gòu)非常獨特,搭載兩顆32核處理器,通過龍芯自研的“龍鏈技術(shù)”實現(xiàn)了片間高效協(xié)同。
通過龍鏈技術(shù)的實現(xiàn),使得龍芯3C6000/D處理器總規(guī)模達(dá)到了64核128線程。
根據(jù)龍芯官方公布的結(jié)果來看,單顆16核3C6000/S的 性能可對標(biāo)英特爾10nm至強4314(16核/135W);雙硅片封裝的32核3D6000 (3C6000/D)可匹敵至強6338(32核/205W)。
因此擴(kuò)展至64核128線程的龍芯3C6000/D,完全可以滿足通用計算、大型數(shù)據(jù)中心、云計算中心等大規(guī)模算力需求。
更關(guān)鍵的是,龍鏈技術(shù)還可以做到四路、八路直連,也就是單系統(tǒng)最多可以做到128核心256線程。
其次是國產(chǎn)化率100%,關(guān)鍵行業(yè)落地加速。
此前龍芯3C6000系列因技術(shù)調(diào)試延期至2025年Q2發(fā)布,但此次樣片展示證實其設(shè)計已趨成熟業(yè),龍芯的穩(wěn)步迭代驗證了國產(chǎn)CPU“從可用到好用”的路徑是可行的。
龍芯官方強調(diào),該服務(wù)器的核心元器件國產(chǎn)化率已達(dá)100%,包括配套的龍芯7A2000獨顯橋片。
據(jù)了解,龍芯3C6000系列基于與桌面端3A6000同源的LA664微架構(gòu),采用純自研“龍架構(gòu)”LoongArch指令集,從底層規(guī)避了海外技術(shù)授權(quán)風(fēng)險,實現(xiàn)了100%純國產(chǎn)
目前龍芯旗下6款電腦芯片涵蓋3A/C/D系列等,均已通過國家《安全可靠測評》Ⅱ級認(rèn)證,占認(rèn)證名單總數(shù)的40%,成為國產(chǎn)芯片的頭號選手。
龍芯CPU產(chǎn)品也已廣泛應(yīng)用于電信、能源、教育、交通等關(guān)鍵領(lǐng)域,正在逐步替代進(jìn)口方案。
最后是差距縮短至4年,中國半導(dǎo)體生態(tài)加速成型。
盡管龍芯在單核性能、先進(jìn)制程上與英特爾已量產(chǎn)的Intel 3仍有明顯差距,但若以多核性能為基準(zhǔn),其與英特爾至強平臺的代差已從10年前的“望塵莫及”縮減到了如今的4年左右。
而龍芯中科取得這一進(jìn)展的關(guān)鍵原因,則得益于兩大核心突破,分別是指令集自主可控和協(xié)同設(shè)計能力。
目前龍架構(gòu)已經(jīng)擺脫了對X86/ARM的依賴,構(gòu)建了完整工具鏈,并且從芯片、橋片到Loongnix操作系統(tǒng),均已形成閉環(huán)生態(tài)。
對于整個行業(yè)而言,這次龍芯3C6000/D的亮相,標(biāo)志著中國在高端通用計算領(lǐng)域已具備正面競爭的能力。
未來隨著制程工藝的不斷提升和軟件生態(tài)的持續(xù)優(yōu)化,國產(chǎn)CPU有望在金融、超算和政務(wù)等場景實現(xiàn)全面替代,徹底擺脫對美國芯片的依賴。
不過龍芯當(dāng)前仍面臨著巨大挑戰(zhàn),需要在AI加速、虛擬化等企業(yè)級功能上補足短板,同時擴(kuò)大開發(fā)者社區(qū)規(guī)模,讓應(yīng)用生態(tài)豐富起來,只有這樣才能形成更完整的國產(chǎn)替代化生態(tài)。
但無論如何,此次突破無疑為中國半導(dǎo)體“自主可控”戰(zhàn)略提供了又一重要支點,相信未來十年,國產(chǎn)CPU一定能夠逐步完成在核心產(chǎn)業(yè)上的替代!
邁上新臺階!龍芯新款處理器流片成功
記者從龍芯中科技術(shù)股份有限公司獲悉:近日,龍芯2K3000(3B6000M)處理器流片成功,并完成初步功能和性能摸底,各項指標(biāo)符合預(yù)期。龍芯2K3000和龍芯3B6000M是基于相同硅片的不同封裝版本,分別面向工控應(yīng)用領(lǐng)域和移動終端領(lǐng)域。
該芯片集成8個LA364E處理器核,基于主頻2.5GHz下的實測SPEC CPU 2006 Base(一種行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的CPU測試基準(zhǔn)套件)單核定點分值達(dá)到30分。
芯片集成第二代自研通用圖形處理器核心LG200,與龍芯2K2000集成的第一代GPU核心相比,圖形性能成倍提高。除圖形加速外,LG200還支持通用計算加速和AI加速,單精度浮點峰值性能為256GFLOPS(每秒10億次的浮點運算數(shù)),8位定點峰值性能為8TOPS(處理器運算能力單位,1TOPS代表處理器每秒鐘可進(jìn)行一萬億次操作)。目前,算力框架和相關(guān)AI加速軟件已完成初步測試,相關(guān)配套軟件正在完善中。已有幾十家工控和信息化整機(jī)企業(yè)開始導(dǎo)入該芯片進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計。
新款處理器的流片成功,標(biāo)志著龍芯中科經(jīng)過20多年的積累,已經(jīng)系統(tǒng)掌握了通用處理器、圖形處理器、AI處理器及其基礎(chǔ)軟件設(shè)計的關(guān)鍵核心技術(shù),龍芯處理器研制在鞏固通用處理器、圖形處理器的基礎(chǔ)上,進(jìn)入大力發(fā)展AI處理器的階段,在打造自主信息技術(shù)體系底座的道路上邁上了新臺階。目前,龍芯通用CPU形成了桌面、服務(wù)器和終端三條線路產(chǎn)品的完整系列,能夠為不同領(lǐng)域提供高性能及高性價比的CPU芯片產(chǎn)品。
北京終端設(shè)備龍芯集采占六成
最近,北京市公共資源交易服務(wù)平臺公布了《北京市2025年終端設(shè)備集中帶量采購項目需求公示公告》。信息顯示,在北京市的終端設(shè)備集采中,龍芯一家獨大,采用龍芯技術(shù)路線的設(shè)備占比為63%。另外,龍芯自身也在其微信公眾號上表示,在江西、云南的黨政市場,龍芯路線產(chǎn)品一路領(lǐng)先。
本次帶量集采覆蓋北京市45個直屬單位,共采購21180臺終端設(shè)備。并且此次采購還專門強調(diào),不接受進(jìn)口產(chǎn)品參與投標(biāo),CPU、操作系統(tǒng)等關(guān)鍵部件需要符合安全可靠測評要求,以確保信息安全。
值得注意的是,公示信息中不包含X86技術(shù)路線的產(chǎn)品??紤]到北京作為首都的領(lǐng)頭羊的特殊地位,以及當(dāng)前 X86架構(gòu)市場依舊被英特爾等歐美廠商主導(dǎo)的現(xiàn)實,龍芯在國產(chǎn)化的市場中或許大有可為。
01
國產(chǎn)CPU市場競爭激烈
過去中國IT底層標(biāo)準(zhǔn)、架構(gòu)、產(chǎn)品、生態(tài)大多數(shù)都由國外IT商業(yè)公司來制定,由此存在諸多的底層技術(shù)、信息安全、數(shù)據(jù)保存方式被限制的風(fēng)險。隨著全球IT生態(tài)格局將由過去的“一極”向未來的“兩極”演變,中國要逐步建立基于自己的IT底層架構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)。這樣才能保證相關(guān)領(lǐng)域的信息安全。
當(dāng)下,市場主要有六大國產(chǎn)CPU廠商,他們的技術(shù)路線選擇分別是:華為(鯤鵬)與天津飛騰基于Arm指令集架構(gòu);龍芯和申威分別獲得 MIPS 和 Alpha 架構(gòu)授權(quán),并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行自主研發(fā)。海光和兆芯則采用 x86 架構(gòu)。
每種架構(gòu)均具備其固有優(yōu)勢,同時也伴隨著相應(yīng)的挑戰(zhàn)。
Arm 架構(gòu)有著低功耗、高集成的特點,但上述兩家公司只獲得了Arm v8 架構(gòu)的版本授權(quán)。由于 Arm v9 未被授權(quán),將導(dǎo)致其無法擴(kuò)展很多專用型指令集和特定算法,也無法支持新指令集某些基本應(yīng)用的使用,進(jìn)而會因不兼容影響 V8 的使用。
海光與兆芯均采用了 x86 架構(gòu)。其中,海光獲得了完整X86 指令集永久授權(quán),且此后,海光信息繼續(xù)深入消化吸收相關(guān)技術(shù),并緊密貼合市場需求進(jìn)行創(chuàng)新,成功構(gòu)建出 C86 開放架構(gòu)體系及產(chǎn)品。兆芯則是獲得了指令集期限授權(quán)。
龍芯與申威已形成自有的指令集架構(gòu),安全可控程度高。雖然當(dāng)前生態(tài)適配相對困難,在商業(yè)市場上缺乏競爭力,但它們針對不同行業(yè)與企業(yè)的特定需求進(jìn)行優(yōu)化,也為市場提供了差異化選擇。不過申威Alpha架構(gòu)的軟件復(fù)雜度令人發(fā)指,程序開發(fā)成本高。如果給個人用,因為個人操作系統(tǒng)上面需要大量的應(yīng)用程序來支持,這個問題就近乎無解。軟件開發(fā)成本才是一般計算機(jī)系統(tǒng)的大頭,而Alpha架構(gòu)下的軟件開發(fā)成本是X86架構(gòu)的十倍都不止,所以目前主要被應(yīng)用于超算中。不過,申威在成功研制出SW-1處理器后,著手設(shè)計自己的指令集,推出了申威指令系統(tǒng)SW64。
02
龍芯打入國產(chǎn)處理器市場
2001年,中科院計算所在多方項目支持下,啟動龍芯處理器研制,開啟技術(shù)積累之路。龍芯課題組應(yīng)運而生,其初心是打造中國人自己的CPU,因此選擇了一條不同于當(dāng)時主流的英特爾 X86架構(gòu)的道路,而是采用了當(dāng)時相對較少廠商使用的MIPS架構(gòu)。他們認(rèn)為這樣的選擇能提供更高的自主性。在此期間,龍芯攻克諸多技術(shù)難題,成功推出龍芯一號,結(jié)束中國 “無芯” 歷史。
2005年,“龍芯二號”在北京人民大會堂正式發(fā)布。龍芯2號采用了0.18微米的工藝,實際性能與1GHz的奔騰4性能相當(dāng),是2002年9月28日發(fā)布的龍芯1號實測性能的10到15倍,實現(xiàn)了技術(shù)飛躍。龍芯2號的樣機(jī)能夠運行完整的64位中文Linux操作系統(tǒng),全功能的Mozilla瀏覽器、多媒體播放器和Open Office辦公套件,具備了桌面PC的基本功能。
2008年末,4核龍芯3號流片成功。該芯片采用65nm工藝,主頻1GHz,晶體管數(shù)目達(dá)到4.25億個,并增加專門服務(wù)于Java程序的協(xié)處理器,以提高Linux環(huán)境下Java程序的執(zhí)行效率,指令緩存追蹤技術(shù)等。
2010 年,在中科院和北京市政府支持下,龍芯中科成立,開啟市場化運作,致力于將前期研發(fā)成果轉(zhuǎn)化為實際產(chǎn)品推向市場,積極探索產(chǎn)業(yè)化路徑。
在MIPS架構(gòu)的基礎(chǔ)上,龍芯進(jìn)一步發(fā)展出了Loong ISA指令集。然而,其性能和生態(tài)系統(tǒng)與X86相比仍存在顯著差距。直到2020年,龍芯中科發(fā)布了全新的LoongArch指令集,標(biāo)志著龍芯架構(gòu)的獨立性得到了進(jìn)一步增強,LoongArch指令集具有開放性、靈活性與高性能,旨在替代現(xiàn)有的x86和Arm架構(gòu),推動國產(chǎn)芯片在服務(wù)器、工業(yè)控制等領(lǐng)域的應(yīng)用。
此外,2016 年起,龍芯陸續(xù)發(fā)布多款產(chǎn)品,如 3a3000、3b3000、2k1000、1h 等,并聯(lián)合廠商推出龍芯筆記本電腦、服務(wù)器等。2021 年,龍芯 3a5000 處理器性能顯著提升,進(jìn)一步拓展市場份額。
2022 年,龍芯中科成功登陸科創(chuàng)板,同年發(fā)布多款處理器及配套產(chǎn)品。持續(xù)投入研發(fā),不斷提升產(chǎn)品性能與生態(tài)建設(shè)水平。
最近,龍芯新一代CPU 3B6600系列閃亮登場,采用國產(chǎn)成熟工藝打造,搭載LA864內(nèi)核架構(gòu),擁有8核(4+4)結(jié)構(gòu),頻率高達(dá)3GHz。據(jù)龍芯掌門人胡偉武介紹,這款CPU在單核/多核性能方面,已達(dá)到英特爾12/13代高端酷睿水準(zhǔn),實力不容小覷。
作為國產(chǎn)CPU領(lǐng)軍企業(yè),龍芯中科深耕行業(yè)多年,推出的龍芯CPU系列產(chǎn)品性能出色,走出了一條自主可控的芯片國產(chǎn)技術(shù)路線。
而就在最近,300臺龍芯服務(wù)器和近4000臺龍芯終端在鄭州航空港經(jīng)濟(jì)綜合實驗區(qū)落地,實現(xiàn)在政務(wù)云領(lǐng)域的規(guī)?;瘧?yīng)用。龍芯中科稱,目前龍芯已成功構(gòu)建了集存儲、計算、操作系統(tǒng)、管理和軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)等關(guān)鍵節(jié)點于一體的云端資源池,完成從前端、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備到后端的全鏈條國產(chǎn)化。不難看出,龍芯在國產(chǎn)處理器市場越來越受到重視。
03
未來,龍芯會一統(tǒng)國產(chǎn)處理器市場么?
從當(dāng)前市場趨勢看,市場存在生態(tài)統(tǒng)一趨勢。
目前龍芯主要的競爭對手是PKS 體系(中國電子主導(dǎo)構(gòu)建的自主安全計算體系,旨在打造“中國構(gòu)架”,P 代表 Phytium(飛騰)處理器;K 代表 Kylin(麒麟)操作系統(tǒng);S 代表 SAFE,即注入安全的能力)和華為生態(tài)。
不過,PKS體系和華為生態(tài)依賴于Arm架構(gòu)授權(quán),且目前Arm v9 未被授權(quán),將導(dǎo)致其無法擴(kuò)展很多專用型指令集和特定算法,也無法支持新指令集某些基本應(yīng)用的使用。
此次,北京市集中帶量采購結(jié)果不僅預(yù)示著無需國外技術(shù)授權(quán)的自主技術(shù)路線正逐漸成為政府采購的新趨勢,更為產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展指明了方向。隨著國產(chǎn)CPU技術(shù)的不斷進(jìn)步和生態(tài)系統(tǒng)的不斷完善,相信未來自主技術(shù)路線的CPU產(chǎn)品將在國內(nèi)市場上占據(jù)更加重要的地位。
而在這方面,龍芯優(yōu)勢明顯。
龍芯的優(yōu)勢是做的早,群眾基礎(chǔ)好,且全國各地都有試點項目,而且份額都比較高。同時,龍芯非常重視生態(tài)建設(shè),已經(jīng)初步形成自己的產(chǎn)業(yè)生態(tài),并逐步形成正循環(huán)。龍芯的短板是公司體量太小,人少錢少,政商關(guān)系和央企或通信寡頭相比差距甚遠(yuǎn)。
當(dāng)然,龍芯當(dāng)前面臨以下不足:
生態(tài)完善程度:相比成熟生態(tài)體系,龍芯生態(tài)的軟件適配數(shù)量仍較少,開發(fā)者群體規(guī)模有限,導(dǎo)致一些常用軟件在龍芯平臺上使用體驗不佳,影響市場推廣。
性能提升空間:在某些復(fù)雜計算場景和高性能需求場景下,與國際先進(jìn)處理器相比,龍芯處理器性能還有差距,需持續(xù)投入研發(fā)提升性能。
市場認(rèn)知與推廣:部分用戶對龍芯產(chǎn)品了解不足,受傳統(tǒng)使用習(xí)慣影響,更傾向選擇熟悉的產(chǎn)品。龍芯在市場宣傳推廣方面力度有待加強,以提升品牌知名度與市場認(rèn)可度。
不過有觀點認(rèn)為,市場要實現(xiàn)完全統(tǒng)一難度較大,原因在于,其中涉及眾多企業(yè),各企業(yè)在不同架構(gòu)技術(shù)路線上有大量投入,統(tǒng)一架構(gòu)不利于產(chǎn)業(yè)充分競爭與創(chuàng)新。
04
華為鴻蒙生態(tài)將成龍芯最大競爭對手
2025年,在Arm斷供的陰影下,我國科技企業(yè)展現(xiàn)了驚人的創(chuàng)造力。華為的“泰山架構(gòu)”就是典型案例:基于Arm V8永久授權(quán),他們研發(fā)出完全自主的CPU核心,性能比公版架構(gòu)提升20%,功耗卻降低15%。搭載該架構(gòu)的麒麟9000S、麒麟9020等芯片,即便采用7—14nm工藝,跑分卻逼近5nm制程的競品。
而就在3月,微軟對華為的供貨許可到期,以后華為PC只能完全國產(chǎn)化,采用中國芯片+中國操作系統(tǒng)。華為自研商用AI筆記本預(yù)計將在下月發(fā)布,搭載全面集成的DeepSeek大模型,在芯片上采用的是鯤鵬CPU,而操作系統(tǒng)采用的是華為鴻蒙PC系統(tǒng)。
事實上,之前余承東也已經(jīng)暗示會有這個結(jié)果出現(xiàn)了。2024年9月20日,余承東在直播間透露,由于制裁影響,“Windows PC可能停止供貨了,可能是最后一批了,以后只有用我們的鴻蒙PC了?!?/p>
有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,鴻蒙PC預(yù)計會率先在政企市場推出。政企用戶對電腦性能要求較低,但對信息安全和穩(wěn)定性要求極高,且使用的軟件相對單一,適配難度不大。
龍芯的優(yōu)勢在于純自研架構(gòu)、IP等,不受到Arm授權(quán)限制。但隨著近年來華為發(fā)力鴻蒙生態(tài),龍芯的地位可能受到挑戰(zhàn)。
后臺回復(fù)“龍芯”,獲取北京市2025年終端設(shè)備集中帶量采購項目需求。
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