龍芯（，舊稱）是由中國科學院計算技術研究所、龍芯中科、神州龍芯等機構、公司所設計的一系列各種晶片（包括通用中央處理器、SoC、微控制器、晶片組等），採用 MIPS、LoongISA、LoongArch 精簡指令集架構，由 MIPS 科技公司授權使用 MIPS 指令集龍芯故事 關於那些不明真相的群眾對龍芯的疑惑 ，龍芯有關 MIPS 指令集使用說明。。龍芯 1 號系列為嵌入式領域晶片。龍芯 2 號系列速度最高為 1GHz，用於客戶端、工控等低中端領域。龍芯 3 號系列於 2010 年推出成品，用於桌面、伺服器、超算、工控、嵌入式終端等領域。 晶片 龍芯從其架構核心構建了 3 個處理器系列。這些包括： 龍芯一號，用於消費電子和嵌入式應用。 龍芯二號，用於嵌入式應用和低效能個人計算機的單核處理器龍芯 龍芯 2 系列處理器的開發和命名主要是按字母順序進行的。。 龍芯三號，用於高效能計算機、高效能計算和伺服器的多核處理器龍芯 龍芯 3 系列處理器似乎是根據細分和代號命名的。這一細分市場往往是 A（通用 PC）、B（看似高核心數）和 C（伺服器處理器）。第一個系列處理器的代數從 1000 開始，然後通常增加到下一個 1000。有些處理器可能是兩代產品之間的處理器，其名稱為 x5000。。 龍芯一號 龍芯一號於 2000 年開始研製，2001 年 8 月 19 日龍芯一號邏輯設計在 FPGA 平臺上執行起來。這一天被定為龍芯的生日。2002 年 9 月 28 日正式釋出投產成功。龍芯一號整體的效能低於 Intel 奔騰 II。為了紀念胡偉武的導師夏培肅從事計算機事業 50 週年，龍芯一號被命名為 夏 50。 考慮到專利授權原因，這一代的龍芯沒有實現 MIPS 的四個不對齊記憶體訪問指令（US4814976A）。2007 年後，龍芯正式購買了 MIPS 授權，才解決了這一問題。 龍芯 1 號系列 2010 年 4 月，中國科學院與北京市共同組建的龍芯中科有限公司在中關村環保園建立了龍芯產業園。公司成立後，龍芯調查市場，重新建立了低端嵌入式產品線 龍芯 1 號。 2011 年左右，龍芯中科研發了一款面向嵌入式市場的處理器龍芯 1A。於 2012 年提供產品，可作為龍芯其他處理器的橋片。龍芯 1B 在嵌入式處理器研發上繼續做減法，於 2011 年流片成功，先於龍芯 1A，這是龍芯中科第一次從全系統的角度來考慮降低成本的晶片。 此後龍芯中科於 2013 年針對指紋生物識別應用推出了龍芯 1C，2018 年針對超人智慧鎖研發了 1C101 晶片。2014 年龍芯與三川智慧合作，為智慧水錶、氣表、量熱表定製的一款超聲波計量專用晶片龍芯 1D。 龍芯 1G 是用於蘇州上聲音響的一款音響專用晶片。2015 年新研的龍芯 1H 晶片針對石油鑽探領域隨鑽測井應用設計，設計目標是 175 攝氏度超高溫工作條件下的長時間可靠執行。於 2017 年 4 月釋出。目前，龍芯 1H 已經在長慶油田得到了應用。 除此之外，1 號系列中還有 1E、1F 系列的龍芯航天專用抗輻照處理器、1J 抗輻照微控制器晶片。。 龍芯 2 號系列 龍芯 2 號系列最初的版本是用 013 微米製程技術，均為 64 位處理器，早期的型號是 4 發射亂序執行的 64 位 GS464 系列微架構，後來新出的處理器升級為採用 GS464E 微架構。龍芯 2K1000 處理器是整合雙發射亂序執行的 GS264 微架構的 64 位雙核處理器。 龍芯 3 號系列 龍芯 3 號處理器開始進行了多核處理器架構設計，均為 64 位多核處理器。 龍芯橋片系列 龍芯 7A1000 龍芯 7A1000 橋片是龍芯 3 號處理器的第一款晶片組產品，目標是替代 AMD RS780 ESB710 晶片組，為龍芯處理器提供南北橋功能。 龍芯 3A4000 將不再採用 AMD 的 RS780 晶片組，而採用龍芯 7A1000 作為橋片，避免在橋片的選擇上受制於 AMD。 龍芯 7A2000 作為龍芯下一代晶片的配套橋片，龍芯 7A2000 是龍芯 7A1000 的升級版。相對於 7A1000，7A2000 的 PCIe 控制器程式碼龍芯計劃自己編寫，且為 PCIe Gen3。採用的 28nm 工藝，GPU 為自研 GPU。 從未公佈的隱藏處理器 除了龍芯 1 號、2 號、3 號三個系列的處理器，在龍芯的發展過程中還開發了一些實驗型的處理器，並沒有量產，有些甚至沒有流片。 龍芯處理器在發展過程中，一度想要用做超算處理器，開發一款 64 核的眾核處理器，命名為 GodsonT。GodsonT 由計算所先進微系統研究組研發，2008 年已經在進行 RTL 驗證在 2008 年 12 月開始 RTL 程式碼編寫。2010 年 5 月，GodSonT 的原型晶片 16 核 GodSonTI 交付流片，採用 130 奈米工藝。2010 年 10 月 17 日，除錯成功。由於龍芯將研發重點重新轉向提高處理器單核效能，GodsonT 處理器研發中止。 為了實現對現有生態的相容，龍芯 3A 系列實現了針對 x86 指令和 arm 指令的二進位制翻譯指令。在研發過程中，由於智慧財產權和專利等原因而無法使用 x86 指令集，龍芯開發了使用 x86 指令集的處理器原型 GodsonX。它與 x86 相容，並支援英特爾 MMX 指令，SSE 指令集和 x87 浮點指令。 中科龍夢（現更名為航天龍夢）使用早期的龍芯 1 號的 IP 核，開發了龍夢一號 SOC，用於稅控機（Fiscalcontroller register）。該稅控 SoC 專用晶片以 龍芯 1 處理器核作為 MCU，採用 AHB（the Advanced High performance Bus）＋APB（the Advanced Peripheral Bus）為片上匯流排。 此外，還有神州龍芯根據龍芯 2 號設計的一款 SOC 晶片 GS32I。 核心 龍芯有三大系列處理器核心，其中一些可用作 IP 核心龍芯 IP 核 ，龍芯官方網站： GS1xx 基本的嵌入式 MIPS32 核心和硬體分割器。3 GS132 或者 5 GS132E 級管線。 GS2xx 高階嵌入式 MIPS32（GS232GS232E）或 MIPS64（GS264）核心。 GS232 具有最大 500 MHz 的 5 級流水線。L1＝16KB。GS 232 主要用於龍芯一號產品。 GS232EGS264 具有最大 1000 MHz 的 10 級流水線。L116 KB，L24 MB 共享。這個核心有故障問題。 GS464 具有四路超標量支援的 MIPS64 核心。該設計源自龍芯 2F 處理器。它首先廣泛用於龍芯 3A 處理器，然後也用於龍芯 2 系列。 GS464 支援 MIPS64 R2LongMMI（2E 和 2F 兩種不同版本） GS464V2010 年首次與龍芯 3B 一起推出，是一款具有向量功能的 GS464。 GS464E 這個是 GS464 的改進版本。在發現 GS464 處理器存在缺陷後，開發工作於 2012 年開始。核心有多項改進，包括更大的快取和更好的分支預測等，並且得到了更好的最佳化。核心被擴充套件為支援 LoongISA（除了 MIPS64 R2 架構之外）。 GS464EV 是 GS464 系列的發展，首次在 3A4000 處理器被使用。 LA464 是 GS464 的開發，以支援 LoongArch。雖然 3A5000 的初始核心是 GS464，但由於指令集不相容，龍在 2021 的文件中將 3A5000 核心重新命名為 LA464。 所有龍芯核心都是位元組順序。 有網站論壇注意到，龍芯微架構的命名不一致，不同的產品都有相同的處理器核心，儘管指令集可能不完全相容。 晶片基本資訊 系列 型號 頻率 指令集架構 微架構 推出年份 核心數目 製程 電晶體 裸晶面積 功耗 電壓 快取 快取 快取 快取 峰值浮點效能 SPEC 2000 分數 SPEC 2000 分數 SPEC 2000 分數 SPEC 2000 分數 SPEC 2006 分數 SPEC 2006 分數 SPEC 2006 分數 SPEC 2006 分數 備註 系列 型號 頻率 指令集架構 微架構 推出年份 核心數目 製程 電晶體 裸晶面積 功耗 電壓 一級 一級 二級 三級 峰值浮點效能 單核 單核 多核 多核 單核 單核 多核 多核 備註 系列 型號 頻率 指令集架構 微架構 推出年份 核心數目 製程 電晶體 裸晶面積 功耗 電壓 資料 指令 二級 三級 峰值浮點效能 int fp int fp int fp int fp 備註 Godson 1 266 MIPSII 32bit 2001 1 180 22 714 10 8 8 06 1925 1925 不適用 不適用 不適用 不適用 不適用 不適用 Godson FCR_SOC 266 MIPSII 32bit 2007 1 180 8 8 06 不適用 不適用 不適用 不適用 不適用 不適用 不適用 不適用 Godson 2B 250 MIPSIII 64bit 2003 1 180 32 32 52 58 不適用 不適用 不適用 不適用 不適用 不適用 Godson 2C 450 MIPSIII 64bit 2004 1 180 135 415 64 64 159 114 不適用 不適用 不適用 不適用 不適用 不適用 Godson 2E 1000 MIPSIII 64bit GS464 r1 2006 1 90 47 36 7 12 64 64 512 503 503 不適用 不適用 不適用 不適用 不適用 不適用 龍芯 1 1A 300 MIPS32 GS232 2010 1 130 22 714 10 16 16 06 未知 未知 未知 未知 未知 未知 未知 未知 龍芯 1 1B 266 MIPS32 GS232 2010 1 130 133 28 06 8 8 未知 未知 未知 未知 未知 未知 未知 未知 龍芯 1 1C 300 MIPS32 GS232 2013 1 130 111 283 05 16 16 未知 未知 未知 未知 未知 未知 未知 未知 龍芯 1 1C101 8 MIPS32 GS132R 2018 1 130 未知 未知 未知 未知 未知 未知 未知 未知 龍芯 1 1D 8 MIPS32 GS132 2014 1 130 1 6 3 105 未知 未知 未知 未知 未知 未知 未知 未知 龍芯 2 2F 1200 MIPSIII 64bit GS464 r1 2007 1 90 51 43 5 12 64 64 512 32 未知 未知 未知 未知 未知 未知 未知 未知 龍芯 2 2G 1000 MIPS64 GS464 r2 2012 1 65 115 64 64 4096 未知 未知 未知 未知 未知 未知 未知 未知 龍芯 2 2GP 800 MIPS64 GS464 r2 2013 1 65 82 657 8 115 64 64 1024 rowspan2 32 未知 未知 未知 未知 未知 未知 未知 未知 龍芯 2 2I 800 MIPS64 GS464 r2 2013 1 65 82 657 8 115 64 64 1024 32 未知 未知 未知 未知 未知 未知 未知 未知 龍芯 2 2H 1000 MIPS64 GS464 r2 2012 1 65 152 117 5 115 64 64 512 4 未知 未知 未知 未知 未知 未知 未知 未知 龍芯 2 2K1000 1000 MIPS64 Release 2 LoongISA10 GS264 2017 2 40 1900 79 5 11 32 32 2562 1024 8 未知 未知 未知 未知 未知 未知 未知 未知 龍芯 3 3A1000 1000 MIPS64 Release 2 GS464 r2 2009 4 65 425 1745 10 115 64 64 256x4 16 不適用 不適用 568 788 不適用 不適用 24 23 龍芯 3 3B1000 1000 MIPS64 Release 2 GS464v 2010 44 65 600 20 115 64 64 128x8 128 未知 未知 未知 未知 未知 未知 未知 未知 龍芯 3 3B1500 12001500 MIPS64 Release 2 GS464v 2012 44 32 1140 1425 3060 115125 64 64 128x8 8192 150 未知 未知 未知 未知 未知 未知 未知 未知 龍芯 3 3A1500I 8001000 MIPS64 Release 2 LoongISA10 GS464E 2015 4 40 621 2023 15 115125 64 64 256x4 4096 16 未知 未知 未知 未知 6 6 未知 未知 龍芯 3 3A2000 8001000 MIPS64 Release 2 LoongISA10 GS464E 2015 4 40 621 2023 15 115125 64 64 256x4 4096 16 未知 未知 未知 未知 6 6 未知 未知 龍芯 3 3B2000 8001000 MIPS64 Release 2 LoongISA10 GS464E 2015 4 40 621 2023 15 115125 64 64 256x4 4096 16 未知 未知 未知 未知 6 6 未知 未知 龍芯 3 3A3000 1500 MIPS64 Release 2 LoongISA10 GS464E 2016 4 28 1200 15578 30 115125 64 64 256x4 8192 24 未知 未知 1100 1700 11 10 36 33 龍芯 3 3B3000 1500 MIPS64 Release 2 LoongISA10 GS464E 2016 4 28 1200 15578 30 115125 64 64 256x4 8192 24 未知 未知 1100 1700 11 10 36 33 龍芯 3 3A4000 18002000 MIPS64 Release 5 LoongISA 20 GS464EV GS464v 2019 4 12 未知 未知 30W15GHz 40W18GHz 50W20GHz 095125 64 64 256x4 8192 128 211 212 617 581 未知 未知 未知 未知 龍芯 3 3B4000 18002000 MIPS64 Release 5 LoongISA 20 GS464EV GS464v 2019 4 14 未知 未知 30W15GHz 40W18GHz 50W20GHz 095125 64 64 256x4 8192 128 211 212 617 581 未知 未知 未知 未知 龍芯 3 3A5000 23002500 LoongArch GS464V 2021 4 1214 未知 未知 35W25GHz 未知 64 64 256x4 16384 160 266 未知 80 未知 未知 未知 未知 未知 龍芯 3 3B5000 23002500 LoongArch GS464V 2021 4 1214 未知 未知 35W25GHz 未知 64 64 256x4 16384 160 266 未知 80 未知 未知 未知 未知 未知 龍芯 3 3C5000L 2200 LoongArch GS464V 2021 16 1214 未知 未知 150W22GHz 未知 64 64 256x16 16384x4 560 未知 未知 未知 未知 未知 未知 未知 未知 龍芯 3 3C5000LLL 2000 LoongArch GS464V 2021 16 1214 未知 未知 125W20GHz 未知 64 64 256x16 16384x4 512 未知 未知 未知 未知 未知 未知 未知 未知 龍芯 3 3D5000 2000 LoongArch GS464V 2023 32 1214 未知 未知 160W20GHz 未知 64 64 256x32 65536 1024 未知 未知 未知 未知 未知 未知 未知 未知 龍芯 3 3A6000 20002500 LoongArch LA664 2023 4 未知 未知 未知 38W25GHz 未知 64 64 256x4 16384 240 未知 未知 未知 未知 431 546 155 140 軟體生態 作業系統 目前能在龍芯上使用的作業系統有： Linux Android 安同 OS（AOSC OS） Arch Linux LFS Debian 深度作業系統（Deepin） Fedora Gentoo gNewSense 紅旗 Linux Loongnix Loonux Mandriva Linux Parabola GNULinuxlibre 普華 Linux 統一作業系統（UOS） BSD FreeBSD NetBSD OpenBSD 即時作業系統 RTOS LoongOS LoongWorks 銳華嵌入式即時作業系統 ReWorks RTThread VxWorks Windows CE 翼輝 SylixOS 即時作業系統 編譯器 GNU 編譯器套裝是龍芯平臺上軟體開發的主要編譯器。同時中國科學院計算技術研究所也為龍芯 2 平臺移植了 Open64。 開源社群 基於龍芯的產品已經成為 Debian 和 Golang 語言的 MIPS 架構編譯伺服器。在 2019 年，龍芯是唯一在市場零售的桌面級 MIPS CPU。龍芯 Golang！ ，龍芯 3A3000 機器成為 Golang 語言官方 mips64el 的編譯伺服器。Go Build Dashboard ，Golang 官方 Build 表。 龍芯中科、龍夢以及其他一些個人核心開發者一直在 Linux 主線核心（kernelorg）提交併維護龍芯相關的程式碼，併為 MIPS 架構實現了，zboot 等功能。 應用 個人電腦產品 自從龍芯 2F 釋出以來，有數款筆記型電腦都採用了此種低功耗處理器，例如江蘇龍夢逸瓏筆記型電腦（YeeLoong）、深圳一本通電腦有限公龍騰筆記型電腦 EBT700，有 800x480 解析度。採用龍芯 2F 處理器，主頻 1GHz、EMTEC 生產的 Gdium 筆記型電腦。龍夢也設計了使用龍芯 2F 的一體機，迷你計算機，桌上型電腦等產品。 步入 3A3B 時代之後，龍夢繼續設計製造了許多龍芯的桌上型電腦，一體機，筆記本等裝置。同時也有其他廠商釋出了使用龍芯處理器的電腦，其中包括清華同方、聯想 、浪潮、曙光、方正、百信這些 OEMODM 廠商，各自推出了基於龍芯 3 號系列 CPU 和龍芯橋片的個人桌上型電腦、一體機和筆記型電腦，但以上產品多見於政府國企採購而少見於民用市場。方正釋出了新款筆記本，搭載龍芯 3A3000 處理器 ，方正釋出基於龍芯晶片的筆記本、桌上型電腦和伺服器。 2021 年初相隔十三年後第二代福瓏盒子 20 迷你機量產，其效能已達到民用低階辦公需求開始在網路購物等少量渠道投放市場，配合 UOS 等新型國產化 Linux 作業系統使用。 伺服器 儲存 雲終端 龍芯處理器被廣泛應用於伺服器，儲存，雲等領域。其中，有曙光、同方 、龍夢、浪潮、寶德、方正、百信這些 OEMODM 廠商，推出了基於龍芯處理器的伺服器、儲存和雲終端，在政務市場上得到大規模的應用。龍芯通用領域業務 ，龍芯整機產品展示網頁。 網路裝置 一些廠商推出了基於龍芯處理器的交換機、路由交換、伺服器密碼機和簽名驗證伺服器。龍芯通用領域業務 ，龍芯網路裝置產品展示網頁。 嵌入式產品 龍芯產品（CPU 和 SoC）已經廣泛運用於網安、能源、交通、金融、物聯網。工控等領域。其中，金融方面有直接搭載龍芯 CPU 和橋片的金融自助裝置，包括自動櫃員機（ATM）、存取款一體機（CRS）龍芯中科與金航觸控聯合推出全國產多功能自助終端 ，廠商已推出基於龍芯 3A3000 的自助終端。和終端工控主機；交通方面有基於龍芯的交通訊號機，基於龍芯 1D 的交通行人燈，基於龍芯 1C1D 的道路交通環境檢測系統，基於龍芯伺服器的城市交通智慧控制系統軟體，基於龍芯 3A30002K 的 ETCMTC 工控計算機和基於龍芯計算機的 ETCMTC 收費應用支撐系統基於龍芯 CPU 的交通訊息化解決方案重磅釋出 ，龍芯交通訊息化案例。；網路安全方面有許多基於龍芯的防火牆、交換機、網閘、閘道器；物聯網方面有基於龍芯的門禁、門鎖等超人智慧鎖：一個高階的品牌是如何煉成的 ，超人智慧鎖推出基於龍芯 1C101 晶片的產品。；工控方面有基於龍芯的工控 PLC、數控機床；能源方面有基於龍芯 1D 晶片的三川智慧的水錶、熱表。 行業應用 IP 授權 2014 年，海信獲得龍芯 GS232 IP 核授權，釋出了 HiView Pro 畫質引擎晶片，是中國電視企業第一塊畫質晶片，核心由龍芯 CPU 核、海信高畫質畫質引擎共同組成。2019 年 4 月 22 日，國科微和龍芯簽訂協議，龍芯授權 IP 核給國科微，國科微下一代產品 GK2302 將採用龍芯的 IP 核來作為主控晶片中的 CPU。到現在為止，基於龍芯的 IP 授權大於 1000 萬顆。 高效能機 超級計算機 2007 年 12 月，中國科學技術大學和中國科學院計算技術研究所成功研製集成了 336 顆 64 位龍芯 2F 處理器的中國國產首臺萬億次高效能計算機 KD50I，其理論峰值計算能力達到 1008 萬億次。專案由中科大教授陳國良院士主持。該計算機成本控制在 80 萬人民幣以下。2010 年 4 月，中國科學技術大學宣佈成功開發了基於龍芯 3A 的 KD601，新的超級計算機是刀鋒伺服器的叢集，具有 80 多個龍芯 3A 處理器，理論計算峰值達到萬億次。2012 年 12 月，中國科學技術大學與深圳大學合作研製完成集成了 10 顆龍芯 3B 處理器的 KD－90。 2011 年，中科院計算所與曙光公司研製完成了第一款完全由中文元件製造的超級計算機曙光 6000，採用 8000 至 10000 顆八核心龍芯 3B 處理器。 航天 龍芯中科 2013 年後開始研發人造衛星使用的抗宇宙輻射晶片，龍芯中科已掌握抗輻照加固技術、工藝及設計規範，設計研製了抗輻照處理器，其效能達到國外抗輻照處理器的指標。 2021 年至少有 30 顆北斗衛星在軌執行。一封來自上海微小衛星工程中心的感謝信 ，龍芯抗輻照晶片使用情況。 參考文獻 標註 另見 龍芯中科 LoongISA 中國電腦科學大事年表 中國超級計算機行業 863 計劃 中芯國際 MIPS 架構 申威處理器 北京君正 飛騰處理器 外部連結 龍芯官方網站 北京神州龍芯積體電路設計有限公司 狗剩百科，龍芯非官方百科 Category 中國超級計算 CategoryMIPS 處理器