龍芯中科研制成功新一代處理器龍芯3A6000

近日，基于龍架構(gòu)的新一代四核處理器龍芯 3A6000 流片成功，代表了我國自主桌面 CPU 設(shè)計(jì)領(lǐng)域的最新里程碑成果。

根據(jù)中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院賽西實(shí)驗(yàn)室測(cè)試結(jié)果，龍芯 3A6000 四核處理器在 2.5GHz 運(yùn)行頻率下，SPEC CPU 2006 base 單線程定/浮點(diǎn)分值分別達(dá)到 43.1/54.6 分，SPEC CPU 2006 base 多線程定/浮點(diǎn)分值分別達(dá)到 155/140 分，雙 DDR4-3200 內(nèi)存通道 Stream 實(shí)測(cè)帶寬超過 42GB/s，Unixbench 實(shí)測(cè)分值超 7400 分。綜合相關(guān)測(cè)試結(jié)果，龍芯 3A6000 處理器總體性能與 Intel 公司 2020 年上市的第 10 代酷睿四核處理器相當(dāng)。

注：上述測(cè)試結(jié)果基于龍芯 3A6000 4 核 8 線程 2.5GHz CPU，8GB DDR4 3200 內(nèi)存，256 NVME 硬盤，Loongnix（V20.4）操作系統(tǒng)，LoongArch64 gcc8.3 編譯器測(cè)試平臺(tái)。

龍芯 3A6000 處理器采用龍芯自主指令系統(tǒng)龍架構(gòu)（LoongArchTM）。龍架構(gòu)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)，無需國外授權(quán)。龍架構(gòu)得到了上百個(gè)與指令系統(tǒng)相關(guān)的國際軟件開源社區(qū)的支持，得到了統(tǒng)信、麒麟、歐拉、龍蜥、鴻蒙等操作系統(tǒng)的支持，得到了 WPS、微信、QQ、釘釘、騰訊會(huì)議等基礎(chǔ)應(yīng)用的支持，已形成與 X86、ARM 等并列的基礎(chǔ)軟件生態(tài)。

龍芯 3A6000 處理器是龍芯第四代微架構(gòu)的首款產(chǎn)品，集成 4 個(gè)最新研發(fā)的高性能 6 發(fā)射 64 位 LA664 處理器核。主頻達(dá)到 2.5GHz，支持 128 位向量處理擴(kuò)展指令（LSX）和 256 位高級(jí)向量處理擴(kuò)展指令（LASX），支持同時(shí)多線程技術(shù)（SMT2），全芯片共 8 個(gè)邏輯核。龍芯 3A6000 片內(nèi)集成雙通道 DDR4-3200 控制器，集成安全可信模塊，可提供安全啟動(dòng)方案和國密（SM2、SM3、SM4 等）應(yīng)用支持。

較上一代龍芯 3A5000 桌面 CPU，龍芯 3A6000 在相同工藝下單線程性能提升 60% 以上，全芯片多線程性能成倍提升，為用戶帶來更極速的性能體驗(yàn)。龍芯中科正在研發(fā)的服務(wù)器 CPU 將比上一代 16 核龍芯 3C5000 以及 32 核龍芯 3D5000 服務(wù)器 CPU 性能成倍提升。

龍芯 3A6000 與龍芯 3A5000 等龍架構(gòu) CPU 實(shí)現(xiàn)軟件兼容。日前，龍芯向 Linux 內(nèi)核上游社區(qū)提交了支持 3A6000 超線程功能的補(bǔ)丁，以支持對(duì) 3A6000 超線程功能檢測(cè)和調(diào)度的增強(qiáng)特性。龍芯 3A6000 進(jìn)一步完善和提升了軟硬協(xié)同的二進(jìn)制翻譯水平，可以運(yùn)行更多跨平臺(tái)應(yīng)用，并滿足各類大型復(fù)雜桌面應(yīng)用場(chǎng)景。

龍芯 3A6000 的研制成功表明，在芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域只要堅(jiān)持刻苦鉆研、潛心積累，并結(jié)合市場(chǎng)需求不斷迭代，自主研發(fā) CPU 的性能完全可以達(dá)到世界先進(jìn)水平。

日前，在龍芯中科召開 2023 年第一季度業(yè)績說明會(huì)時(shí)，董事長胡偉武曾宣布，下一代龍芯 3B6000 處理器將會(huì)采用 4 個(gè)大核＋4 個(gè)小核的 8 核 CPU 架構(gòu)，并且會(huì)首發(fā)集成龍芯自研的 GPU（通用圖形處理器），預(yù)計(jì)將于 2024 年一季度流片。胡偉武透露：「目前已經(jīng)基本完成相關(guān) IP 研發(fā)，正在開展全面驗(yàn)證，在此基礎(chǔ)上，2024 年下半年將完成兼顧顯卡和算力加速功能的專用芯片流片?！?/span>

胡偉武表示，目前提高主頻和提高計(jì)算效率是提高 CPU 整體性能的兩大方向。因此也有兩條技術(shù)路線，比如蘋果的 M1，每 GHz 的 SPEC CPU2006 定點(diǎn)單線程分值達(dá)到 24 分，但主頻只有 3GHz；比如英特爾的桌面 CPU，主頻高達(dá) 5GHz 以上，但每 GHz 的分值 15-20 分之間。而龍芯選擇的方向是與蘋果一樣的提升 CPU 計(jì)算效率的路線。

另外，胡偉武在業(yè)績會(huì)上還表示，在 3B6000 的基礎(chǔ)上，后續(xù)的 3A7000 或 3B7000 會(huì)采用更先進(jìn)工藝，今年下半年將會(huì)開展更先進(jìn)工藝的技術(shù)準(zhǔn)備工作，由于龍芯堅(jiān)持自研 IP，需要定制內(nèi)存接口、PCIE 接口等 PHY，大致需要 1 年時(shí)間。

值得注意的是，去年 7 月，龍芯正式發(fā)布了全新的配套橋片 7A2000，這是配套龍芯 3 號(hào)處理器使用的芯片，大約相當(dāng)于以往我們常說的南橋和北橋的作用，不過本代橋片當(dāng)中除了升級(jí)了 I/O 傳輸?shù)男阅芤酝?，還添加了龍芯自研的 GPU 核心，可以直接形成獨(dú)顯的解決方案，支持直接輸出圖形顯示信號(hào)并滿足基本的圖形運(yùn)算需求。

根據(jù)龍芯官方的消息，7A2000 橋片首次集成龍芯自研統(tǒng)一渲染架構(gòu)的 GPU 模塊，GPU 核心頻率達(dá)到 400-500Mhz，基于 OpenGL 2.1 和 OpenGL ES 2.0 規(guī)范實(shí)現(xiàn)，集成 DDR4 顯存控制器，顯存頻率達(dá)到 2000Mhz-2400Mhz，最大支持 16GB；支持兩路顯示，典型分辨率 1920X1080@60Hz 最高支持 2560x1440@30Hz，glmark2 性能超過 300 fps，glxgears 性能超過 1800 fps；可滿足桌面辦公領(lǐng)域需求。橋片中的 GPU 模塊搭配獨(dú)立顯存，可形成獨(dú)顯方案，提高龍芯計(jì)算機(jī)的性價(jià)比。