龙芯中科:3A6000已交付流片,龙芯已局部超越英特尔、AMD

近日,龙芯中科在互动平台表示:目前3A6000已交付流片,在Linux桌面生态上,LoongArch已经局部超过X86和ARM。

据龙芯中科介绍,目前基于自主架构LoongArch的CPU形成了龙芯1C102、1C103、2K0500、2K1000LA、2K1500、2K2000、3A5000、3C5000、3D5000等完整系列。

那么问题来了,纯国产龙芯与英特尔、AMD究竟有多少差距?个人电脑何时才能够普及龙芯?

龙芯3A6000

目前龙芯3A6000已完成了设计,并已交付流片。

根据相关数据,龙芯3A6000 PC处理器采用了12nm制造工艺,与上一代3A5000工艺相同。

在仿真跑分方面,3A6000比上一代3A5000系列提升30%,浮点性能跑分提升60%。

据业内人士分析称,龙芯 3A6000 PC 处理器的IPC将达到AMD Zen3 或 11 代酷睿的水平。

其实,3A6000究竟达到了何种水平,我们还是有必要来了解一下3A5000。

3A5000为桌面级处理器,CPU拥有4个核心,每个处理器核心采用 64 位 LA464 自主微结构,包含4个定点单元、2个256位向量运算单元和2个访存单元。

CPU主频为2.3Ghz-2.5GHz。

内存3.2GHz;一级缓存64KB;二级缓存256KB;三级缓存16MB。

功耗为35W。

龙芯3A5000整体相当于英特尔i5-7200u。

两款芯片频率相当,均达到了2.5GHz,

经过测试,龙芯3A5000单核跑分为1772分,i5-7200u单核跑分为1765分,多核跑分二者也很接近。

英特尔i57200u整体属于中等档次的处理器,并且是一款笔记本处理器。

因此,龙芯3A5000作为桌面级处理器,仅能达到英特尔中等档次的笔记本处理器,足见差距有多大。

部分网友认为的龙芯3A5000接近英特尔i5-1135g7,其实并非如此。

跑分方面,龙芯3A5000多核跑分达到了4453分,接近英特尔的i5-1135g7的4200分。但是单核跑分仅为1772分,远低于i5-1135g7的2478分。

这些成绩是龙芯优化后的跑分结果,如果英特尔i5进行优化的话,多核跑分将超过6000,,性能远超龙芯3A5000。

总的来说,龙芯3A5000仅是较弱的中等水平的桌面级CPU。

那么3A6000整体性能提升了60%,真的能达到11代英特尔水平吗?

11代英特尔基准频率在3.5GHz左右,如果在ABT技术的加持下全核频率更是可以达到5GHz。

在相关测试中,11代处理器多核跑分也普遍在7000以上。

由此看来,龙芯3A6000性能翻倍才能达到11英特尔的水平。因此龙芯还是要更加努力。

但是龙芯也有很多优势,其中最大的优势就是100%国产。

国产龙芯研发经历

CPU即中央处理器,是“芯片界的珠穆朗玛峰”,它由运算器、控制器组成,是信息处理、程序运行的最终执行单元。

CPU是计算机的核心部件,拥有自己的CPU是一件非常自豪的事情,同时也是一个国家未来发展的基石。

早在上世纪50—80年代,中国就自主研发了CPU,当时的计算机就是完全自主,为两弹一星服务,但是没有实现市场化。

到了80年代中期,我国开始了新的“造芯计划”,非常重视市场,并且市场也很大,但是基本没有自主性,别人一句话就让我们无芯可用。

到了2000年,我国推出新的芯片研发方案,不仅要市场,还要国产化。

2002年,龙芯课题组成立,胡伟武担任组长,决定要打造具有完全自主知识产权的CPU,并且逐渐形成一定规模的市场。

胡伟武带领技术组从零开始,经历无数个昼夜,每当遇到困难时,就对队友们说:为了国产芯片产业不再受遏制,我们必须坚持。

当时的龙芯研发有多困难呢?起步资金只有100万,相比今天动辄几亿、几十亿的造芯规模,可以说少的可怜。

值得庆幸的是,胡武伟是中科大的计算机博士,从小就是学霸,而且酷爱挑战难题。胡伟武当时立下了军令状“做不出CPU,提头来见”。

2002年8月10日,“龙芯一号”成功点亮了计算机,龙芯小组激动的流下了眼泪。

“龙芯一号”的成功,直接让龙芯入围了国家863计划,这意味着龙芯成为了国家性计划,再也不用担心经费的问题了。

2003年10月,龙芯2B流片成功,标志着我国首款64位CPU诞生了,尽管这款CPU仅相当于英特尔的奔腾2 。

2006年,汉芯造假事件爆发,严重冲击了国产芯片,很多芯片项目被叫停,研发人员也纷纷转行。国产芯片陷入前所未有的困难,龙芯也陷入了困难之中。

当时,很多龙芯成员开始动摇了,要不要坚持自主研发?

胡伟武紧急召开内部讨论会,在会上胡伟武说:使用别人的架构,永远拿不到先进芯片。我们必须自主研发,我们要坚持龙芯走纯国产化的道路。

2006年10月,龙芯2E研发成功,整体性能达到了英特尔奔腾5系列的水平。

龙芯2E获得了科技部的公开表扬:希望龙芯再接再厉,攻克国产高性能芯片技术。

2008年,龙芯中科成立,国产龙芯开始走向市场化,很快龙芯就进入了军事设施中,并为北斗导航提供服务。

2017年开始,龙芯进入了爆发期,不仅工艺制程达到了28nm,主频也提升至1.5GHz。2020年,龙芯推出了3A4000,主频进一步提升至2.0GHz。

到了2020年,龙芯3A5000研发成功,主频提升至2.5GHz,与英特尔差距缩短至5年。

2023年,龙芯将推出3A6000,性能进一步提升,与英特尔的差距进一步缩小。

可以说,龙芯是一步步走过来的,依靠的是自主研发,也经得起市场考验。

龙芯才是纯国产、真自主

在桌面、服务器CPU领域,国内拥有龙芯、申威、鲲鹏、海光、兆芯、飞腾6大国产CPU厂商,但只有龙芯是真自主。

我们都知道,架构是芯片设计、研发、制造的基础,相当于盖房子的地基。万丈高楼平地起,首先要有一个好的地基和主体。

而芯片架构就相当于芯片的地基和主体,也是芯片厂商给芯片定制的规范,可以区分不同类型芯片的重要标示。

尽管芯片架构如此重要,但令人尴尬的是芯片架构基本被海外厂商所垄断。

ARM和X86架构控制着90%以上的芯片,RICS-V也占有一部分,剩余的国产芯片架构所占比例不足1%。

而国产六大CPU厂商,其架构也大都采用了其他公司的架构。

例如:海光、兆芯采用了X86架构,而X86架构的技术、专利都在英特尔、AMD手中;

鲲鹏、飞腾采用了ARM架构,最近ARM公司公开宣布其最新研发的Neoverse V1 和V2产品,不会让国内厂商使用;

申威号称使用了alpha架构,其实就是谷歌淘汰的产品,与ARM、X86有很大的差距。

只有龙芯采用自主研发的LoongArch架构,做到了真自主CPU。

为了证明龙芯的LoongArch架构是自主研发,龙芯在2020年聘请了第三方机构,对龙芯进行了专业对比分析。对比对象包括X86、ARM、RISC-V和MIPS。

结果如下:

1、LoongArch的指令系统、指令编码、指令格式、寻址模式是自主设计;

2、LoongArch的指令手册、指令说明、内容表达上与国际主要指令区别明显;

3、LoongArch未对国际主要指令系统构成侵权风险。

龙芯做到了纯国产,击败了谣言。2000多条指令集是团队日夜奋斗的结果,所谓的采用MIPS、X86、ARM架构纯属无稽之谈。

龙芯的纯国产还体现在制造端。

芯片制造一直是我们的短板,华为海思设计出了3nm麒麟处理器,但是没有代工厂,只好停留在“PPT”阶段。

但是龙芯设计的3A6000为12nm,完全可以让中芯国际代工。

中芯国际总部位于上海,是国内最强的芯片代工公司,也是全球第四大芯片制造公司。

2021年,中芯国际CEO梁孟松称:公司已完成28nm、14nm工艺的量产,7nm技术研发完毕,只待EUV光刻机。

2022年底,中芯国际完成了14nm+工艺,也就是12nm工艺,2023年就会实现量产,这与龙芯3A6000量产时间刚好吻合。

所以,龙芯的CPU完全可以让中芯国际代工。

芯片封装方面,国内长电科技已经实现了4nm工艺,具备了世界领先的技术。

EDA工具方面,华大九天早在前两年就已经全面突破14nm芯片工具的研发,目前正在攻关7nm技术,12nm设计工具也是没有问题的。

光刻胶方面,南大光电已经具备DUV层面的技术,目前正在研发EUV光刻胶。

所以,整体来看,从架构、设计、EDA再到代工、封装、材料等方面,龙芯都可以做到国产化,所以龙芯才是真自主、纯国产CPU。

龙芯局部超过英特尔?

尽管龙芯内部有说法,称已经在局部超过英特尔。其实,这更多的是自我安慰。

英特尔在CPU领域拥有极深的护城河,生态方面更是其他芯片公司所不具备的。英特尔与微软打造“Winter联盟”,干掉了90%的芯片、系统厂商。

就连苹果、AMD都无法撼动英特尔在计算机领域的地位,更何况龙芯。

想要逆袭英特尔,首先要打破英特尔的生态,当龙芯市场占有率与英特尔相当时,龙芯才有资格说逆袭。

否则,即便龙芯的性能胜过英特尔,也无济于事。

而现实是,龙芯在性能、生态、产值方面都远逊于英特尔,一定要说龙芯在某个微小的局部超越了英特尔,我想就是安全方面吧!

当然这个安全是对于国内用户,毕竟不用担心“后门”的问题了。

写到最后

龙芯走过了20多年的风风雨雨,是国产芯片的骄傲,更像一盏灯塔,为国产芯片的发展指明了方向。

很快,搭载龙芯3A6000、麒麟操作系统的个人电脑将会出现在市场上,或许在大型网游方面稍微逊色,但日常使用完全没问题。

这样的国产电脑你会支持吗?


我是科技铭程,欢迎共同讨论!

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页面更新:2024-05-04

标签:英特尔   多核   光刻   代工   指令   局部   架构   处理器   芯片   自主   性能

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