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龙芯一号 2002年8月10日:中国龙芯一号诞生

导语:龙芯是中国科学院计算技术研究所自主研发的通用CPU,采用自己的龙芯指令系统,兼容MIPS指令。“龙芯一号”诞生于2002年8月10日,是我国第一款具有自主知识产权的通用高性能微处理器芯片。自2001年以来,龙芯开发了1号、

龙芯是中国科学院计算技术研究所自主研发的通用CPU,采用自己的龙芯指令系统,兼容MIPS指令。“龙芯一号”诞生于2002年8月10日,是我国第一款具有自主知识产权的通用高性能微处理器芯片。

自2001年以来,龙芯开发了1号、2号、3号三大系列处理器和龙芯桥系列,广泛应用于政企、安防、金融、能源等应用场景。

龙芯-1系列是一款32位低功耗低成本处理器,主要面向低端嵌入式和特殊应用;龙芯2系列是64位低功耗单核或双核系列处理器,主要用于工业控制和终端领域;龙芯3系列是一款64位多核系列处理器,主要应用于桌面和服务器领域。

2015年3月31日,中国利用龙芯发射了第一颗北斗卫星。

2019年12月24日,龙芯3A4000/3B4000在北京发布,采用与上一代产品相同的28nm工艺。通过设计优化,性能提高了一倍。采用龙芯公司最新研发的新一代处理器核心GS464V,主频1.8 GHz-2.0 GHz SPEC CPU 2006的定点和浮点单核得分均在20分以上,是上一代的两倍多。

龙芯坚持自主研发,芯片中所有功能模块,包括CPU核心等所有源代码都是自主设计,所有定制模块也是自主开发。2020年3月3日,360公司与龙芯中科科技有限公司联合宣布,将深化多维度合作,在芯片应用和网络安全开发领域开展R&D和创新,开展多方面的技术和市场合作。

R&D背景

据美国《华尔街日报》2015年4月9日报道,美国政府禁止企业向中国设施出口与全球计算速度最快的超级计算机相关的技术,这对英特尔等硬件供应商是一个打击,也增加了中美之间的一系列科技纠纷。

这一限制包含在美国商务部在联邦政府网站上发布的公告中,日期标注为2月18日,即中国除夕,但直到4月9日,媒体才得知其存在。限制名单为中国国防科技大学、长沙国家超级计算机中心、天津国家超级计算机中心和广州国家超级计算机中心。

根据公告,美国政府已确定名单上的这些机构“参与了违反美国国家安全或外交政策利益的活动。”。比如“中国国防科技大学使用美国的多核、主板和处理器生产天河-1A和天河-2”,这两个系统“被认为是用于核爆炸活动”。

如果一家美国公司想向名单上的四家中国机构出售相关技术,必须先向美国政府申请出口许可证。然而,正如公告中指出的,此类许可证的申请“通常会被政策拒绝”。因此,这个公告实际上相当于一个禁令。

龙芯建筑

龙芯指令系统LoongISA在基础指令、虚拟机指令、面向X86和ARM的二进制翻译指令、基于MIPS64架构500多条指令的矢量指令四个方面新增了近1400条指令。

龙芯在获得MIPS永久授权的同时进行了自我扩展:

148龙格文字说明

5个龙格虚拟机指令

213龙币说明

1014龙芯IMD说明

MIPS最初的527条指令扩展到1907年,发展成了Loong的LoongISA,可以独立扩展自己的指令集,选择自己的发展方向。龙芯坚持源代码自己写,处理器内核自己设计。它的优点是有自主开发的权利,但是技术门槛也是最高的,所以是Hard模式。

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