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龙芯|龙芯胡伟武：克服奴才心态，做自己的CPU指令系统！( 三 )

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据龙芯中科副总裁 张戈介绍 ， 此次发布的龙芯3C5000系列是龙芯面向服务器领域倾力打造的高性能通用处理器 ， 采用全新的龙芯LoongArch自主指令系统 ， 具备超强算力性能卓越的特点 ， 可满足通用计算大型数据中心云计算中心的计算需求 。

龙芯中科副总裁 张戈
在芯片设计方面 ， 龙芯3C5000通过封装集成了四个3A5000硅片 ， 形成16核处理器 ， 重点优化多核多路互联效率 。 单芯片unixbench分值9500以上 ， 双精度计算能力达560GFlops ， 16核处理器峰值性能与典型Arm 64核处理器的峰值性能相当 ， 并支持最高16路互连 ， 搭配新一代龙芯7A2000桥片 ， PCIe吞吐带宽比上一代提升400%以上 。 可满足通用计算、大型数据中心、云计算中心的计算需求 。

此外 ， 龙芯3C5000通过芯片级安全机制可为等保2.0、可信计算、国密算法替代、网络安全漏洞防护等提供CPU级内生支持 。
龙芯现阶段的主要矛盾：应用生态
纵观龙芯CPU的发展历程 ， 胡伟武认为 ， 可以分为三个阶段：
在2019年之前 ， 龙芯面临的主要矛盾是CPU性能不足 。 比如 ， 在2013- 2015年龙芯第一代产品(3A1000、3B1500) 通用处理性能只有市场主流产品的1/10 ， 随后在2016-2018年推出的第二代产品(3A2000、 3A3000)， 3A3000性能是3A1000的4倍 ， 解决了操作系统与硬件结合部的稳定性问题 ， 达到基本可用 。

在2019-2021年 ， 龙芯推出了第三代产品(3A4000、3A5000、3C5000)  ， 尤其是自主LoongArch指令集的3A5000性能达到了3A3000的3倍 ， 相比上一代的3A4000性能也提升了50%以上 ， 功耗降低30%以上 ， 逼近市场主流产品水平 ， 达到了好用的程度 。
但是 ， 配套的国产操作系统成为了龙芯当时面临的主要矛盾 。 当时国内众多“小而散”的国产操作系统开发团队逐渐整合成了统信、麒麟两大国产操作系统团队 ， 各自已有2000-3000人的规模 。 在这过程中 ， 龙芯需要解决操作系统与硬件结合部的兼容性问题 ， 消除操作系统和硬件的组合“爆炸” 。
“我们曾经有一个时期 ， 每个整一个操作系统对每款整机都有适配 ， 现在我们一个操作系统 ， 不管谁的整机 ， 比如只要龙芯CPU装上就能跑 。 ”胡伟武说道 。
随着自主LoongArch指令集的3A5000系列的推出 ， 接下来 ， 龙芯还将会推出第四代产品(3A6000、3A7000)， 届时将达到市场主流产品水平 。
据胡伟武透露 ， 3A6000将会采用与3A5000相同的制裁工艺（应该是12nm） ， 将主要通过设计优化来提高性能 。 基于仿真结果 ， 3A6000处理器单核SPEC CPU 2006定点/浮点base分值（GCC）从26/28分提高到35/45分 ， 双DDR4的Stream带宽(峰值51. 2GBps)也将从25GBps提高到38GBps 。

随着龙芯CPU性能的不断提高 ， 2022年起龙芯技术平台的主要矛盾也开始转向应用生态 。 龙芯基础软件工作重点也从操作系统与硬件结合部转向操作系统与应用结合部 。
三大举措 ， 构建LoongArch应用生态
对此 ， 龙芯采取了三大举措：一个是夯实基础；二是广泛兼容 ， 不光Linux内部的兼容 ， 还要跟x86和Arm兼容；三是开发自主应用 ， 形成自主编程框架和编程语言 。
为此 ， 龙芯除了持续与统信、麒麟等国产操作系统厂商合作之外 ， 还面向信息化应用和工控及终端应用分别推出了龙芯基础版操作系统Loongnix和龙芯基础版操作系统LoongOS 。
龙芯还完成了LoongArch基础软件体系（LBF）的建设 ， 已经可以实现原生支持Linux全部主流基础软件和应用环境 。 也就是说 ， 在Linux平台上 ， x86、Arm有的 ， 龙芯也有 。

当然 ， Linux平台的开放性也引发了很多应用兼容性问题 ， 包括打包格式不兼容 ， API环境不兼容 ， 内核升级引起不兼容等等 。 为了解决这一问题 ， 龙芯推出了龙芯应用兼容框架（LCF）实现跨Linux版本应用兼容 。

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