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龙芯，在中国人心中是一个巨大的IP。 大家这一代人对于龙芯的期待，不亚于大家的父辈期待第一颗原子弹的爆炸。作为国产芯片的“代言人”，龙芯身上承担了太多的期待。只不过国产芯片的路，显然比想象中更为艰险和漫长。 2017年4月，龙芯带来了一个好消息：推出新一代代表着国产最高水平的芯片。 其中，最为亮眼的莫过于龙芯3A3000和3B3000。从实测数据来看，这款芯片的综合性能已经超越了Intel Atom系列和ARM系列CPU。 这个性能，用中国工程院院士倪光南的话来说，已经达到了可用的水平，日常的使用、办公、出差都没有任何问题。 很多童鞋都好奇，龙芯的芯片究竟有多大能力呢？龙芯总设计师胡伟武对这些芯片做了详细的先容。 龙芯在做哪些芯片 雷锋网告诉你，识别龙芯的芯片，有一个窍门： “1”开头的芯片，是“小CPU”，是根据需求定制的专用或嵌入式芯片。 “2”开头的芯片，是“中CPU”，对标的是Intel的Atom（阿童木）系列，适合平板电脑、办公电脑等低功耗的通用便携计算。 “3”开头的芯片，是“大CPU”，对标的是Intel的酷睿/至强系列，用途是桌面计算机或高性能计算。 可以看出，龙芯的目标只有一个，那就是全球第一的芯片帝国Intel。那么，龙芯的芯片水平离Intel还有多远呢？别急，先来看看龙芯追赶Intel的计划。 “龙芯之父”胡伟武说，龙芯目前的芯片计划分为三代： 第一代：“地板上”的CPU 2013-2014 先容：简单来说，这一阶段就是努力鼓捣出一款CPU。不过，对于龙芯团队来说，这并不是从零开始。之前计算所有一些很利害的研究成果，可以制造出满足特定需求的CPU，但是通用处理能力低。这些芯片大多是满足国家特定需求，市场并不是很认可。 这个阶段已经完成。 代表的芯片是：3A1000、3B1500、2F、2H。 第二代：“空中”的CPU 实现时间：2016-2017 这个阶段，主要任务是“认真”做一款能卖出去的CPU。其实对一个CPU的最高认可就是有人买单。这批龙芯CPU（单核）性能上是第一代产品的3-5倍，超过凌动（Atom）、VIA和ARM。这些芯片的性能算不上顶尖，但是可以在很广泛的领域使用。客观上来说，一个桌面芯片达到了ARM和凌动的水平，是可以卖得很好的。 这个阶段在今天也已经实现。 代表芯片：3A3000、3B3000、2K1000、7A 第三代：“天花板上”的CPU 2019-2020年 这一阶段的CPU要追上AMD全系列的水平。如果能实现，距离英特尔顶尖的至强（Xeon）芯片差距就不是很大了。这个时候，单核芯片的性能就会遇到物理天花板，就像现在的Intel一样。这时，需要用增加核心数量来提高整体的计算性能。（Intel在2010-2012年就已经触及了天花板） 到这个时候，龙芯就可以在市场上试着和Intel和AMD比划一下了。 代表芯片：3A3000/4000、3C5000、2K2000、7B 从过去的发展路径来看，虽然磕磕绊绊，但胡伟武吹出去的牛总算都实现了。未来龙芯要做的，就是把“天花板上”的CPU造出来。 仰望星空之前，先来脚踏实地，看看这最新出世的龙芯3A3000究竟怎么样。 龙芯芯片究竟怎么样顶级芯片：3A3000 3A3000，就是胡伟武口中的“在半空中的CPU”。说他在半空中，主要是指技术水平——没有达到顶尖，却已经很强。 对于这款芯片，雷锋网(公众号：雷锋网)认为有几个关键词： 1、目前国产最强 由于目前CPU都是多核心的结构。所以比较芯片的绝对性能，有一个简单粗略的办法，那就是单独核心拉出来“单挑”。 胡伟武先容，3A3000这款芯片，在国产所有芯片里面单核性能最高。 2、超过Atom和ARM 具体性能方面，3A3000是龙芯上一代芯片性能的3-5倍。从下图来看，与VIA和AMD的主流中端芯片比较，数据几乎相当，有些指标优势很大，有些指标不相上下。 普通人也许不太理解这样专业的指标，你只要知道，这个性能超于Intel Atom或者顶级手机当中的ARM处理器，相当于Intel和AMD高端处理器的性能。 3、距离Intel最强技术仍有30%的差距 虽然性能相当于Intel的高端处理器，但未到这些处理器大厂的顶尖水准。实际上作为一个成立不到十年的企业，从一穷二白的出发点，难以追平国际顶尖企业也情有可原。 目测这款CPU和顶尖的CPU还有30%左右的性能差距，这个大概是一代技术的差距。要追赶上这一代的差距，目测还需要3年左右的时间。 4、纯自主研发 倪光南院士曾经说：核心技术不可能买来，买来的一定不是核心技术。自主研发一直是龙芯的标签。胡伟武先容，龙芯3A3000除了厂家提供的基本单元外，其中包括CPU和内存控制器在内的所有的模块都是自主设计的，没有引入第三方IP。 这种自主研发的好处，简单来说就是：一旦发生中美严重对抗，美国很容易攻击Intel Inside的设备，却很难攻击“龙芯Unside”的设备和系统。 大众芯片：2K1000 除了最强的“3”系列，龙芯在“2”和“1”系列也推出了新品。 “2”系列本来是对标Atom系列的芯片，从2017年的2K1000来看，性能比上一代2H提高了3-5倍，但距离2014年的AtomJ1900芯片处理能力还有20%左右的差距。 不过，这样的处理器性能已经可以使用在终端机和工控机之上。实际上，这款芯片虽然不是龙芯最强的芯片，确是最能让客户买单的一款通用CPU。 特种芯片：1H “1”系列不拼运算能力，拼的是极端条件下的稳定工作能力。例如“1”系列的前辈“1E”和“1F”现在就转载在北斗卫星之上。 “龙芯在北斗卫星上稳定运行了两年，没有一次反转锁定的错误。”胡伟武骄傲地说。 至于“1H”，则是一款神器。它将会用在地下数千米的石油钻探探头上，工作温度在200度左右。对于这种超高温条件下的稳定工作，一直是芯片界的核心技术。 中国一直想掌握高温芯片技术，但是美国对大家实行了严格的技术封锁。 胡伟武还记得，在搭载这款芯片的钻头下井试验的时候，一个石油行业的老专家倒满一杯酒，对他说： 我十几年没喝酒了，今天我要敬你一杯。这么多年没有人能做出这种芯片，你是大家石油行业的功臣！ 国产芯片从一无所有，到如今可以上天入地，中国科学家所付出的艰巨努力让人动容。 比起性能，龙芯更要在生态上追赶Intel 但是技术上追上Intel，和让每个人都用上龙芯，是两个完全不同的事情。 在技术和市场之间，认为技术更难的往往活不久，认为市场更难的才能活得很好。 胡伟武异常清醒。 在大家的认识中，国产科技经常“有意”忽略市场，偏安“党政军”一隅。龙芯在开始阶段，也同样紧抱“党政军”大腿。不过，发展到今天，龙芯已经意识到“党政军”的市场过小，要想成为对标Intel的伟大企业，必须进攻企业终端市场，进而开发个人市场。 生态的价值人人都知道。 你为什么不买龙芯电脑？ 因为安装不了Windows 为什么要安装Windows？ 因为我习惯的App和游戏都在Windows上啊！ Intel+Windows的生态，庞大得让人生畏。但是龙芯必须在巨头眼皮底下奋力“折腾”出自己的生态。 胡伟武觉得，这个事情虽然难，但没有想象中那么不可能。当然，在个人电脑方面，Intel制霸天下，但是这个世界并不仅仅有个人电脑这一个大市场。 龙芯的打法是：主攻Wintel生态的薄弱环节——终端和工控领域。 终端和工控是龙芯的领地 终端是指党政、能源、金融、电信等等行业使用的终端机，偏专用性质； 工控是指在工业领域对生产设备进行控制的智能设备。 基于这个方向，胡伟武的秘诀是：抓住API。 全中国会用Java的工程师有600万，而却找不到10名懂得Java引擎或者JavaScript虚拟机的人。 胡伟武感叹。 换句话说，中国的现状是绝大部分工程师都只会在上层做开发，而把开发者和CPU连接起来的中间接口就叫：API，API很少有人会做。 龙芯要做的是，为市面上所有龙芯的潜在用户开发好用的API，让开发者可以舒服地开发出应用程序。 简单来说就是，龙芯制造出各种形式的“乐高模块”，程序开发者只需要按照自己的需要，拼插乐高积木就可以了。这样的话，基于龙芯开发就变得像游戏一样容易，而且让人更加享受。 根据官方数据，下游客户中，基于龙芯的软硬件开发人员已经有一万人了。 开源社区也是龙芯的领地 这个事情，同样反映在龙芯的社区和开发者队伍上。 如果你在龙芯开发者论坛注册，可以用极低的价格购买到龙芯的板片或电脑。基于这些硬件和Linux内核系统，你可以开发一切你喜欢的东西。对于龙芯生态有持续贡献的人，还可以得到“工分”，这些工分将来是可以换取龙芯企业分红和股权激励的。 实际上，在各个高校中，基于龙芯芯片的爱好者社团已经有很多。龙芯也决定把一些低端的处理器核源代码开放给高校，让学生可以完整了解CPU内部代码结构，成为中国芯片的后备力量。 开发者是很挑剔的，但是在他们面前，大家的3A2000和3A3000已经不丢人了，真的。 胡伟武感慨。 虽然说龙芯已经建立了强大的生态还为时过早，但不妨来看看Intel。中国工程院倪光南院士说： 1995年Windows 3.2退出市场，至今Wintel的生态建设已经经过了30年，而相比Intel早年的发展，龙芯的脚步已经很快了。 仰视Intel，龙芯道阻且长。但是，如今下游基于龙芯CPU的软硬件研发人员已经达到上万人。几年间龙芯有了如今的生态，并不容易。 需要说明的是，从三年前开始，政府已经放弃了对龙芯的支撑，龙芯的最新芯片，都是龙芯中科企业靠卖一片片芯片赚来的钱研发的。从这个角度看，相比动辄拿国家几十亿研究经费的芯片团队而言，龙芯可以拍着胸脯问心无愧。 就像胡伟武所说：有一种胜利来自煎熬。 龙芯用自己的故事，证明了世界还算公平。
史上最强的龙芯3A3000处理器
搭载龙芯1H的石油钻头
基于龙芯和开源系统制作的“坦克车”
华三研发的基于龙芯3A3000的交换机
史上最强的龙芯3A3000处理器
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发表于 2017-4-26 13:20:51
