芯片制造可分逻辑芯片设计、芯片代工、封装测试。美国对我国半导体行业的打压、制裁,激起了国产半导体厂商的斗志,许多国产半导体厂商投入到核心技术的攻坚中,龙芯中科便是其中一位。

我是柏柏说科技,资深半导体科技爱好者。本期带大家了解的是:国产巨头的三连击,龙芯中科甩出“王炸”。100%国产化指令集架构+100%自主研发设计+国产代工量产。

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老规矩,开门见山。2021年7月23日,龙芯中科官网消息:基于自主指令集架构研发的国产PC处理器“龙芯3A5000”正式发布。据了解,龙芯3A5000处理器是龙芯中科采用自研指令集架构“Loong Arch”推出的首枚PC芯片。

龙芯3A5000具备指令集架构自主化、芯片设计自主化、国内芯片代工自给化的特点。能够有效解决我们在PC端核心技术领域被国外“卡脖子”的问题。特别是龙芯中科推出的Loong Arch指令集架构。Loong Arch是我国首个采用自主技术开发的指令集架构。Loong Arch的出现,弥补了我国在逻辑芯片领域中的空白。

补充一点:指令集架构是处理器芯片的根基,是处理器芯片的核心。芯片设计商在对芯片进行设计、开发时,是建立在指令集架构基础上的。换句话说,指令集架构好比房梁支柱,在房梁支柱的支撑下,芯片设计商能够根据自己的“喜好”来对芯片进行自由设计。

国内研制、设计芯片的很多,但拥有自主指令集架构的,目前仅有龙芯中科一家。换句话说,loong Arch诞生前,我国的芯片设计商使用的都是国外架构。例如麒麟芯片使用的是英国Arm公司的Arm架构、阿里平头哥的玄铁芯片使用的是美国的RISC指令集架构。在美国高频打压我国半导体发展的背景下,没有自己的指令集架构,显然是很危险的,好在龙芯中科做到了。

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值得一提的是,龙芯中科旗下的Loong Arch指令集,其性能可媲美国内使用的Arm、X86架构。有一点需要注意,这里说的Arm、X86架构代指版本较久的一代。受美国技术制裁、限制的影响,我国无法使用国外最新的指令集架构。

例如华为目前使用的Arm架构是Arm公司十年前推出的Armv8,Arm公司于2021年3月31日推出的ArmV9架构,国产厂商则无法使用。龙芯中科推出的Loong Arch架构拥有2500多条自主指令集,属于CISC(复杂指令集),性能表现胜于国内芯片设计商使用的RISC、Arm精简指令集。此外,Loong Arch能够在windows状态下,有效翻译MIPS、X86、Arm指令集并开源于Linux操作系统。

有一点需要注意,Loong Arch是不兼容windows操作系统的,但Loong Arch适用一切基于Linux操作系统开源的指令集。这是因为windows操作系统是闭源系统,Linux是开源系统。而windows不可兼容,并不是Loong Arch的问题,即便是Arm、X86,在没得到微软公司的授权前,也无法兼容windows操作系统。毕竟让国外厂商投入资金、精力去支持、扶持我们的指令集,显然也不现实。

回到龙芯中科正式发布的3A5000这里。有关该枚芯片的更多信息,龙芯3A5000包含两个可支持ECC校验的64位DDR4-3200控制器(内存),4个HyperTransport 3.0控制器(总线技术),可有效支持多个处理器数据的一致性。处理器方面,龙芯3A5000拥有4个处理器核心,每个处理器核心均采用64位超标量GS464V自主微架构,并搭配4个顶点单元、2个256位向量运算单元以及2个访寸单元。

简单来说,除了对数据运算能力要求极高的软件外,3A5000可支持大多数日常软件的运行。另外,与国外的CPU相比,龙芯3A5000最大的优势则是安全性

据了解,龙芯3A5000支持核内操作系统内核栈防护,拥有专门的机制来防止“幽灵(Spectre)”与“熔断(Meltdown)”的攻击。另外,龙芯3A5000还支持可信计算体系,并内置了硬件加密模块,还支持商密SM2/3/4及以上算法。能够有效保护国家事业机关单位的信息。

当然,与英特尔、AMD新推出的CPU相比,龙芯3A5000在性能上并不占优势。但这至少可以确保我国事业机关的信息不会被国外窃取。在确保不会被国外卡脖子的基础上,性能可以慢慢提升。

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目前国产半导体厂商在PC端、软件操作等领域屡创佳绩,鸿蒙系统的推广、龙芯架构的成立以及银河麒麟V10操作系统的应用,这些都在向世界声明:“那些打不倒我们的,终究会使我们变得强大”。祝愿龙芯中科愈发强大,希望国产半导体厂商能够早日克服核心技术难题,在半导体领域中早日掌握主动权。

对于龙芯中科正式发布的“3A5000”处理器,大伙有什么想说的呢?Loong Arch指令集架构能否担起振兴国产逻辑芯片设计行业的大旗呢?欢迎在下方留言、评论。

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