国产CPU现状介绍 中国CPU有什么


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前言:服务器是一种为客户机提供服务的高性能计算机 。
国产 CPU 厂商得到了相应指令集的架构授权,发展成为6大主流厂商:龙芯、飞腾、鲲鹏、海光、申威、兆芯 。CPU 的指令集分为复杂指令集(CISC)和精简指令集(RISC)两大类 。复杂指令集以x86架构为代表,精简指令集则包括 ARM、MIPS、Alpha、Power 等 。
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6 大主流 CPU 厂商的技术路线和生态建设各有优势 。目前在通用计算领域,优势较强的是龙芯、飞腾、鲲鹏、海光这 4 大厂商,我们将在本章进行重点介绍 。加微信 openeye01 看更多内幕好文!
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龙芯技术源于中科院计算产业,沿着市场化的道路不断发展,已有超过 20 多年的 CPU 行业积累 。2001 年,在中科院计算所知识创新工程的支持下,龙芯课题组正式成立 。2010 年,龙芯公司正式成立 。龙芯坚持“市场带技术”的道路,而不是“市场换技术”的道路,坚持自主研发,坚持市场化的机制,整体的发展可概况为三个十年 。
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龙芯 CPU 系列包括龙芯 3 号大 CPU、 龙芯 2 号中 CPU 、龙芯 1 号小 CPU 三个系列,分别针对电脑(桌面和服务器)、工控和嵌入式、单片机领域 。本章重点介绍用于桌面和服务器的龙芯3 号系列 CPU 。
1)早期阶段(2015 年之前):性能较低,达不到“可用”程度:龙芯第一代 3A1000/3B1500 的单核性能较低,SPEC CPU 2006 分值只有 2-3 分,打开 20M 的测试文档需要 33 秒 。
2)开始进入“可用”阶段(2016-2017 年):单核性能显著提升:龙芯第二代 3A3000/3B3000/7100 单核性能提升到 10-11 分,超过 Intel 凌动系列,打开 20M 的测试文档时间缩短为 6 秒 。
3)“可用”向“好用”升级阶段(2019-2020):单核性能再次突破:龙芯第三代 3A/B4000、3A/C5000、7A2000 的单核性能提高到 20-30 分,打开 20M 的测试文档时间少于 1 秒 。
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龙芯 3 号的更新升级有两种模式:
1)工艺更新微结构不变
2)工艺不变更新微结构 。
龙芯 3A4000相比 3000,采用相同工艺(28nm)但性能成倍提高;龙芯 5000 系列工艺更新 12nm 。龙芯 3 号 CPU 下一代 5000 系列的目标:提高主频和核数 。龙芯新一代桌面芯片 3A5000 将在2020年Q2 流片,采用 12nm 工艺,单核性能提高至 25-30 分,与 3A4000 可原位替换,操作系统二进制兼容;龙芯服务器芯片 3C5000 预计于 2020 三季度流片,采用 12nm工艺,16 核结构,支持 4-16 路服务器 。
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虽然从全球整体来看,MIPS 架构的生态基础相对 x86 和 ARM 较为薄弱,但龙芯的信创生态建设已经较为完善,而且处于不断扩张的发展中 。龙芯非常重视 Linux 生态建设,为开源社区积极贡献代码,增强技术影响力 。龙芯致力于 Linux 生态体系的兼容优化,有上百人规模的开源软件工程师团队,提供操作系统和底层软件兜底服务的能力 。
2020 年 3 月 17 日,Java14f 发布,根据官方发布的统计,Oracle、红帽、SAP、龙芯和谷歌,位于 OpenJDK 代码提交次数的全球前五位 。
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在应用开发环境建设方面,龙芯支持主流的 Linux 开发环境,包括多种编程语言、函数库、平台引擎和集成开发工具等 。
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PC 端的生态建设:龙芯 CPU 已经支持主流的整机、操作系统、办公软件、浏览器、输入法和部分设计工具等常见软硬件,覆盖了基本的办公需求 。
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服务器生态领域:龙芯目前的 3B4000 服务器芯片是 4 核的,可以支持双路、 四路全相连结构,实现了虚拟机效率提升至 95%以上、跨片访存带宽提升至 400% 以上、内存数量线性扩展以及高吞吐率 。目前也已经有百款厂商适配了龙芯的服务器 CPU 。我们认为,龙芯新一代 16 核的服务器CPU 在 2020 年内流片之后,龙芯在服务器领域的市场影响力将进一步得到增强 。

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