國產CPU現狀介紹 中國CPU有什么


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前言:服務器是一種為客戶機提供服務的高性能計算機 。
國產 CPU 廠商得到了相應指令集的架構授權,發展成為6大主流廠商:龍芯、飛騰、鯤鵬、海光、申威、兆芯 。CPU 的指令集分為復雜指令集(CISC)和精簡指令集(RISC)兩大類 。復雜指令集以x86架構為代表,精簡指令集則包括 ARM、MIPS、Alpha、Power 等 。
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6 大主流 CPU 廠商的技術路線和生態建設各有優勢 。目前在通用計算領域,優勢較強的是龍芯、飛騰、鯤鵬、海光這 4 大廠商,我們將在本章進行重點介紹 。加微信 openeye01 看更多內幕好文!
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龍芯技術源于中科院計算產業,沿著市場化的道路不斷發展,已有超過 20 多年的 CPU 行業積累 。2001 年,在中科院計算所知識創新工程的支持下,龍芯課題組正式成立 。2010 年,龍芯公司正式成立 。龍芯堅持“市場帶技術”的道路,而不是“市場換技術”的道路,堅持自主研發,堅持市場化的機制,整體的發展可概況為三個十年 。
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龍芯 CPU 系列包括龍芯 3 號大 CPU、 龍芯 2 號中 CPU 、龍芯 1 號小 CPU 三個系列,分別針對電腦(桌面和服務器)、工控和嵌入式、單片機領域 。本章重點介紹用于桌面和服務器的龍芯3 號系列 CPU 。
1)早期階段(2015 年之前):性能較低,達不到“可用”程度:龍芯第一代 3A1000/3B1500 的單核性能較低,SPEC CPU 2006 分值只有 2-3 分,打開 20M 的測試文檔需要 33 秒 。
2)開始進入“可用”階段(2016-2017 年):單核性能顯著提升:龍芯第二代 3A3000/3B3000/7100 單核性能提升到 10-11 分,超過 Intel 凌動系列,打開 20M 的測試文檔時間縮短為 6 秒 。
3)“可用”向“好用”升級階段(2019-2020):單核性能再次突破:龍芯第三代 3A/B4000、3A/C5000、7A2000 的單核性能提高到 20-30 分,打開 20M 的測試文檔時間少于 1 秒 。
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龍芯 3 號的更新升級有兩種模式:
1)工藝更新微結構不變
2)工藝不變更新微結構 。
龍芯 3A4000相比 3000,采用相同工藝(28nm)但性能成倍提高;龍芯 5000 系列工藝更新 12nm 。龍芯 3 號 CPU 下一代 5000 系列的目標:提高主頻和核數 。龍芯新一代桌面芯片 3A5000 將在2020年Q2 流片,采用 12nm 工藝,單核性能提高至 25-30 分,與 3A4000 可原位替換,操作系統二進制兼容;龍芯服務器芯片 3C5000 預計于 2020 三季度流片,采用 12nm工藝,16 核結構,支持 4-16 路服務器 。
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雖然從全球整體來看,MIPS 架構的生態基礎相對 x86 和 ARM 較為薄弱,但龍芯的信創生態建設已經較為完善,而且處于不斷擴張的發展中 。龍芯非常重視 Linux 生態建設,為開源社區積極貢獻代碼,增強技術影響力 。龍芯致力于 Linux 生態體系的兼容優化,有上百人規模的開源軟件工程師團隊,提供操作系統和底層軟件兜底服務的能力 。
2020 年 3 月 17 日,Java14f 發布,根據官方發布的統計,Oracle、紅帽、SAP、龍芯和谷歌,位于 OpenJDK 代碼提交次數的全球前五位 。
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在應用開發環境建設方面,龍芯支持主流的 Linux 開發環境,包括多種編程語言、函數庫、平臺引擎和集成開發工具等 。
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PC 端的生態建設:龍芯 CPU 已經支持主流的整機、操作系統、辦公軟件、瀏覽器、輸入法和部分設計工具等常見軟硬件,覆蓋了基本的辦公需求 。
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服務器生態領域:龍芯目前的 3B4000 服務器芯片是 4 核的,可以支持雙路、 四路全相連結構,實現了虛擬機效率提升至 95%以上、跨片訪存帶寬提升至 400% 以上、內存數量線性擴展以及高吞吐率 。目前也已經有百款廠商適配了龍芯的服務器 CPU 。我們認為,龍芯新一代 16 核的服務器CPU 在 2020 年內流片之后,龍芯在服務器領域的市場影響力將進一步得到增強 。

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