龙芯CPU

2002年，我国首款32位通用CPU“龙芯1号”诞生，该芯片主要面向行业应用。此后龙芯推出了面向工控与终端类应用的“龙芯2号”CPU。如今,“龙芯3号”也已问世，该芯片可应用于桌面与服务器类应用之上。

龙芯成为芯片国产化替代最大功臣

龙芯课题组成立之初，是着眼于解决国防和信息安全领域无芯可用的困境。如今以龙芯为首的很多中国芯片厂商发展势头不错，在很多领域上都已经实现了国产化替代。龙芯起着带头作用。

目前，龙芯一共有三个系列产品，分别用于高性能计算机，一体本以及工业领域，其中龙芯一系列产品早就已经被成功运用在北斗卫星之上。

而龙芯二号产品则被称为是已知范围内性能最高，设计最复杂的CPU，龙芯三系产品，在国产超级计算机曙光6000上发挥出了巨大的作用。

对于中国科技产业来讲，龙芯的重要性显而易见，除了CPU安可市场之外，其BiOS以及操作系统和软件生态领域之中也有一定的成就。

龙芯通用CPU在迭代中发展

第一代，基本可用。3A1000、3B1500单核性能较低，SPEC CPU2006测试分值仅2-3分，打开20M文档需要33秒，用户体验一般。

第二代，可用。3A/B3000四核处理器采用28nm工艺，主频1.35-1.5GHz，单核性能达到10-11分，超过凌动系列，打开20M文档仅需6秒。具有安全自主程度高、整机厂商品类多、国产化桥片方案等特点。

第三代，好用。2019年12月发布的3A/B4000四核处理器实现相同工艺下性能提升一倍，主频1.8-2.0GHz，单核性能达到20-30分，达到AMD 28nm工艺最后产品“挖掘机”的水平，可秒开20M文档。

未来，提高主频和核数。3A5000四核桌面CPU将采用12nm工艺，单核性能争取达25-30分，与3A4000兼容，可原位替换；3C5000十六核服务器CPU同样采用12nm工艺，支持4-16路服务器。

龙芯覆盖安全、通用、嵌入式领域

在安全领域，龙芯处理器已经通过了严格的可靠性实验，作为核心元器件应用在几十种型号和系统中，2015年龙芯处理器成功应用于北斗二代导航卫星。

在通用领域，龙芯处理器已经应用在：个人电脑、服务器及高性能计算机、行业电脑终端、以及云计算终端等方面。

在嵌入式领域，基于龙芯CPU的防火墙等网安系列产品已达到规模销售；

龙芯提供的IP设计服务在国产数字电视领域也与国内多家知名厂家展开合作，其IP授权已达百万片以上。

在市场驱动方面，像龙芯MIPS架构最大的驱动力为政策驱动，像银行等八大行业基于安全考虑，会给到龙芯这种MIPS架构一定市场份额。

从选边站队到自主研发

目前，“构建独立于Windows + Intel体系和ARM + Android体系的安全可控的信息技术体系和产业生态”已经成为国家战略。而芯片是重中之重。而芯片的困难有两点：CPU的指令集架构、工艺制程。

目前，仍然活跃在商业领域的指令集分成两大类：以ARM、RISC-V及MIPS为代表的精简指令集 (RISC)，以x86为代表的复杂指令集 (CISC)。

据分析，X86不授权，ARM严格授权，中国此前一直把宝押在RISC-V和MIPS上。龙芯曾经选择MIPS授权，本以为可以通过比较弱势的MIPS或者基于开源的RISC-V来构建自己的生态，但最近发生的各类限制，让龙芯认识到这在商业上会造成很大的干扰。所以，摆在龙芯面前的恐怕只剩下建立自己的指令集这一条路了。

目前，龙芯已经完成了自主指令集的规划，包含基础指令337条、虚拟机拓展指令10条、二进制翻译扩展指令176条、128位向量扩展1024条、256位向量扩展1018条，合计2565 条。

基础软件OS方面，已经完成 BIOS、编译器的内核改造，可以在 FPGA 平台上运行 SPEC CPU 等复杂应用；正在开展完整操作系统编译工作；正在开展 Java、JavaScript、NET 虚拟机迁移工作。

结语

尽管国产CPU正加速追赶，然而英特尔、AMD、微软、苹果等等海外企业，早已铸就深严壁垒，国产芯片、CPU确实面临很大的挑战。龙芯中科将走上一段新的旅程，也希望其能带领国产芯片越走越远。