處理器是中國芯片行業(yè)被卡脖子最深的賽道，也是國家信息安全最重要的保障。11月28日，龍芯中科在北京發(fā)布了新一代國產(chǎn)CPU——龍芯3A6000。龍芯3A6000采用我國自主設(shè)計的指令系統(tǒng)和架構(gòu)，無需依賴任何國外授權(quán)技術(shù)，是我國自主研發(fā)、自主可控的新一代通用處理器，可運行多種類的跨平臺應(yīng)用，滿足各類大型復(fù)雜桌面應(yīng)用場景。
圖源：人民日報
據(jù)悉，這款處理器具有完全自主、技術(shù)先進、兼容生態(tài)三方面特點，從整個架構(gòu)的頂層規(guī)劃，到各部分的功能定義，再到細(xì)節(jié)上每條指令的編碼、名稱、含義，在架構(gòu)上進行自主重新設(shè)計，具有充分的自主性。龍芯3A6000的發(fā)布，意味著中國在突破西方的封鎖方面又有了重大突破，讓中國真正擁有“中國芯”。
100%自研新一代龍芯處理器
20年前，龍芯1號處理器面世，基于MIPS授權(quán)指令集。
2021年，龍芯中科發(fā)布了一款跨時代的產(chǎn)品，也就是龍芯3A5000處理器。這款處理器采用了龍芯自主研發(fā)的LoongArch指令集，也就是龍架構(gòu)，這也是中國歷史上首個100%自研的芯片指令集，徹底擺脫了對國外廠商的依賴。
龍芯3A5000首次實現(xiàn)了從指令集、微構(gòu)架到芯片設(shè)計的完全自研，是一款根紅苗正的100%純國產(chǎn)處理器。不過在性能方面，龍芯3A5000與市面上主流的酷睿/銳龍?zhí)幚砥飨啾冗€有著非常明顯的差距。
2023年8月，龍芯中科推出了龍芯3A6000處理器，這是龍芯第四代微架構(gòu)的首款產(chǎn)品。
根據(jù)中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院賽西實驗室測試結(jié)果，龍芯3A6000四核處理器在2.5GHz運行頻率下，SPEC CPU 2006 base單線程定/浮點分值分別達到43.1/54.6分，SPEC CPU 2006 base多線程定/浮點分值分別達到155/140分，雙DDR4-3200內(nèi)存通道Stream實測帶寬超過42GB/s，Unixbench實測分值超7400分。
較上一代龍芯3A5000桌面CPU，龍芯3A6000在相同工藝下單線程性能提升60%以上，全芯片多線程性能成倍提升，為用戶帶來更極速的性能體驗。龍芯中科正在研發(fā)的服務(wù)器CPU將比上一代16核龍芯3C5000以及32核龍芯3D5000服務(wù)器CPU性能成倍提升。
此外，龍芯3A6000進一步完善和提升了軟硬協(xié)同的二進制翻譯水平，可以運行更多跨平臺應(yīng)用，并滿足各類大型復(fù)雜桌面應(yīng)用場景。
綜合相關(guān)測試結(jié)果，龍芯3A6000處理器總體性能與Intel公司2020年上市的第10代酷睿四核處理器相當(dāng)。
據(jù)悉，龍架構(gòu)(LoongArch)從頂層架構(gòu)，到指令功能等全部自主設(shè)計，無需國外授權(quán)，得到了上百個與指令系統(tǒng)相關(guān)的國際軟件開源社區(qū)的支持，得到了統(tǒng)信、麒麟、歐拉、龍蜥、鴻蒙等操作系統(tǒng)的支持，得到了WPS、微信、QQ、釘釘、騰訊會議等基礎(chǔ)應(yīng)用的支持，已形成與X86、ARM等并列的基礎(chǔ)軟件生態(tài)。
打破國外壟斷局面
截止至2023年一季度最新的X86芯片市場數(shù)據(jù)：在桌面CPU領(lǐng)域，AMD市場率為19.2%，intel的份額為80.8%;在筆記本電腦/移動設(shè)備CPU領(lǐng)域，AMD市場占比為16.2%，intel的份額為83.8%;在服務(wù)器CPU領(lǐng)域，AMD市場占比為18%，intel的份額為82%;在服務(wù)器CPU領(lǐng)域，AMD市場占比為18%，intel的份額為82%。
GPU領(lǐng)域則主要由英偉達+AMD把持。2023年Q1英偉達的獨立顯卡(包括AIB合作伙伴顯卡)的市場份額達84%，AMD和Intel則分別占比12%、4%。這種市場占有率讓其他國家、其他競爭對手感到窒息!
然而，龍芯3A6000這一壟斷性市場撕開了一道口子。誠然，龍芯3A6000并非國際最先進處理器，但已經(jīng)達到了主流水平。同時，龍芯3A6000的發(fā)布是我國自主研發(fā)的重大成果，也是推動我國信息技術(shù)自主創(chuàng)新的重要里程碑。
龍芯中科董事長胡偉武在2023產(chǎn)品發(fā)布會上表示，3A6000走出了一條基于成熟工藝、通過設(shè)計優(yōu)化提升性能的技術(shù)路徑，標(biāo)志著在相對弱一點的工藝條件下，與英特爾、AMD達到了性能可比，下一步將繼續(xù)用成熟制程，達到英特爾先進工藝的性能。據(jù)介紹，3A6000對標(biāo)英特爾第十代酷睿處理器，采用四大核、四小核設(shè)計，單線程通用處理性能較上一代性能提升60%，多線程提升約一倍。
胡偉武此前在2023年第三季度業(yè)績說明會上曾表示，3C6000完成設(shè)計，開展流片交互，處理性能比上一代成倍提高，訪存帶寬成倍提高，IO性能實現(xiàn)呈數(shù)量級提高，支持高性能國密標(biāo)準(zhǔn)加解密算法。胡偉武介紹，公司通過優(yōu)化設(shè)計，硅面積減少了15%~20%左右，成本降低，大幅提升性價比。他重點提及了龍鏈技術(shù)(Loongson Coherent Link)，該技術(shù)實現(xiàn)片間高速互連。“3C6000是繼3A6000之后實現(xiàn)的一項重大突破。”胡偉武指出。
值得一提的是，龍芯中科自2001年成立起就開始了國產(chǎn)CPU的研發(fā)和生產(chǎn)，其產(chǎn)品不斷迭代升級，目前已經(jīng)形成了完整的處理器產(chǎn)品矩陣。而龍架構(gòu)(LoongArch)則是中國自主研發(fā)的指令集體系架構(gòu)，其設(shè)計原則是“小步快跑”，逐步實現(xiàn)從指令集到微結(jié)構(gòu)、從微結(jié)構(gòu)到芯片平臺的跨越。
此前，在龍芯3A6000處理器推出之際，就受到了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注和熱議。據(jù)悉，目前十幾家整機/ODM企業(yè)將發(fā)布基于龍芯3A6000的終端產(chǎn)品，統(tǒng)信軟件和麒麟軟件也已率先完成了對龍芯3A6000的適配工作，這將進一步推動龍芯芯片的應(yīng)用和發(fā)展。
芯片競爭進入大國博弈深水區(qū)
事實證明：當(dāng)大國博弈進入深水區(qū)，花再高的價格都無法買到所需芯片時，一切建立在他國臉色上的科技大廈都成為沙灘上的建筑，一沖就垮了。這一點在最近幾年中國芯片產(chǎn)業(yè)遭受近乎瘋狂式打壓事實中一次次得到印證。最近，美國又出臺最新的AI芯片出口管控，將遲滯中國在AI領(lǐng)域的進步，特別是在生成式AI這種需要大算力芯片支持的領(lǐng)域。
實際上，跟中國一樣，俄羅斯應(yīng)該感同身受。在俄烏沖突中，俄羅斯被曝拆除洗衣機芯片用于導(dǎo)彈，雖無法證明這一傳言的真假，但也從另外一個層面證明芯片對一個國家的重要性。
龍芯作為中國的芯片制造商，逐漸成為俄羅斯科技企業(yè)尋求技術(shù)獨立的理想選擇。首先，龍芯CPU在性能上逐漸嶄露頭角。特別是，即將發(fā)布的3A6000系列CPU在性能方面具備競爭力，性能水平可與國際競爭對手相媲美。這使得龍芯CPU成為了俄羅斯考慮采購的理想選擇，尤其是在滿足國內(nèi)計算需求方面。
近日，根據(jù)俄媒cnews報道，ALT Linux現(xiàn)在已經(jīng)正式加入對龍芯處理器的適配，支持龍芯 3A5000、龍芯 3A6000 等 CPU，得益于龍芯 CPU 出口限制已經(jīng)被解除，俄羅斯相關(guān)部門可以采購這些 CPU 來取代 AMD 和英特爾的產(chǎn)品。
據(jù)悉，ALT Linux 是俄羅斯公司 Basalt SPO 開發(fā)的一款國產(chǎn)操作系統(tǒng)，基于 KDE Plasma 及 xfce 桌面環(huán)境構(gòu)建，在設(shè)計風(fēng)格上有點類似微軟 Windows。而Basalt SPO 的開發(fā)團隊非常高效，只花了 9 個月時間，就讓 Alt Linux 系統(tǒng)適配了龍芯處理器的 LoongArch 架構(gòu)。
可以說，俄羅斯采購龍芯CPU的決策為解決龍芯的生態(tài)問題提供了新的契機。通過采購龍芯CPU并將其應(yīng)用于數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)、服務(wù)器和電腦等領(lǐng)域，俄羅斯將與龍芯合作建設(shè)生態(tài)系統(tǒng)。
然而，龍芯3A6000這一技術(shù)成果的取得并非偶然。其中，尤其要銘記在2023年4月20日去世的科研老前輩黃令儀，其被冠以“龍芯之母”。她那句“我這輩子最大的心愿，就是匍匐在地，擦干祖國身上的恥辱!”，讓人動容。大國競爭，就是要真正解決硬科技短板，才能在未來競爭中實現(xiàn)自立、自主、自強!
