中国芯片制造商龙芯中科技术有限公司(Loongson Technology Corporation)董事长胡伟武在接受CENA(中国电子)采访时表示,其正在研发的新一代桌面处理器——龙芯3B6600虽然采用成熟工艺(14nm),但预计其单核和多核性能将达到使用先进工艺(7nm)的英特尔高端酷睿12~13代处理器的水平,“而且不是i3,是i5或i7。”
这一预期是基于龙芯在处理器性能上的持续优化和架构创新,也标志着国产处理器技术的显著进步,中国芯片产业正逐步缩小与国际领先水平的差距。
投入与进步
自2016年至2020年,龙芯实现了性能和营收的“双十倍”跨越——单核性能提高了10倍,大致相当于达到了英特尔第三、第四代酷睿水平,达到了基本可用,甚至可用的水平;企业营收增加了10倍,2020年实现营收达10亿元人民币,且实现了数以亿计的净利润。
2022年,龙芯中科在科创板上市后,加大了对自研LoongArch指令集CPU的投入。自研指令系统和IP核不仅节省了巨额的授权费和版税,而且具备了针对不同应用场景灵活调整芯片架构的能力。
2023年推出的龙芯3A6000在实测IPC性能上已相当于英特尔公司2020年上市的第10代酷睿四核处理器。其单核和多核性能相比前一代产品3A5000分别提高了60%和100%,同时硅面积降低了20%。
此外,龙芯今年研发成功的16核及32核版龙芯3C6000服务器CPU,性能接近英特尔Xeon 4314和6338。
龙芯中科在成本控制上也取得了显著成效。通过自主研发各种IP,包括CPU核、GPGPU核、高速内存接口等,龙芯能够大幅降低授权费和版税,同时具备灵活调整芯片架构和硅面积的能力。目前,龙芯3A6000和3C6000的性价比已达上一代产品的3倍。
胡伟武表示:“龙芯现在选择市场目标的标准很简单,我们就对标芯片的硅面积:在相同工艺下,如果能实现硅面积缩小20%以上,就开发这款芯片,否则不做。”
产品规划
近期龙芯中科还在做一款激光打印机主控芯片。对标芯片的硅面积约有二十几平方毫米。
“如果我们没有自研IP,那么就只能购买第三方设计的IP,其大小尺寸都固定了。但是我们自研IP,就可以按需改造和配置不同的接口、模块等。例如,为了降低成本,我们把该芯片的内存控制器硅面积从5平方毫米压缩到1平方毫米左右,整个芯片的硅面积不超过10平方毫米。”胡伟武说道。
正在研发中的龙芯3B6600 CPU预计将采用LA864内核架构(龙芯3A6000是LA664内核),拥有8个BIG.little混合设计内核(4大+4小),主频最大3.0 GHz,并集成自研的LG200集成GPU。更高端的3B7000系列则将主频提升至3.5 GHz,并配备包括PCIe4、USB3、HDMI、GMAC等在内的多种先进接口。
与此同时,龙芯中科还透露了另一款即将推出的高性能处理器3B7000。这款处理器在主频上更为出色,可达3.5GHz,并配备了丰富的IO接口,包括PCIe4、SATA3、USB3、GMAC和HDMI等,为用户提供了更为全面和高速的数据传输能力。
生态建设
胡伟武表达了龙芯中科的长远目标:到2025年,基于龙架构的自主生态基本建成;到2030年,自主生态更加完善;到2035年,形成与x86和ARM三足鼎立的态势。“所谓的三足鼎立,是不能有数量级的差异。就像如果竞争对手占据整个市场份额的99%,而我们只占1%,这不算形成三足鼎立;但如果对手的份额占据90%,而我们能够占到10%,那么三足鼎立的局面就算实现了。”
胡伟武曾在多个场合强调芯片自主的重要性
龙芯中科正积极构建包括硬件、软件、人才和产业在内的全方位生态系统。公司计划通过提升处理器的兼容性,预计到2024年年底,在龙芯的Linux平台上将能够较为流畅地运行Windows操作系统及其应用程序。为确保能够流畅地运行Windows系统和应用,龙芯3B6600还通过二进制翻译技术,进一步拓宽了处理器的应用场景和用户基础。
具体来说,龙芯的生态建设分为四个部分:
第一是硬件生态,为CPU配置相应的接口桥片、GPGPU芯片、服务器的BMC芯片及RAID控制芯片等配套芯片,从而实现整机的成本最低。
第二是软件生态,分夯实基础、广泛兼容和自主应用“三步走”来建设。所谓“夯实基础”,就是龙架构Linux平台的成熟稳定。所谓“广泛兼容”,就是在龙架构的Linux类操作系统上兼容x86/Linux应用、x86/Windows应用以及ARM/Android应用。所谓“自主应用”就是形成自主应用生态,就像手机的APP有iOS版和安卓版,希望未来电脑的APP有Windows版和龙芯版。
目前,龙芯已经完成了“夯实基础”的第一个步骤,建成了与x86、ARM并列的Linux基础软件体系。正处在“广泛兼容”的第二个步骤,同时通过大量应用适配开始了第三个步骤的工作。目前,包括EDA工具、Oracle等大型x86/Linux软件都可以在龙芯的Linux平台上运行。预计到2024年年底,在龙芯的Linux平台上可以较流畅地运行Windows操作系统及其应用。
第三是人才生态,龙芯正在推动大学课程采用龙架构作为教学用的指令系统,推动中小学信息化教育摆脱“微软培训班”的状况,教授自主计算机平台的使用。
第四是产业生态,通过政策性市场应用带动更多整机及系统企业采用龙芯芯片,通过不断提高龙芯CPU的性价比并完善软件生态吸引广大产业链伙伴主动选用龙芯芯片。龙芯还设立了龙芯基金投资龙芯产业链“上下游、左右岸、干支流”生态伙伴。