龙芯是国产架构吗（是真科技还是大忽悠）

龙芯是国产架构吗（是真科技还是大忽悠）当时MIPS架构在大学、科研单位有良好的基础，而linux系列也被认为未来潜力很大，完全可以和windows抗衡，所以龙芯一号基于“自主可控”、个人消费级CPU的想法，选择了MIPS架构 linux系统。因此，CPU是一种数字芯片，只是众多芯片中的一类。CPU的制造是一项极为复杂的过程，当今世上只有少数几家厂商具备研发和生产CPU的能力。2002年8月10日，我国首款通用CPU“龙芯1号”诞生。当时龙芯研发团队只有几十个人、经费也只有几千万，但还是将“龙芯1号”造了出来。这款芯片采用了0.18微米工艺，包含近400万个晶体管，主频最高可达266MHz，龙芯一号还被用于国产龙腾服务器当中，可以说打破了我国长期依赖国外处理器产品的尴尬局面。芯片是“集成电路”的俗称。集成电路有模拟集成电路和数字集成电路，如果一片集成电路（芯片）中既有模拟电路又有数字电路，则称其为数模混合集成电路。CPU是中央处

1998年，中国科学院开展知识创新工程， 希望在战略高技术、重大公益性创新和重要基础前沿研究领域取得新的突破，其中自主可控芯片对国家安全的意义显得尤为重要，当时中国科学院计算技术研究所研究员胡伟武主动请缨组建CPU设计队伍，在中科院知识创新工程的支持下，2001年5月龙芯课题组正式成立。

中间为胡伟武

胡伟武之前曾发明过一个虚拟共享存储系统，并以自己女儿命名JIAJIA（佳佳，该系统实现锁的高速缓存一致性协议，并在国际上的同类系统中首次实现了把多台机器的内存空间组织成更大大的共享空间。被二十多个国家和地区的100多个科研单位使用。由此享有盛誉，这也是为什么放心让他组建龙芯课题组的原因。

得到了中科院支持的胡伟武课题组花费了仅三个月时间，龙芯1号设计与验证系统就成功启动 linux操作系统，并且通过了由中国科学院组织的鉴定。

2002年8月10日，我国首款通用CPU“龙芯1号”诞生。当时龙芯研发团队只有几十个人、经费也只有几千万，但还是将“龙芯1号”造了出来。这款芯片采用了0.18微米工艺，包含近400万个晶体管，主频最高可达266MHz，龙芯一号还被用于国产龙腾服务器当中，可以说打破了我国长期依赖国外处理器产品的尴尬局面。

芯片是“集成电路”的俗称。集成电路有模拟集成电路和数字集成电路，如果一片集成电路（芯片）中既有模拟电路又有数字电路，则称其为数模混合集成电路。

CPU是中央处理器，包含运算器和控制器，是数字电路。如果将运算器和控制器集成在一片集成电路上，就称之为微处理器。目前人们将中央处理器与微处理器已经混为一谈了。

因此，CPU是一种数字芯片，只是众多芯片中的一类。CPU的制造是一项极为复杂的过程，当今世上只有少数几家厂商具备研发和生产CPU的能力。

当时MIPS架构在大学、科研单位有良好的基础，而linux系列也被认为未来潜力很大，完全可以和windows抗衡，所以龙芯一号基于“自主可控”、个人消费级CPU的想法，选择了MIPS架构 linux系统。

这里科普一下，在当今整个世界，总共有四种主流架构。分别是ARM、X86、MIPS、RISC—V。

ARM主要是运用于移动通讯领域、像我们熟知的消费性电子产品，例如可携式装置（PDA、移动电话、多媒体播放器、掌上型电子游戏），电脑外设（硬盘、桌上型路由器），甚至导弹的弹载计算机等军用设施。

X86 主要是运用于 PC 中的CPU，巨头是英特尔公司。RiSC-V架构可以设计服务器CPU，家用电器CPU，工控CPU和用在比指头小的传感器中的CPU。MIPS架构广泛被使用在许多电子产品、网络设备、个人娱乐装置与商业装置上。

龙芯一号诞生的时候和英特尔之间的差距并不大，所以龙腾服务器才会采用龙芯一号，龙腾服务器是由在超级计算机领域有着很大影响力的中科曙光公司全自主研制，曙光龙腾服务器被广泛应用在了多个政府、军工、航天等保密要求高的领域中。由此可见龙芯在诞生初期，账面实力还是很能打的。

不过当时英特尔当时采用的是windows X86的组合形式，得益于微软和英特尔的强大影响力，这样的组合形式在后来成为了市场主流，生态也得到了进一步完善，由此，押错注的龙芯一号采用的MIPS架构 linux系统在后来就完全被英特尔甩了几条街。

后来龙芯CPU的研制经历了很多的波折，大家要清楚，芯片的研发，可以说不仅研制过程十分复杂，包含了从结构设计、逻辑设计、功能验证、可测性设计、定制设计、物理设计等各个环节，而且十分烧钱，龙芯研究团队从中科院拿来的几千万根本不够用。最重要的是芯片的研发有时候甚至好几年都没有成果。

因此在研制完成龙芯3A1000之后，2010年，龙芯团队转型成立公司，企图通过企业化运营让龙芯可以投放到更大的市场，为龙芯的研发带来更多的资金。

2019年，国科大录取通知书信封内就夹有一枚龙芯3A1000处理器。国科大校长李树深在信里写道：它看上去很小，却可以驱动庞大的世界。它朴实无华，正是中国科学院砥砺创新自主研发的写照，希望同学们透过芯片，读懂更多，看得更远！

而龙芯成立公司之后的第一个作品就是龙芯3B1500，这款产品当时可以说差点胎死腹中，首先是第一次流片完成后芯片测试并不顺利，连操作系统都启动不了。最终发现是由于芯片可测性设计部分的逻辑设计错误，在功能模式下误把内存引脚置为测试状态，导致芯片访问不了内存，通过FIB（用离子束改变硅片上的连线）修复后功能正常。

后来还相继发生了多核互相访问引起了死锁、处理器核Cache一致性引起了问题以及工艺制程等问题。

之所以会出现这么多的问题，是龙芯团队转型公司之后因为管理的问题所导致的，毕竟胡伟武他们之前是在中科院旗下以科研的形式从事龙芯的研发，还保持着学院派导向，采用企业管理化制度一开始难免水土不服。

胡伟武

龙芯3B1500峰值浮点运算速度达到160GFLOPS，还算不错。龙芯3B的报告引起了很大反响，论文分别被国际顶级会议Hotchips和ISSCC录用，美国IT Times对此专门进行了报道，MIT也发表评论，认为龙芯3B的浮点性能超过了同期的Intel处理器。但胡伟武认为龙芯3B1500的水准与国际主流水准还差的非常远。

在龙芯3B1500研发的时候，胡伟武就已经决定下款龙芯芯片不能再采用国外的架构了，要自主研发架构，所以从2011年开始，自研架构项目开始立项，结果数年的研发，GS464E自研微架构终于诞生，GS464E为四发射64位微架构，GS464E项目确立时的目标是Intel Ivy Bridge和IBM Power7，实际研发完成后，性能还略有提升。

2015年，龙芯推出的全新一代“龙芯3B2000”处理器，就是采用龙芯GS464E自研架构，在功能和功耗方面与上一代龙芯3A1000相当的基础上，性能得到了成倍提升，同时达到了国际主流高性能处理器水平。

龙芯3B2000增加了500 余条自定义龙芯扩展指令，可用于实现对其他主流指令系统的二进制翻译兼容，访存与IO效率大幅度提高。并且软硬件保持向前兼容。

我国首台采用自主设计的“龙芯3B”八核处理器的万亿次高性能计算机“KD－90”，就集成了10颗八核龙芯3B处理器，理论峰值计算能力达到每秒1万亿次。系统硬件由1个前置服务器、5个计算节点、2个千兆以太网交换机以及监控单元组成。

其中，前置服务器和计算节点均采用了我国自主设计的龙芯3B八核处理器，主要互连部件采用了自主研发的超多端口千兆以太网交换芯片。系统软件以开源软件为主，其中包括针对龙芯3B处理器结构专门优化的数学函数库，以及自主研发的图形化系统监控管理软件，具有兼容性强、易维护、易升级、易使用等特点。

KD－90可以说是我国高性能计算机国产化的又一次重要突破，在编程模型和互联网络等关键技术上达到了世界先进水平。适用于高性能计算教学、大规模科学与工程计算，以及军事科学、国家安全和国民经济建设等领域，应用前景广阔。

除此之外，龙芯研发的龙芯1E和龙芯1F还被安装在了北斗卫星上，实现了我国卫星导航系统在半导体领域的自主可控。

在北斗卫星上有3个被称为“单机”的黑盒子，每个约有4本400页的32开图书摞起来那么大。其中两个黑盒子里，每个装了2片龙芯1E芯片和4片龙芯1F芯片。

这两个黑盒子的主要任务是用于完成星间链路的数据处理，即支持北斗各颗卫星之间的通讯数据处理任务。龙芯1E负责进行常规运算，龙芯1F完成数据采集、开关控制、通讯等处理功能。与之前北斗在国际上能买来的芯片相比，龙芯1E和龙芯1F的性能要更为优越。

对于计算机芯片处理器来说，从地到天，不只是送上去那么简单。银河宇宙辐射、地磁捕获辐射、太阳粒子事件，宇宙中的各种辐射是卫星上处理器面临的最大环境“威胁。

所以抗辐照成了作为用户的国家空间科学中心和上海微小卫星工程中心对龙芯一号的最重要需求。而龙芯在设计上，一方面努力减少电荷的累积效应，另一方面通过隔离措施，防止芯片在受到高能粒子撞击时出现电流不断增加的情况，龙芯从2006年开始研究抗辐照加固技术，可以说在抗辐照加固技术上颇有心得。

2017年4月，龙芯推出了龙芯3A3000和3B3000，龙芯3A3000除了厂家提供的基本单元外，其中包括CPU和内存控制器在内的所有的模块都是自主设计的，没有引入第三方IP。从实测数据来看，这款芯片的综合性能已经超越了Intel Atom系列和ARM系列CPU，在国产所有芯片里面单核性能最高。可以看出，龙芯和英特尔以及ARM的差距在不断缩小。

除此之外，龙芯还推出了“龙芯1H”，这是一款神器。它主要用在地下数千米的石油钻探探头上，工作温度在200度左右。对于这种超高温条件下的稳定工作，一直是芯片界的核心技术，可以看出龙芯在十几年的发展中，积累了越来越多的技术，如今，龙芯1H高温钻探芯片在中石油、中石化中也得到了广泛应用。

可以说，随着龙芯公司化程度愈发深入，龙芯芯片在市场上也被运用到了更多方面，并且也形成了产品研发线。

其中“1”开头的芯片，是“小CPU”，是根据需求定制的专用或嵌入式芯片。

“2”开头的芯片，是“中CPU”，对标的是Intel的Atom（阿童木）系列，适合平板电脑、办公电脑等低功耗的通用便携计算。

“3”开头的芯片，是“大CPU”，对标的是Intel的酷睿/至强系列，用途是桌面计算机或高性能计算。

除此之外，龙芯拥有通用领域、嵌入式领域以及安全应用领域三大业务，产品除处理器外，还有开发系统。

可以看出，龙芯对未来还是信心十足的。过去几年，龙芯CPU还通过打通技术链，基于龙芯平台的性能在应用层实现了一个数量的提高，并实现了基础软硬件的平台化。基于龙芯平台各形态桌面计算机已经完全可以满足日常办公要求，并且已经从可用向好用迈进。 如今的龙芯已经在国防、政府、教育、工业、物联网等行业取得了重大市场突破和良好的应用。

基于龙芯最新一代龙芯3A3000处理器的台式机、一体机和笔记本等桌面产品

需要说明的是，龙芯十几年来只拿了中科院 7 亿的研发资金，其余都是龙芯自己靠卖芯片赚来的，这个和外界的印象还是有偏差的。龙芯2014年扭亏为盈，2017年实现了1.5亿的销售收入，利润2000多万元，

中国工程院倪光南院士说：

1995年Windows 3.2退出市场，至今Wintel的生态建设已经经过了30年，而相比Intel早年的发展，龙芯的脚步已经很快了。

仰视Intel，龙芯道阻且长。如今下游基于龙芯CPU的软硬件研发人员已经达到上万人。

几年时间龙芯有了如今的生态，可以说并不容易，日前胡伟武也在采访中提到，龙芯18年来一直在补课，预计几年后就能把这个课基本补回来。补完课之后龙芯未来将走向市场，在一些领域与国际主流产品同台竞技。（海思从成立到研发出主流的芯片，也是花了10年的时间，这还多亏了华为之前的芯片研发技术积累以及庞大的资金投入，龙芯18年做的这个程度还是非常不错的，胡伟武说的市场应该是更广阔的民用市场）

可以说，龙芯发展的20年一直在不断前行，他们的产品被运用在了各大领域，而目前，他们正在朝着更伟大的目标前行。

希望有一天，胡伟武可以实现自己赶超英特尔的宏伟愿景。