中科院本月底正式发布龙芯2号 主频500MHz

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<B>  龙芯2号芯片已交中芯流片 主频明年达1GHz<p></p></B> CPU是计算机系统及各类电子设备的核心，其设计和制造是技术实力的象征。因为缺乏自主的CPU设计和实现技术，我国信息产业中与CPU相关的许多核心技术及产品仍然主要依赖进口，不仅经济上受制于人，产品的增值空间小、盈利能力弱，而且信息系统的安全乃至国家安全也面临威胁。因此，研制自主知识产权的CPU芯片甚为必要。 <p></p></P>　　在知识创新工程试点工作中，中科院把掌握信息产业核心技术、解决我国信息产业“空心”的问题作为重要任务，并以高性能通用CPU的研制为突破口，于2002年启动实施知识创新工程重大项目“高性能通用CPU芯片研制”，进行龙芯2号高性能通用CPU的研制。这项工作同时得到了国家863计划计算机软硬件技术主题的支持，成为该主题的重点课题。项目以中科院计算所为依托单位，并联合微电子所、自动化所和北京微电子所等单位进行集中攻关，在通用CPU的芯片设计及人才培养等方面取得了一系列成果。龙芯2号紧紧围绕市场需求进行系统设计，在研制过程中就有了很好的市场前景，出现了“市场等芯片”的局面。 <p></p></P><B>　　一、瞄准国家战略需求，实现跨越发展</B> <p></p></P>　　根据中科院基础性、战略性、前瞻性的要求以及计算所作为国立研究所的定位，所领导和课题组在立项之初就制定了“瞄准国家战略需求，坚持高起点，实现跨越发展”的目标。即从通用CPU入手，先发展高性能通用CPU芯片，突破其中的关键技术，再在此基础上带动嵌入式的应用。上述目标对龙芯2号提出了两方面的要求。一是通用，即龙芯2号不仅可以作为PC机和服务器芯片使用，而且可以在大量的嵌入式场合使用。二是高性能，作为通用CPU芯片，龙芯2号必须达到一定的性能，在性能上与Intel、IBM、SUN等公司生产的通用CPU芯片差距不能太大。 <p></p></P>　　龙芯2号的研制目标为：通过研制与主流兼容的64位、四发射高性能通用CPU芯片，掌握现代CPU的核心设计和实现技术。在性能方面的目标为：在0.18微米工艺条件下达到</P>

500MHz主频，使用国际通用的SPEC CPU2000测试程序测试的分值为300分。其中SPEC CPU2000的分值达到300分，意味着500MHz的龙芯2号实际性能将与1.3GHz左右的PIV性能相当，超过威盛CPU的实际性能。 <p></p></P>　　为了实现上述目标，课题组制定了如下技术路线。 <p></p></P>　　一是做到战略上的高起点和战术上的稳扎稳打相结合。在任务紧难度大的情况下，课题组人员根据实际情况，在项目的具体实施中做到稳扎稳打、步步推进。在实现方法方面，在结构设计、逻辑设计、物理设计等阶段都进行步步为营的验证和分析，尤其是在结构设计阶段进行一拍一派的C模拟器模拟，并把C模拟文件作为详细结构设计的文档，实现 “可执行的结构设计”。在项目进度方面，为降低风险采用“小步快跑”的策略，进行多次流片并根据流片结果不断优化结构和物理设计以提高性能。目前龙芯2号已经进行了两次成功的试流片，龙芯2号0.18um的定型芯片也已于2004年7月初交付中芯国际进行流片。根据实际的性能测试和分析，龙芯2号首片的性能是龙芯1号的3-5倍，而7月份流片的定型芯片的性能又是首片龙芯2号的3-5倍。 <p></p></P>　　二是充分发挥结构设计优势和进行软硬件协同的设计。在结构上通过CPU中各个层次的并行性开发来提高性能。这些并行性包括指令级并行、数据级并行以及线程级并行。龙芯2号在并行性开发上主要开发指令级并行技术，即实现四发射结构，并实现充分的乱序执行技术有效发挥多发射通路的效率，减少指令间的互相等待。此外，龙芯2号还实现了数据级并行的媒体处理部件。软硬件协同主要指通过编译优化及硬件对编译器的支持提高性能，既不片面追求复杂的硬件，也不把沉重的优化负担完全压在编译器身上。龙芯2号的后期版本及龙芯3号将进一步实现线程级并行技术。 <p></p></P>　　三是从兼容起步的策略。由于现代计算机中软件开发费用已经大大超过硬件开发费用，因此兼容性设计是龙芯CPU设计的重要目标。龙芯CPU与主流CPU之一的MIPS兼容。除了用于计算机外(SGI的工作站主要使用MIPS兼容CPU)，MIPS CPU还在网络、打印机、游戏机等领域得到广泛应用。由于支持MIPS兼容的指令系统，除了很容易运行LINUX操作系统外，龙芯CPU还能支持VxWorks以及WinCE等主流嵌入式操作系统。当国家与企业有足够的投入和其他条件成熟时，将按市场需求和技术发展趋势设计自己的指令系统。

　四是坚持系统设计、物理设计和验证的紧密结合。首先，结构设计和物理设计需要紧密结合。在龙芯2号的设计中，流水线的最大逻辑路径不是由体系结构设计的需要来确定，而是由物理设计的要求来确定。即先确定每一级流水线的最大延迟并在此约束下进行结构设计。其次，验证工作贯穿于设计的整个过程，占总工作量的60-70%。验证的难度在于对于CPU这样的复杂系统，任何验证工作只能证明错误，不能证明正确。因此，验证的目标是为了增加项目管理人员的信心，验证的目的是为了发现错误。 <p></p></P><B>　　二、坚持产出导向，加速产业化</B> <p></p></P>　　根据计算所领导关于科研人员应该以产出为目标，而不是以申请经费为目标的要求，龙芯课题组在龙芯2号的研制过程中就着眼于龙芯2号的未来应用，并随时根据市场的要求调整设计目标。 <p></p></P>　　龙芯2号的研制目标是实际性能达到PIII或低端的PIV的性能。这样性能的芯片与目前主流的通用CPU芯片相比还有一定差距，但还是有很大的市场空间。为了提高市场竞争力，课题组在分析了CPU从Performance per Second，到Performance per Dollar，到Performance per Watt的发展过程后，在低成本和低功耗设计上下工夫，提出CPU加上北桥芯片的成本在20美元之内，功耗在3-5瓦之内的设计目标。为此，课题组在经费和任务都紧张的情况下进行了北桥芯片的设计，以降低系统成本。 <p></p></P>　　龙芯2号的主要应用目标是Linux桌面PC、低端服务器、信息家电、网络防火墙、路由器交换机等，其低主频的早期版本也可以用于NC、无盘工作站等瘦客户机。针对上述应用，在龙芯2号样片的基础上已开始进行系统设计，为潜在用户提供解决方案。 <p></p></P>　　正是由于在龙芯2号的研制过程中紧密联系市场的需求，使得龙芯2号在设计过程中就有了很好的市场前景。虽然龙芯2号定型芯片还在设计，但已有很多企业使用龙芯2号的试验芯片进行系统及市场开发。还有不少海外企业准备购买龙芯2号的IP(龙芯2号是目前世界上唯一可出售设计技术的64位高性能CPU芯片)。 <p></p></P><B>　　三、坚持以任务带学科，在执行任务中突破关键技术</B> <p></p></P>　　作为一个国立研究机构，承担国家的重大项目，处理好任务与学科的关系十分重要。片

无语中

面重视完成任务忽视科研和片面重视论文忽视任务都是不对的。任务和学科不是对立的关系，而是统一的关系。在执行项目过程中，课题组始终坚持“以任务带学科，以系统带科研”，即在执行任务过程中发现问题，并通过研究解决问题，向任务提供关键技术。课题组十分重视处理好完成任务和人才培养的关系。龙芯课题组中有三分之二人员是研究生，课题组的导师克服把研究生当作廉价劳动力的思想，结合任务站在学生的角度来考虑适合每个学生的发展方向。坚持研究生的论文应该“从任务中来、到任务中去”，“源于任务、高于任务”，并把培养超过自己的学生作为重要目标。在课题组中，很多研究生都成了业务骨干，有的甚至在读期间就成为子课题组长。 <p></p></P>　　在上述思想指导下，经过努力，项目在芯片设计方法学、体系结构设计、验证、CPU芯片物理设计、通用CPU芯片的配套软硬件环境等关键技术方面，取得了显著突破与创新成果(篇幅所限，这里不一一列举)。 <p></p></P><B>　　四、前途是光明的，道路是曲折的</B> <p></p></P>　　龙芯课题组是一支年轻的队伍。从2001年初的以研究生为主的没有芯片设计经验的十几人的队伍，经过短短的三年时间，已发展成为近百人的能打硬仗的队伍，人员平均年龄只有27岁。为了完成任务，全组常年每周工作六天，每天工作十几个小时，从2001年起三个春节中有两个春节加班。在项目紧张的时候经常连续一个礼拜不分昼夜地工作。每次流片成功后，课题组成员都要到天安门广场看升国旗以激励士气。 <p></p></P>　　经过三年多的努力，目前课题组已基本掌握通用CPU的设计技术，龙芯2号的实际性能已达到2001年左右的国际先进水平。与国际上其他通用处理器设计公司如Intel、IBM、SUN等公司相比，也许课题组在经验上还差些火候，但在关键技术的掌握方面，已经不存在“没有捅破的窗户纸”，需要的是更多的实践和大工程的锻炼。 <p></p></P>　　在完成现有任务的基础上，课题组拟从2004年下半年开始，使用0.13或0.09微米工艺，争取在年底前实现600-800MHz的CPU芯片，并在2005年达到1GHz以上的目标。同时通过进一步结构优化，使其实际性能相当于1.5GHz到2GHz的PIV的性能。

<B>以下是引用<I>xili9999</I>在2005-3-18 17:44:00的发言：</B>
无语中

人家INTEL一年的研发经费多少？我国一年的研发经费是多少？！去看看汪成为汪老的访谈录吧。

注意这句话：龙芯2号 主频500MHz使用国际通用的SPEC CPU2000测试程序测试的分值为300分。其中SPEC CPU2000的分值达到300分，意味着500MHz的龙芯2号实际性能将与1.3GHz左右的PIV性能相当，超过威盛CPU的实际性能。

努力！

国家的支持是最重要的,在这样的初级发展阶段,还不能把它简单地直接的参与市场竞争.

最小的一步也是长足的进步！

我们应该为科技人员的每一次进步（哪怕是小小的）而欢呼！因为只有量的积累才有质的飞跃。

<P>支持积极发展。</P>

<P>这个int老板在谈论amd芯片的时候就提到过，cpu频率的确代表性能，但不是性能的绝对因素。因此500m的龙芯相当于1g以上的其他cpu的性能，还是有一定可信度的。</P><P>但问题是，目前国际主流cpu是在2.4g！即使你真的有1g这样的性能，还是无法赢得市场。</P><P>而且根据摩尔定律，到龙芯3推出来的时候，即使达到它的设计性能，还是无法与同代的主流cpu竞争。</P>

<B>以下是引用<I>遥远的星空</I>在2005-3-18 19:01:00的发言：</B>

<P>这个int老板在谈论amd芯片的时候就提到过，cpu频率的确代表性能，但不是性能的绝对因素。因此500m的龙芯相当于1g以上的其他cpu的性能，还是有一定可信度的。</P>
<P>但问题是，目前国际主流cpu是在2.4g！即使你真的有1g这样的性能，还是无法赢得市场。</P>
<P>而且根据摩尔定律，到龙芯3推出来的时候，即使达到它的设计性能，还是无法与同代的主流cpu竞争。</P>

<P>目前，这样的CPU　估计在个人电脑上。市场不大。但是，用CPU的地方，太多了.......</P>

做了，有可能赶上；不做，永远赶不上！至于市场问题，可以先从政府采购做起。

<B>以下是引用<I>qouqou</I>在2005-3-18 19:06:00的发言：</B>
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<P>目前，这样的CPU　估计在个人电脑上。市场不大。但是，用CPU的地方，太多了.......</P>

<P>唔，讲到点上</P>

<P>intel自己也已经放弃了摩尔定律，转而开发多内核。龙的频率在几年内提高到1.5Ghz还是</P><P>有希望的。路漫漫，还要努力。这次的发布感觉务实。</P>

<B>以下是引用<I>遥远的星空</I>在2005-3-18 19:01:00的发言：</B>

<P>这个int老板在谈论amd芯片的时候就提到过，cpu频率的确代表性能，但不是性能的绝对因素。因此500m的龙芯相当于1g以上的其他cpu的性能，还是有一定可信度的。</P>
<P>但问题是，目前国际主流cpu是在2.4g！即使你真的有1g这样的性能，还是无法赢得市场。</P>
<P>而且根据摩尔定律，到龙芯3推出来的时候，即使达到它的设计性能，还是无法与同代的主流cpu竞争。</P>

在国防军工领域可能比其它CUP的竞争力强得多

有很多东西是不能简单地看经济规律的.

性价比永远是第一的。成本降下来做低端市场也不错么，偶还是奔二400的主频应该锁定象偶这样的用户

[此贴子已经被作者于2005-3-18 21:32:40编辑过]

<P>谁能搞到做个测试报告比较好。</P><P>我跟22楼差不多，1G的CPU，如果龙芯兼容俺的主板就好了，可以换换看。</P><P>REDFLAG LINUX用起来还可以，能和龙芯搭配起来不知道什么感觉。</P>

不可能吧？你那是什么板子？？龙芯要用自己配套的板子

<P>呵呵,好消息.</P><P>在硬件方面要击垮intel垄断堡垒.</P><P>软件要将linux发展起来.</P>

自己的东西用起来放心！

<B>以下是引用<I>遥远的星空</I>在2005-3-18 19:01:00的发言：</B>

<P>这个int老板在谈论amd芯片的时候就提到过，cpu频率的确代表性能，但不是性能的绝对因素。因此500m的龙芯相当于1g以上的其他cpu的性能，还是有一定可信度的。</P>
<P>但问题是，目前国际主流cpu是在2.4g！即使你真的有1g这样的性能，还是无法赢得市场。</P>
<P>而且根据摩尔定律，到龙芯3推出来的时候，即使达到它的设计性能，还是无法与同代的主流cpu竞争。</P>

看看身边吧,有多少是用着2.4G的CPU,却干着500的事情?我们不玩CPU频率的数字游戏,脚踏实地一步步从应用上努力.

<P>这样的CPU太有用了！！！！！！</P><P>CISCO的定级路由器的CPU才200－300MHZ，我们的这个已经很快了！！！！</P><P>还有军用的火控、通信、雷达等控制用CPU的速度就更低了，这个用上就很恐怖了，军用设备的更新率远没有商业快！</P><P>国防意义重大！！</P><P>继续努力，还是有希望赶上intel的！！！！！他们是在守“江山”，而我们是在打，他们保守，我们创新，他们为了追求“无畏的速度”会付出很多代价，他们为了保证他们的领先地位，会急躁，会推出不成熟的产品“充数”，而我们踏实，我们稳重，我们并不是亦步亦趋，而是从架构上创新，只要我们努力拼搏，我相信我们会有成绩的！！！</P><P>支持！！！！</P>

<b>家用电脑要那么高主频有什么用？</b>

<P>关键是我们在做！好！！来句台湾话：赞！！！</P>[em01][em17][em01]

仅从安全意义上看,就已经够了.

我在书上看到，德国豹2A6不过用的是奔腾2[em01]

<P>目前，这样的CPU　估计在个人电脑上。市场不大。但是，用CPU的地方，太多了.......</P>

<P>我们的96坦克最开始不过用586而已</P><P>要是能市场化，500MHZ的CPU加主板能在2000元左右我会毫不犹豫的支持国货的！</P>

<B>以下是引用<I>FoolFox</I>在2005-3-19 9:42:00的发言：</B>

<P>我们的96坦克最开始不过用586而已</P>
<P>要是能市场化，500MHZ的CPU加主板能在2000元左右我会毫不犹豫的支持国货的！</P>

<P>做防火墙是肯定没有问题的。</P>

<P>F-22的处理器是多少的啊，</P><P>军用的比民用的苛刻的多了</P><P>要耐高温高热，要长时间烧，等等等</P><P>所以更新是很慢的</P>

军用芯片主要看中的是 稳定性，耐用性和实用性，花哨的到不是最重要的。 人家芯片先进，能在显示屏上计算出1024*1024的64位真彩的敌人目标，咱不行，也就是320*200的解析度，模模糊糊一个轮廓行了吧？ 反正都是一个大目标，对着开火就是了

<P>不要把cpu和你电脑上的cpu混淆！不要把龙芯和奔腾雷鸟比！！</P><P>可以用cpu得地方多了。</P><P>将来cpu应用的方向是嵌入式。</P><P>我为我们国家在这个领域做出的每一步进步而感到高兴</P>

早日产业化。