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龙芯自研:国产芯片的新引擎

发布时间:2023-05-18

来源:IC修真院

前不久芯易君写过一篇讲芯片架构的文章,主要提及了x86、ARM和RISC-V这三个架构。当时出于市占率和使用广泛性的考虑,没有把龙架构写进去。

于是评论区和私信就有朋友来问,怎么没有龙芯的架构呢?

看到这个问题芯易君其实是有点开心的,原来这位闷声干大事的“国家队”选手一直在被默默关注着。

今天我们就来浅聊一下龙芯。

坚持自研之必要性

在手机端SoC研发上,我们知道华为海思等企业在负重前行;在电脑端CPU研发上,也有龙芯中科等优秀企业在坚持自研。

为什么一定坚持自研?这里有两个小故事。

之前看到过一个问题“芯片真的可以开后门吗?”

答案是肯定的,芯片不仅可以开后门,而且从硬件层面上开后门还是非常容易的。

确实曾有某西方大国在他国战争中使用过类似的手段——出口武器后,运用芯片漏洞入侵了其他国家的地防空网,导致雷达系统瘫痪、防空导弹全部失灵。

这是第一个故事。

中国“芯片之母 ”黄令仪(1936年-2023年4月20日),曾在受邀去美国参加国际芯片展览会,但整个展馆没有一家来自中国的芯片企业。

只听到美国企业介绍:美国可以随时关闭中国所有发电厂里面的发电机,让它们永远熄火再也打不开,因为那里面装的全是来自美国的芯片。

听到这些话,黄令仪在自己的日记本上写下了:”琳琅满目非国货,泪眼涟涟”。

这是第二个故事。

这是我们一定要自研芯片的原因之一,也是龙芯坚持自主研发20余年的原因之一。

其实无论是手机端、电脑端、工控还是军用,都需要自主研发的芯片做支撑。芯片之于信息产业,就相当于钢铁之于工业。

只有当芯片是自主可控的时,我们才能最大程度保障信息安全。只有把硬科技牢牢掌握在手心里,我们才能有真正的话语权。

龙芯发展之路

2001年,李国杰院士从计算所挤出100万元的经费,成立了龙芯课题组。龙芯之路,就从十几个研究员和一间50平米的实验室里开始了。

2002年8月10日,首片龙芯1号流片成功。尽管只是一个样片,但这依然是个重大的里程碑——龙芯1号标志着我们掌握了CPU的关键设计和制造技术。

龙芯1号问世的22个月之后,龙芯发布了国产首款64位高性能通用CPU龙芯2号。

2005年前后,“龙芯之父”胡伟武及龙芯团队意识到需要把龙芯推出去,不能只满足于“成果”,而是要实实在在地变成“产品”。

终于在2009年时,国内某大型厂商使用了龙芯CPU,并要为龙芯产品开推介会。请帖发出六七十张,现场却来了百十来人。

2010年,胡伟武带领技术骨干开始干企业,在学院派道路和市场化发展之间选择了后者。

这条路上注定是布满荆棘的,龙芯在质疑和不断试错的过程中不断成长。终于在2015年开始适应市场并转亏为赢。

2016年研制成功的龙芯3A3000处理器,被用在了北斗二代卫星的成功首发上。龙芯3号中,有用于航天卫星的抗辐照芯片,也有用于入地钻井的耐高温芯片。国家安全设备领域自此开始有了龙芯的一席之地。


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现在, 我们打开龙芯中科的官网,可以看到有龙芯一号到三号以及配套芯片产品系列,还有龙架构“LoongArch”。

龙架构就是文章开头所提到的。龙芯基于MIPS授权,研发了LoongISA指令系统和LoongArch架构。

诸君看到“基于MIPS授权”可能要犯嘀咕了:不是自研吗?

这里需要说明一下,中科院计算所购买了MIPS的永久性结构授权,所有核心的架构都是龙芯自己研发的,龙芯可以自主设计各种CPU芯片,,也不会存在今后龙芯发展大了受制于MIPS公司的问题。

龙芯最新进展如何?

就在昨天(5月16日),龙芯中科董事长胡伟武在2023年第一季度业绩说明会上宣布:

下一代龙芯3B6000处理器将会采用4个大核+4个小核的8核CPU架构,并且会集成龙芯自研的GPU,预计将于2024年一季度流片。

此前,龙芯中科还在互动平台表示,“基于我们目前的判断,我们认为3A6000的性能可对标7nm的AMD的Zen 2,相当于Intel第十代酷睿的水平。”

而龙芯3A6000的下一代,正是3B6000。


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胡伟武透露:“目前(3B6000)已经基本完成相关IP研发,正在开展全面验证,在此基础上,2024年下半年将完成兼顾显卡和算力加速功能的专用芯片流片。”

由中国设计、中国制造的中国芯片也终于在荆棘之路上,慢慢开出花来。

写在最后

龙芯之父胡伟武曾说,“我们自主研发的方向是不可动摇的,因为互联网核心技术是我们最大的“命门”,核心技术受制于人是我们最大的隐患。”

回想高科技领域发展,西方各国对待我们的策略向来都是:

中国还没有能力自主生产设计的技术,就严格管制,禁用或开出高价。中国一旦开始掌握或拥有核心技术,就开放出口,用更加优质廉价的产品进行倾销。

于是我们不断引进新技术,但又难以消化吸收。一方面很难形成创新能力,另一方面也很难有产品的市场反馈,阻碍了进一步发展。

这样我们就永远慢人一步,永远受制于人。

而那些坚持自主研发的企业就是要打破这种桎梏,在围追堵截中行“愚公移山”之事。

2002年,龙芯1号样品单核性能与市场主流产品性能相差20多倍;

2021年,龙芯3A5000单核性能与主流产品相差不到1倍;

2023年,龙芯3A6000将有希望达到市场主流产品水平。

诸君且看,阳光已经透过山隙,照在这片大地上。

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