龍芯推出新一代處理器龍芯3A3000 離英特爾還有多大差距? - 全文

　　龍芯，在中國(guó)人心中是一個(gè)巨大的IP。我們這一代人對(duì)于龍芯的期待，不亞于我們的父輩期待第一顆原子彈的爆炸。作為國(guó)產(chǎn)芯片的“代言人”，龍芯身上承擔(dān)了太多的期待。只不過(guò)國(guó)產(chǎn)芯片的路，顯然比想象中更為艱險(xiǎn)和漫長(zhǎng)。2017年4月，龍芯帶來(lái)了一個(gè)好消息：推出新一代代表著國(guó)產(chǎn)最高水平的芯片。

　　其中，最為亮眼的莫過(guò)于龍芯 3A3000 和 3B3000。從實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看，這款芯片的綜合性能已經(jīng)超越了 Intel Atom 系列和 ARM 系列 CPU。這個(gè)性能，用中國(guó)工程院院士倪光南的話來(lái)說(shuō)，已經(jīng)達(dá)到了可用的水平。日常的使用、辦公、出差都沒(méi)有任何問(wèn)題。

　　【史上最強(qiáng)的龍芯 3A3000 處理器】

　　很多童鞋都好奇，龍芯的芯片究竟有多大能力呢？龍芯總設(shè)計(jì)師胡偉武對(duì)這些芯片做了詳細(xì)的介紹。

　　龍芯在做哪些芯片

　　小編告訴你，識(shí)別龍芯的芯片，有一個(gè)竅門(mén)：

　　“1”開(kāi)頭的芯片，是“小 CPU”。是根據(jù)需求定制的專用或嵌入式芯片。

　　“2”開(kāi)頭的芯片，是“中 CPU”。對(duì)標(biāo)的是 Intel 的 Atom（阿童木）系列。適合平板電腦、辦公電腦等低功耗的通用便攜計(jì)算。

　　“3”開(kāi)頭的芯片，是“大 CPU”。對(duì)標(biāo)的是 Intel 的酷睿/至強(qiáng)系列。用途是桌面計(jì)算機(jī)或高性能計(jì)算。

　　可以看出，龍芯的目標(biāo)只有一個(gè)，那就是全球第一的芯片帝國(guó) Intel。那么，龍芯的芯片水平離 Intel 還有多遠(yuǎn)呢？別急，先來(lái)看看龍芯追趕 Intel 的計(jì)劃。

　　【“龍芯之父” 龍芯中科總裁 胡偉武】

　　“龍芯之父”胡偉武說(shuō)，龍芯目前的芯片計(jì)劃分為三代：

　　第一代：“地板上”的 CPU

　　實(shí)現(xiàn)時(shí)間：2013-2014

　　介紹：簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，這一階段就是努力鼓搗出一款 CPU。不過(guò)，對(duì)于龍芯團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)，這并不是從零開(kāi)始。之前計(jì)算所有一些很厲害的研究成果，可以制造出滿足特定需求的 CPU。但是通用處理能力低。這些芯片大多是滿足國(guó)家特定需求，市場(chǎng)并不是很認(rèn)可。

　　這個(gè)階段已經(jīng)完成。

　　代表的芯片是：3A1000、3B1500、2F、2H。

　　第二代：“空中”的 CPU

　　實(shí)現(xiàn)時(shí)間：2016-2017

　　介紹：這個(gè)階段，主要任務(wù)是“認(rèn)真”做一款能賣(mài)出去的 CPU。其實(shí)對(duì)一個(gè) CPU 的最高認(rèn)可就是有人買(mǎi)單。這批龍芯 CPU （單核）性能上是第一代產(chǎn)品的3-5倍，超過(guò)凌動(dòng)（Atom）、VIA和 ARM。這些芯片的性能算不上頂尖，但是可以在很廣泛的領(lǐng)域使用?？陀^上來(lái)說(shuō)，一個(gè)桌面芯片達(dá)到了 ARM 和凌動(dòng)的水平，是可以賣(mài)得很好的。

　　這個(gè)階段在今天也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。

　　代表芯片：3A3000、3B3000、2K1000、7A

　　第三代：“天花板上”的 CPU

　　實(shí)現(xiàn)時(shí)間：2019-2020年

　　介紹：這一階段的 CPU 要追上 AMD 全系列的水平。如果能實(shí)現(xiàn)，距離英特爾頂尖的至強(qiáng)（Xeon）芯片差距就不是很大了。這個(gè)時(shí)候，單核芯片的性能就會(huì)遇到物理天花板，就像現(xiàn)在的 Intel 一樣。這時(shí)，需要用增加核心數(shù)量來(lái)提高整體的計(jì)算性能。（Intel 在2010-2012年就已經(jīng)觸及了天花板）

　　到這個(gè)時(shí)候，龍芯就可以在市場(chǎng)上試著和 Intel 和 AMD 比劃一下了。

　　代表芯片：3A3000/4000、3C5000、2K2000、7B

　　從過(guò)去的發(fā)展路徑來(lái)看，雖然磕磕絆絆，但胡偉武吹出去的?？偹愣紝?shí)現(xiàn)了。未來(lái)龍芯要做的，就是把“天花板上”的 CPU 造出來(lái)。

　　仰望星空之前，先來(lái)腳踏實(shí)地，看看這最新出世的龍芯 3A3000 究竟怎么樣。

　　龍芯芯片究竟怎么樣頂級(jí)芯片：3A3000

　　3A3000，就是胡偉武口中的“在半空中的 CPU”。說(shuō)他在半空中，主要是指技術(shù)水平——沒(méi)有達(dá)到頂尖，卻已經(jīng)很強(qiáng)。

　　對(duì)于這款芯片，認(rèn)為有幾個(gè)關(guān)鍵詞：

　　1、目前國(guó)產(chǎn)最強(qiáng)

　　由于目前 CPU 都是多核心的結(jié)構(gòu)。所以比較芯片的絕對(duì)性能，有一個(gè)簡(jiǎn)單粗略的辦法，那就是單獨(dú)核心拉出來(lái)“單挑”。胡偉武介紹，3A3000 這款芯片，在國(guó)產(chǎn)所有芯片里面單核性能最高。

　　2、超過(guò) Atom 和 ARM

　　具體性能方面，3A3000 是龍芯上一代芯片性能的 3-5 倍。從下圖來(lái)看，與 VIA 和 AMD 的主流中端芯片比較，數(shù)據(jù)幾乎相當(dāng)，有些指標(biāo)優(yōu)勢(shì)很大，有些指標(biāo)不相上下。

　　普通人也許不太理解這樣專業(yè)的指標(biāo)，你只要知道，這個(gè)性能超于 Intel Atom 或者頂級(jí)手機(jī)當(dāng)中的 ARM 處理器，相當(dāng)于 Intel 和 AMD 高端處理器的性能。

　　3、距離 Intel 最強(qiáng)技術(shù)仍有 30% 的差距

　　雖然性能相當(dāng)于 Intel 的高端處理器，但未到這些處理器大廠的頂尖水準(zhǔn)。實(shí)際上作為一個(gè)成立不到十年的企業(yè)，從一窮二白的出發(fā)點(diǎn)，難以追平國(guó)際頂尖企業(yè)也情有可原。目測(cè)這款 CPU 和頂尖的 CPU 還有30%左右的性能差距，這個(gè)大概是一代技術(shù)的差距。要追趕上這一代的差距，目測(cè)還需要3年左右的時(shí)間。

　　4、純自主研發(fā)

　　倪光南院士曾經(jīng)說(shuō)：核心技術(shù)不可能買(mǎi)來(lái)，買(mǎi)來(lái)的一定不是核心技術(shù)。自主研發(fā)一直是龍芯的標(biāo)簽。胡偉武介紹，龍芯3A3000 除了廠家提供的基本單元外，其中包括 CPU 和內(nèi)存控制器在內(nèi)的所有的模塊都是自主設(shè)計(jì)的，沒(méi)有引入第三方IP。

　　這種自主研發(fā)的好處，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是：一旦發(fā)生中美嚴(yán)重對(duì)抗，美國(guó)很容易攻擊 Intel inside 的設(shè)備，卻很難攻擊“龍芯 inside”的設(shè)備和系統(tǒng)。

　　大眾芯片：2K1000

　　除了最強(qiáng)的“3”系列，龍芯在“2”和“1”系列也推出了新品。

　　“2”系列本來(lái)是對(duì)標(biāo) Atom 系列的芯片，從2017年的 2K1000 來(lái)看，性能比上一代 2H 提高了3-5倍，但距離2014年的 Atom J1900 芯片處理能力還有20% 左右的差距。

　　不過(guò)，這樣的處理器性能已經(jīng)可以使用在終端機(jī)和工控機(jī)之上。實(shí)際上，這款芯片雖然不是龍芯最強(qiáng)的芯片，確是最能讓客戶買(mǎi)單的一款通用 CPU。

　　特種芯片：1H

　　“1”系列不拼運(yùn)算能力，拼的是極端條件下的穩(wěn)定工作能力。例如“1”系列的前輩“1E”和“1F”現(xiàn)在就轉(zhuǎn)載在北斗衛(wèi)星之上。“龍芯在北斗衛(wèi)星上穩(wěn)定運(yùn)行了兩年，沒(méi)有一次反轉(zhuǎn)鎖定的錯(cuò)誤?！焙鷤ノ潋湴恋卣f(shuō)。

　　至于“1H”，則是一款神器。它將會(huì)用在地下數(shù)千米的石油鉆探探頭上，工作溫度在200度左右。對(duì)于這種超高溫條件下的穩(wěn)定工作，一直是芯片界的核心技術(shù)。中國(guó)一直想掌握高溫芯片技術(shù)，但是美國(guó)對(duì)我們實(shí)行了嚴(yán)格的技術(shù)封鎖。

　　胡偉武還記得，在搭載這款芯片的鉆頭下井試驗(yàn)的時(shí)候，一個(gè)石油行業(yè)的老專家倒?jié)M一杯酒，對(duì)他說(shuō)：

　　我十幾年沒(méi)喝酒了，今天我要敬你一杯。這么多年沒(méi)有人能做出這種芯片，你是我們石油行業(yè)的功臣！

　　國(guó)產(chǎn)芯片從一無(wú)所有，到如今可以上天入地，中國(guó)科學(xué)家所付出的艱巨努力讓人動(dòng)容。

　　【搭載龍芯 1H 的石油鉆頭】

　　比起性能，龍芯更要在生態(tài)上追趕 Intel

　　但是技術(shù)上追上 Intel，和讓每個(gè)人都用上龍芯，是兩個(gè)完全不同的事情。

　　在技術(shù)和市場(chǎng)之間，認(rèn)為技術(shù)更難的往往活不久，認(rèn)為市場(chǎng)更難的才能活得很好。

　　胡偉武異常清醒。

　　在我們的認(rèn)識(shí)中，國(guó)產(chǎn)科技經(jīng)?！坝幸狻焙雎允袌?chǎng)，偏安“黨政軍”一隅。龍芯在開(kāi)始階段，也同樣緊抱“黨政軍”大腿。不過(guò)，發(fā)展到今天，龍芯已經(jīng)意識(shí)到“黨政軍”的市場(chǎng)過(guò)小，要想成為對(duì)標(biāo) Intel 的偉大企業(yè)，必須進(jìn)攻企業(yè)終端市場(chǎng)，進(jìn)而開(kāi)發(fā)個(gè)人市場(chǎng)。

　　【龍芯一體機(jī)和《人民的名義》】

　　生態(tài)的價(jià)值人人都知道。

　　你為什么不買(mǎi)龍芯電腦？

　　因?yàn)榘惭b不了 Windows

　　為什么要安裝 Windows？

　　因?yàn)槲伊?xí)慣的軟件和游戲都在Windows上??！

　　Intel+Windows 的生態(tài)，龐大得讓人生畏。但是龍芯必須在巨頭眼皮底下奮力“折騰”出自己的生態(tài)。

　　胡偉武覺(jué)得，這個(gè)事情雖然難，但沒(méi)有想象中那么不可能。當(dāng)然，在個(gè)人電腦方面，Intel 制霸天下，但是這個(gè)世界并不僅僅有個(gè)人電腦這一個(gè)大市場(chǎng)。

　　龍芯的打法是：主攻 Wintel 生態(tài)的薄弱環(huán)節(jié)——終端和工控領(lǐng)域。

　　終端和工控是龍芯的領(lǐng)地

　　終端是指黨政、能源、金融、電信等等行業(yè)使用的終端機(jī)，偏專用性質(zhì)；

　　工控是指在工業(yè)領(lǐng)域?qū)ιa(chǎn)設(shè)備進(jìn)行控制的智能設(shè)備。

　　基于這個(gè)方向，胡偉武的秘訣是：抓住 API。

　　全中國(guó)會(huì)用 Java 的工程師有600萬(wàn)，而卻找不到10名懂得 Java 引擎或者 JavaScript 虛擬機(jī)的人。

　　胡偉武感嘆。

　　換句話說(shuō)，中國(guó)的現(xiàn)狀是絕大部分工程師都只會(huì)在上層做開(kāi)發(fā)，而把開(kāi)發(fā)者和CPU連接起來(lái)的中間接口就叫：API，API 很少有人會(huì)做。

　　龍芯要做的是，為市面上所有龍芯的潛在用戶開(kāi)發(fā)好用的 API，讓開(kāi)發(fā)者可以舒服地開(kāi)發(fā)出應(yīng)用程序。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是，龍芯制造出各種形式的“樂(lè)高模塊”，程序開(kāi)發(fā)者只需要按照自己的需要，拼插樂(lè)高積木就可以了。這樣的話，基于龍芯開(kāi)發(fā)就變得像游戲一樣容易，而且讓人更加享受。

　　根據(jù)官方數(shù)據(jù)，下游客戶中，基于龍芯的軟硬件開(kāi)發(fā)人員已經(jīng)有一萬(wàn)人了。

　　【華三研發(fā)的基于龍芯 3A3000 的交換機(jī)】

　　開(kāi)源社區(qū)也是龍芯的領(lǐng)地

　　這個(gè)事情，同樣反映在龍芯的社區(qū)和開(kāi)發(fā)者隊(duì)伍上。

　　如果你在龍芯開(kāi)發(fā)者論壇注冊(cè)，可以用極低的價(jià)格購(gòu)買(mǎi)到龍芯的板片或電腦?；谶@些硬件和 Linux 內(nèi)核系統(tǒng)，你可以開(kāi)發(fā)一切你喜歡的東西。對(duì)于龍芯生態(tài)有持續(xù)貢獻(xiàn)的人，還可以得到“工分”，這些工分將來(lái)是可以換取龍芯公司分紅和股權(quán)激勵(lì)的。

　　實(shí)際上，在各個(gè)高校中，基于龍芯芯片的愛(ài)好者社團(tuán)已經(jīng)有很多。龍芯也決定把一些低端的處理器核源代碼開(kāi)放給高校，讓學(xué)生可以完整了解 CPU 內(nèi)部代碼結(jié)構(gòu)，成為中國(guó)芯片的后備力量。

　　開(kāi)發(fā)者是很挑剔的，但是在他們面前，我們的 3A2000 和 3A3000 已經(jīng)不丟人了，真的。

　　胡偉武感慨。

　　【基于龍芯和開(kāi)源系統(tǒng)制作的“坦克車”】

　　雖然說(shuō)龍芯已經(jīng)建立了強(qiáng)大的生態(tài)還為時(shí)過(guò)早，但不妨來(lái)看看 Intel。中國(guó)工程院倪光南院士說(shuō)：

　　1995年 Windows 3.2 退出市場(chǎng)，至今 Wintel 的生態(tài)建設(shè)已經(jīng)經(jīng)過(guò)了30年。而相比 Intel 早年的發(fā)展，龍芯的腳步已經(jīng)很快了。

　　仰視 Intel，龍芯道阻且長(zhǎng)。但是，如今下游基于龍芯 CPU 的軟硬件研發(fā)人員已經(jīng)達(dá)到上萬(wàn)人。幾年間龍芯有了如今的生態(tài)，并不容易。

　　需要說(shuō)明的是，從三年前開(kāi)始，政府已經(jīng)放棄了對(duì)龍芯的支持，龍芯的最新芯片，都是龍芯中科公司靠賣(mài)一片片芯片賺來(lái)的錢(qián)研發(fā)的。從這個(gè)角度看，相比動(dòng)輒拿國(guó)家?guī)资畠|研究經(jīng)費(fèi)的芯片團(tuán)隊(duì)而言，龍芯可以拍著胸脯問(wèn)心無(wú)愧。

　　就像胡偉武所說(shuō)：有一種勝利來(lái)自煎熬。

　　龍芯用自己的故事，證明了世界還算公平。