龙芯首款自主指令集 CPU 3A5000 发布：性能大涨 50%，逼近市场主流桌面处理器
IT之家 7 月 23 日消息 据龙芯中科公众号消息，日前，龙芯中科技术股份有限公司正式发布龙芯 3A5000 处理器。该产品是首款采用自主指令系统 LoongArch 的处理器芯片，性能实现大幅跨越，代表了我国自主 CPU 设计领域的最新里程碑成果。
龙芯 3A5000 处理器是首款采用自主指令系统 LoongArch 的处理器芯片。LoongArch 基于龙芯二十年的 CPU 研制和生态建设积累，从顶层架构，到指令功能和 ABI 标准等，全部自主设计，不需国外授权。LoongArch 吸纳了现代指令系统演进的最新成果，运行效率更高，相同的源代码编译成 LoongArch 比编译成龙芯此前支持的 MIPS，动态执行指令数平均可以减少 10%-20%。LoongArch 充分考虑兼容生态的需求，融合 X86、ARM 等国际主流指令系统的主要功能特性，并依托龙芯团队在二进制翻译方面十余年的技术积累创新，实现跨指令平台应用兼容。
IT之家了解到，龙芯 3A5000 处理器主频 2.3GHz-2.5GHz，包含 4 个处理器核心。每个处理器核心采用 64 位超标量 GS464V 自主微结构，包含 4 个定点单元、2 个 256 位向量运算单元和 2 个访存单元。龙芯 3A5000 集成了 2 个支持 ECC 校验的 64 位 DDR4-3200 控制器，4 个支持多处理器数据一致性的 HyperTransport 3.0 控制器。龙芯 3A5000 支持主要模块时钟动态关闭，主要时钟域动态变频以及主要电压域动态调压等精细化功耗管理功能。
根据国内第三方测试机构的测试结果，龙芯 3A5000 处理器在 GCC 编译环境下运行 SPEC CPU2006 的定点、浮点单核 Base 分值均达到 26 分以上，四核分值达到 80 分以上。基于国产操作系统的龙芯 3A5000 桌面系统的 Unixbench 单线程分值达 1700 分以上，四线程分值达到 4200 分以上。上述测试分值已经逼近市场主流桌面 CPU 水平，在国内桌面 CPU 中处于领先地位。
较上一代龙芯 3A4000 处理器，龙芯 3A5000 处理器在保持引脚兼容的基础上，性能提升 50% 以上，功耗降低 30% 以上。在复杂文档处理、浏览器打开、3D 引擎加速、4K 高清软解、以及各类业务软件处理等方面，龙芯 3A5000 电脑用户体验提升明显。
龙芯 3A5000 实现了自主性和安全性的深度融合。龙芯 3A5000 中包括 CPU 核心、内存控制器及相关 PHY、高速 IO 接口控制器及相关 PHY、锁相环、片内多端口寄存器堆等在内的所有模块均自主设计。龙芯 3A5000 在处理器核内实现了专门机制防止“幽灵（Spectre）”与“熔断（Meltdown）”的攻击，并在处理器核内支持操作系统内核栈防护等访问控制机制。龙芯 3A5000 处理器集成了安全可信模块，支持可信计算体系。龙芯 3A5000 内置了硬件加密模块，支持商密 SM2/3/4 及以上算法，其中 SM3/4 密码处理性能达到 5Gbps 以上。
目前，与龙芯 3A5000 配套的三大编译器 GCC、LLVM、GoLang 和三大虚拟机 Java、JavaScript、.NET 均已完成开发。面向信息化应用的龙芯基础版操作系统 Loongnix 和面向工控及终端应用的龙芯基础版操作系统 LoongOS 已经发布。从 X86 到 LoongArch 的二进制翻译系统 LATX 已经能够运行部分 X86/Windows 应用软件。统信 UOS、麒麟 Kylin 等国产操作系统已实现对龙芯 3A5000 的支持。数十家国内知名整机企业、ODM 厂商、行业终端开发商等基于龙芯 3A5000 处理器研制了上百款整机解决方案产品，包括台式机、笔记本、一体机、金融机具、行业终端、安全设备、网络设备、工控模块等。
龙芯中科还基于龙芯 3A5000 推出了新一代服务器处理器龙芯 3C5000L。龙芯 3C5000L 通过封装集成了四个 3A5000 硅片，形成 16 核处理器。基于龙芯 3C5000L 的四路 64 核服务器整机的 SPEC CPU2006 性能分值可达 900 分以上，全面满足云计算、数据中心对国产 CPU 的性能需求。
龙芯 3A5000 芯片代号为“KMYC70”，以纪念抗美援朝 70 周年。基于龙芯 3A5000 核心的服务器专用芯片龙芯 3C5000 已经于 2021 年上半年完成设计并交付流片，芯片代号为“CPC100”，以庆祝建党 100 周年。
龙芯中科称，龙芯 3A5000 的发布标志着龙芯团队经过 20 年的积累，产品性能完成补课，逼近国际主流水平，将助力龙芯中科开启从技术升级迈向全面生态建设、从政策性市场迈向开放市场、从跟踪性发展的“必然王国”迈向自主性发展的“自由王国”的新征程。龙芯 3A5000 的发布雄辩地证明，坚持科技自立自强而不是引进国外技术，走“市场带技术”而不是“市场换技术”的道路，自主研发 CPU 的性能完全可以超过引进技术的 CPU。
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