国产处理器研究与发展现状综述

曹阳

摘 要 处理器是所有数字电子产品的核心所在，处理器的技术水平也代表着国家电子产业的发展状况。近年来随着国产处理器的发展，我国出现很多研究单位，这些单位主要是对处理器进行研究的，在研究的同时还对处理器的特点进行了介绍。本文主要是对国产处理器的研究进行讨论，再对其发展现状及现阶段的主要问题提出了解决措施。

关键词 处理器 国产 芯片

中图分类号：TP3 文献标识码：A

0前言

中央处理器（Central Processing Unit）是所有数字电子产品的技术核心，在国际上Intel和AMD两大公司引领着处理器的生产，并且占据着生产市场的半边天。目前我国的全体公民都希望由我国自主研发的处理器可以出现在国际上，终于在大家的共同努力下，由中国科学院研发的龙芯面世了，并且取得了不小的反响，相信在不久的将来我国的处理器也可以与国际的处理器相抗衡。

1CPU的概念

在CPU产品中主要由两项核心技术组成，CPU指令集和CPU架构，并且根据CPU指令集的特点分为两大体系：CISC和RISC。CISC的缺点是难维护难调试并且其研制周期长，所以大众普遍使用RISC。根据统一的RISC指令，实现CPU的使用可以采用不同的架构。到目前为止，世界上不同的架构公司只有三种，x86架构、MIPS架构、ARM架构。我国国产的CUP从类型上可以分为大中小型。

2國产处理器

2.1定点指令系统

我国第一个具有研发自主权的微型处理器，对其自主定义了RISC系统，并且采用了存储形式的寄存结构，我国首次推出的微型处理器，在设计上采用的是UniCore16系统，实现了一直以来国产处理器零的突破。目前我国的指令系统具有高性能、低功耗的特点，共包括16位、32位、64位定点指令系统。

2.2申威处理器

申威处理器的简称“SW处理器”，采用的指令集源于RISC系统，在我国拥有完全的自主研发权，此研发项目的启动基金也受到国家的资金支持，产品分为单核、双核、四核、十六核等，我国自主研发的首次公开面世的处理器就是用的十六核，其运算能力可以达到每秒千万次，并且其频率也达到了我国国产CPU的极限。申威处理器的使用多数用于高性能桌面上，或是国产服务器上。

2.3龙芯处理器

龙芯处理器的研发，大力推动了我国电子信息产业的发展。中国科学院坚持自主研发，所以在研究所的坚持下走上了创新之路，成立了专门的龙芯研讨小组，并且购买了MIPS指令使用权，从此开始了龙芯微处理器的研发。

（1）龙芯一号是单核的微处理器，低成本、低功耗是它的主要特征，最高频率可达到270MHz，定点字长最大可达到32位，是我国第一个配有IEEE754标准的部件，也是我国第一个通过基本测试的CPU微型处理器。龙芯一号的产品有1A、1B、1C三种，1A和1C是主频为300MHz的处理器，主要用于防火墙或是数字式航空航天领域。

（2）龙芯二号系列的产品比较多，例如龙芯2E，龙芯2E是单核CPU，是主频为1GHz的处理器，使用的半导体为90nm的设计工艺，最大可达到64位的MIPS指令，结构为四发射动态超标量超流水线，其访问机制是动态访问的形式，在使用性能方面也相当于中档的InterP4处理器，西方国家对于中国自主研发的这款处理器已经购买了其生产权，这也是中国计算机领域上一个伟大的突破。这款处理器只能运用在低成本的电脑中，同时也是中国电子核心技术首次对外进行授权。

（3）龙芯三号的成功研制，对我国的计算机领域有着重要的意义，同时也标志着国产CPU正式进入了多核时代。我国的曙光龙腾服务器就是使用了龙芯3A产品，这是一台拥有自主研发权的服务器，最大的特点在于其安全性较强，可以消除我国数据信息在国防领域的安全隐患，同时也加强了自我掌控能力，在应用时应与应用软件配套使用。龙新三号缺乏操作系统对它的支持，所以在开发时增加了开发难度。

3现阶段处理器面临的主要问题

（1）国产处理器缺乏软件支持

在对处理器进行研发时，应该与配套的应用软件一起使用，如果缺少操作系统对处理器的支持，那么其开发难度将会加大，还在一定程度上加剧了其工作量，所以对软件的支持与国产处理器的研制有十分重要的意义。

（2）性能较弱

国产处理器无论是在生产上，还是在应用测试上都存在一些困难，其总体水平与国际水平还有一定的差距。例如在主频的限界上，国产CPU一般可在1.6GHz，而国际上的主流处理器已经超过了4GHz。性能较弱，国家对于软件的重视程度不够，这也是国产处理器未能快速发展的原因之一。

4结束语

我国的研发团队正在面临着来自各方面的压力，这也正预示着国产处理器还有很长的一段路要走。处理器的研发不是一个人或是短时间内就可以发展起来的，而是需要大量的人力以及财力，以推动国家对处理器研发的重视。处理器体现的是一个国家科技水平强弱，大到关系着整个国家的信息安全，发展我国自主研发的处理器是体现我国科学进步的最佳方式，然而国产处理器这条路任重而道远。

参考文献

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