以市场促研发 国产芯片渐入佳境

文／本刊记者 陈 杰

新产品频出、概念股大涨……时值寒冬，国产芯片行业呈现出非同一般的火热。作为整个信息系统的“大脑”，芯片无处不在。过去，由于技术、生态等各种原因，导致国产芯片推广难、应用难。但现在，事情似乎正在悄悄发生变化。

日前，龙芯中科在京发布了龙芯新一代通用CPU产品3A4000/3B4000。虽然这一代龙芯使用与上一代产品相同的28nm工艺，但新产品通过设计优化成倍提升性能，是上一代产品的两倍以上。通过CPU直连形成的3B4000四路服务器综合性能是上一代产品3B3000双路服务器的四倍以上，虚拟机效率也从上一代产品的85%以上提高到95%以上。

“龙芯3A4000/3B4000在片内集成了安全机制，实现自主可控和安全可靠的统一，能够从机制上有效防范Meltdown和Spectre等漏洞，支持MD5、AES、SHA等加解密算法，支持专用安全可信模块及国密算法，支持‘影子栈’等访问控制机制。”龙芯中科董事长胡伟武表示，传统的CPU安全机制只是在处理器核外增加安全可信模块，龙芯3A4000/3B4000专门在处理器核内设计了安全控制机制，从而达到本质安全。

据了解，龙芯3A4000/3B4000中的所有功能模块，包括CPU核心、片内互联总线、DDR4内存控制器及各种IO接口模块等的所有源代码均自主设计。芯片中所有定制模块，包括多端口寄存器堆、锁相环、DDR4 PHY、高速IO接口PHY等版图均自主研发。除了流片厂家提供的基本设计环境，龙芯3A4000/3B4000没有使用任何第三方IP。

“龙芯团队自2010年从中科院计算所转型成立企业以后，发现原来学术界认可的‘世界先进水平’与用户需求差距很大。通过在市场中试错，我们认识到我国CPU与国外CPU的主要差距在于通用处理性能，而不是专用处理性能；在于单核性能不足，而不是核数不够多；在于设计能力不足，而不是工艺不够先进。因此，龙芯中科公司一直致力于通过优化设计提高单核通用处理性能，直到3A4000完成设计能力‘补课。”胡伟武表示，3A4000通用处理性能与AMD公司28nm工艺最后产品“挖掘机”处理器相当。而在此基础上，龙芯将于明后年推出使用12nm工艺的四核3A5000和16核3C5000，其主频将提高到2.5GHz以上，通用处理性能将达到当时AMD的水平，标志着龙芯经过20年的努力，通用处理性能达到产品级的世界先进水平。

胡伟武强调，我国信息产业的根本出路在于建立独立于Wintel和ARM+Android体系外的第三套生态体系。为此，龙芯提供开源的基础版操作系统支持下游的操作系统企业、整机设备企业、解决方案企业推出产品版操作系统。龙芯通过基础版操作系统统一系统架构，实现操作系统跨主板兼容和CPU代际兼容，实现应用在不同整机平台的兼容。本次龙芯中科发布统一系统架构的标准规范体系，并通过与OEM/ODM厂商签署认证协议建立产品认证体系。从龙芯3A4000/3B4000起，龙芯CPU和主板升级均不影响操作系统及应用的兼容性。

随着相关市场需求的不断拉动，龙芯的合作伙伴已经增至近千家，下游基于龙芯的开发人员达到数万人，龙芯在政企、安全、金融、能源、交通、教育等各个应用场景中都有了诸多广泛的应用，2019年龙芯芯片出货量已经达到50万颗以上，在国产化应用中市场份额遥遥领先。

包括联想、中科曙光、浪潮信息、同方、超越数控、方正、海尔等在内的龙芯重要合作伙伴同时发布了基于龙芯3A4000/3B4000的桌面计算机、笔记本、一体机、服务器、云终端、网络安全设备、工业控制计算机等产品。此外，龙芯的上百家合作伙伴还展出了数百款基于龙芯芯片的解决方案，互动体验区给现场体验者带来了良好的使用体验。

胡伟武称：“几级试错之后，明年龙芯的出货量将冲击千万片级别，力争在2022年能进入到服务C端的全开放市场。”