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你不曾见过的国产CPU:可能是最全的龙芯系列芯片家谱(下)
时间:2020-06-26  来源:www.oaled.com

欢迎回到下半年,更多Dragoncore系列处理器等着我们来了解。

2.6龙芯2G/2G +/2GQ/2G-2000

龙芯2G是在“高核安全计算机CPU开发和应用”核高基础重大项目的支持下开发的。它于2008年投入设计,但由于龙芯2G和3A项目的同步实施,存在重叠,影响了开发进度。成功开发于2010年。龙芯2G采用65纳米工艺,主频为1.0GHz,晶体管数量为1亿,指令集与MIPS64兼容,并添加了X86二进制平移加速指令,以及龙芯媒体扩展指令,有64KB数据的64KB指令和L1缓存,以及1MB。 L2缓存,功耗3W。

在该处理器上,采用X86二进制转换技术,提出了一种在MIPS平台上实现X86动态二进制转换的方法。

龙芯2G相当于龙芯3A1000的单核版本。

龙芯2GQ是龙芯2G处理器的生产版本。龙芯2GQ和龙芯3A1000之间的区别在于龙芯2GQ不支持多个互连。

龙芯2GP后来改名为龙芯2I。

龙芯2G▲

龙芯2GQ的笔记本电脑▲

2.7龙芯2H

龙芯2H是龙芯2G处理器和龙芯1A(2F南桥)的继承者,其目标是为安全计算机提供单芯片解决方案。龙芯2H采用65nm工艺实现,频率超过1GHz。主要用于网络设备。兼容MIPS64指令集并支持X86二进制转换指令集。有64KB的指令L1缓存和64KB的数据L1缓存,512KB的L2缓存。集成GS232V媒体处理IP。

龙芯2H的原始应用是上网本,但随着上网本市场的消失,它并未应用于这一领域。龙芯2H主要用于工业控制领域,以及包括防火墙在内的网络安全领域。

龙芯2H于2012年发布,样品于2013年发布,产品于2014年交付。龙芯2H的流量标志着龙芯掌握了复杂SOC的设计能力。龙芯2H的特点是功能齐全,功能齐全,功能齐全。芯片设计很复杂,但缺乏针对特定应用的优化。

龙芯2H可用作独立SOC或用作HT接口的南桥芯片。

龙芯2H▲

龙芯2H版▲

2.8龙芯2I

根据龙芯核心高级维护者flygoat的分析,龙芯2I是龙芯2GP0800D的另一个代号。关于龙芯2I的信息非常少。下图显示了《中国正在说:芯芯之火可以燎原》程序中的屏幕截图,其中提到了龙芯2I。

龙芯2I▲

2.9龙芯2K1000

龙芯2K1000是一款双核处理器,采用双传输64位GS264微结构、40nm工艺、1GHz商用级芯片和800MHz工业级芯片。龙芯2K1000处理器是龙芯2H的升级芯片,其计算性能和IO带宽明显高于龙芯2H,龙芯2K1000主要用于网络通信应用,兼顾了平板电脑和工业控制领域。

集成64位DDR3控制器、2个GMAC控制器、2个x4 PCIE控制器,可在6 x1模式下配置。

集成共享1MB二级缓存;集成GPU、显示控制器,支持双DVI显示。集成64位533MHz DDR2/3控制器,1个Sata 2.0接口,4个USB 2.0端口,2个RGMII千兆网络接口,集成HDA/AC97/I2s接口,集成RTC/HPET模块。集成多达4个uart控制器、1个nand控制器、2个can控制器和1个sdio控制器。

龙芯LS2K1000A▲

龙芯LS2K1000B▲

2.10龙芯2K2000

龙芯2K2000是计划中的龙芯2K1000的升级版本。它预计将在28纳米工艺中以2GHz的频率生产。

三。龙芯3系列

龙芯3处理器是一个4传输64位多核处理器。目前,除龙芯3B1500处理器为8核外,其他龙芯3处理器为4核。龙芯3C5000处理器将把处理器内核增加到16。

龙芯3处理器的微观结构分为GS464,GS464E,GS464V和GS464EV。

3.1龙芯3A1000

龙芯3A1000于2008年底交付,采用意法半导体的65纳米工艺流程。 2009年5月20日,龙芯3A1000晶圆生产下线。 9月28日,样本回来并成功启动了操作系统,主频为800MHz-1GHz。

龙芯3A1000于2010年5月中旬首次修订并发布。10月底的第一次修订成功。 3A1000的第二次修订于2012年2月下旬发布,并于2012年8月中旬成功发布。

龙芯3A1000集成了四个四发无序执行GS464内核,9级流水线,64KB主数据缓存和64KB一级指令缓存,4MB共享二级缓存,最大频率1GHz,功耗15w(支持动态下降)频率),芯片面积为174mm2,晶体管数量为4.25亿。每个CPU内核包含两个浮点乘法和加法部分,双精度浮点性能峰值为16GFlops。在龙芯3A1000处理器中,实现了x86二进制转换加速指令。

3A100集成了HT1.0 * 2,PCI控制器,LPC,SPI,UART,GPIO。集成72位DDR2/3控制器,1121引脚和40mm x 40mm FCBGA封装。

龙芯龙芯3A1000 01版▲

龙芯龙芯3A1000 02版▲

龙芯3A芯片布局▲

图像来源:中国科学院计算技术研究所2009年度业绩

3.2龙芯3B1000

龙芯3B1000于2010年6月20日左右发布,第一批芯片于2010年11月底回归

3B1000的第一次修订于2011年2月初发布,并于7月初返回。龙芯3B1000第二次重新设计。它于2011年12月初发布,并于2012年4月底返回。

龙芯3B由高性能多核CPU研发和核高基项目的应用支持。它采用意法半导体的65纳米工艺设计,频率为1GHz,功耗为25W。它集成了龙芯矢量的8个64位四发出无序实现。处理器内核为GS464V,4MB二级缓存,每个内核包含两个256位矢量分量,峰值浮点性能为128GFLOPS。

龙芯3B的最大特点是龙芯矢量处理器内核的设计,它用两个256位矢量处理组件和一个128x256位矢量寄存器文件替换GS464内核的浮点组件和浮点寄存器文件。龙芯3B在1 GHz时的峰值双精度浮点计算能力达到128 GFlops。在龙芯3B处理器中,实现了300多条专用矢量处理指令。

龙芯3B芯片面积为300平方毫米,晶体管数量接近6亿。

龙芯3B1000▲

龙芯3B1000芯片布局和矢量核心结构框图▲

龙芯3B芯片布局▲

3.3龙芯3B1500

龙芯3B1500于2012年1月中旬设计并交付。样品于2012年8月底完成。之后,该工艺从32纳米移至28纳米,并于2013年4月底发布。截至10月底,收到的样本,但电影没有成功。后来,它恢复到32纳米工艺,电影的成本在某种程度上得到了补偿。因此,它再次进行了修订,并于2015年1月底发布。样品已于2015年6月下旬收到。

龙芯最初计划推出一款16核的龙芯3C处理器。后来,由于战略调整,最初的龙芯3C被取消,8芯龙芯3B1500缩水。龙芯3B1500集成了8个四发无序64位GS464V处理器内核,9级流水线,每个处理器内核拥有64KB私有一级指令缓存和64KB私有主数据缓存,128KB私有二级缓存8MB三级别共享缓存,采用SMIC的32nm工艺,芯片面积为180mm2,晶体管数为11亿,主频为1.5GHz,倒装芯片球栅阵列(Flip-Chip BGA)封装,芯片引脚数为1121,封装尺寸为40mm×40mm。单芯片双精度浮点运算功率达到192GFlops。功耗为30w(典型值)/60w(矢量)。

在接口上,有HT2.0 * 2,PCI,LPC,SPI,UART,GPIO,72位DDR2/3控制器。

龙芯3B1500▲

龙芯3B1500版▲

3.4龙芯3A2000/3B2000

龙芯3A2000于2014年11月初交付给电影; 2015年4月10日,获得了失明片。 2015年8月18日,龙芯召开新闻发布会,正式发布新产品。 2015年9月和2016年3月,分别进行了第一次修订设计和第二次修订设计。

龙芯3A2000处理器集成了64位GS464E处理器内核的四个四次无序实现,是第一款使用GS464E微架构的处理器。它由SMIC的40nm CMOS工艺生产,频率为800~1000MHz,1GHz时SPEC CPU2006得分为6.9。封装类型FCBGA,1121引脚,封装尺寸40mm×40mm。

GS464E处理器内核是GS464的改进版本,集成了64KB 1级指令高速缓存,64KB 1级数据高速缓存,256KB 2级高速缓存和4MB 3级高速缓存。特别是,GS464E处理器内核的流性能得到了极大的改善。单核STREAM的性能为6.3GB/s,是龙芯3A1000的20倍。 GS464的管道已从9级升级到12级。峰值浮点性能为16GFlops。

在界面方面,龙芯3A200集成了两个HT3.0接口,PCI控制器,LPC,SPI,UART,GPIO,72位DDR2/3-1333×2控制器。

龙芯3A200A▲

龙芯3A2000B▲

GS464E微观结构图▲

3.5龙芯3A3000/3B3000

龙芯3A3000于2016年2月中旬推出了飘带,并于6月中旬获得了密封芯片。 2016年10月17日,龙芯3A3000可以进入量产阶段。

2017年4月26日,龙芯召开会议正式发布龙芯3A3000处理器。

龙芯3A3000/3B3000的主频为1.2Hz-1.5GHz。它是一个4核处理器。它采用四个四发无序执行64位超标量处理器内核(GS464E),支持MIPS64指令集,支持龙芯扩展指令集,采用12级超标量流水线。每个核心有两个定点单元,两个浮点单元和两个存取单元。每个处理器内核包含64KB私有指令缓存和64KB私有数据缓存;每个处理器包含256KB私有二级缓存;所有处理器内核共享8MB三级缓存。

与龙芯3A2000相比,处理器的三级缓存也从4MB增加到8MB,此外还有片状工艺从国际核心40纳米升级到意大利半导体的28纳米CMOS工艺。峰值浮点性能24GFlops。封装40mm * 40mm BGA封装,1121引脚,典型功耗< 。

集成接口包括HT3.0 * 2,PCI控制器,LPC,SPI,UART,GPIO,72位DDR2/3-1600 * 2,支持ECC。

龙芯3A3000的整体性能与英特尔J1900处理器相当。

龙芯3A3000处理器_

龙芯3B3000处理器_

3.6龙芯3A4000/3B4000

龙芯的下一代高性能处理器采用龙芯开发的最新GS464EV微结构。虽然龙芯3A4000仍采用28nm工艺,但主频增加到2.0GHz,整体性能是上一代3A3000的两倍。它已成功流式传输并正在测试中。根据小道消息,龙芯3A4000进展顺利。

用于龙芯3A4000的GS464EV微观结构▲

3.7龙芯3A5000/3C5000

龙芯的下一代高性能预计将在2019年底或2020年初发布.3A4000处理器微结构GS464EV用于14/12nm工艺,频率提升至2.5GHz。 3A5000仍然是一个4核处理器,而3C5000将是一个16核处理器。

4.龙芯桥[

4.1龙芯7A1000

龙芯7A1000型桥接器是龙芯3处理器的第一款芯片组产品。目标是更换AMD RS780 + SB710芯片组,并为龙芯处理器提供南北桥功能。主要特点是:

16位HT 3.0接口,2D/3D GPU,显示控制器,支持双DVO显示,16位DDR3内存控制器,3个X8 PCIE 2.0接口,每个X8接口可分为2个独立的X4接口。两个X4 PCIE 2.0接口可分为六个独立的X1接口。 3个SATA 2.0,6个USB 2.0,2个RGMII千兆以太网接口,HDA/AC97,RTC/HPET模块,1个全功能UART控制器,6个I2C控制器,1个LPC控制器,1个SPI控制器,多个GPIO引脚。

即将推出的龙芯3A4000将不再使用AMD的RS780芯片组,但龙芯7A将被用作桥梁,以避免在选择桥梁时受到AMD的影响。

龙芯7A1000大桥▲

龙芯从未宣布过一个隐藏的处理器

除了龙芯第一,第二和第三系列处理器外,在龙芯的开发过程中还开发了一些实验性处理器,没有大规模生产,有些甚至没有slu .我们发现了几个这样的处

5.1龙芯-T

在开发过程中,龙芯处理器曾被用作超级计算机,并希望开发出一款名为龙芯-T的64核多核处理器。 Godson-T由计算机研究所的Advanced Microsystems研究小组开发,RTL验证于2008年进行.RTL代码于2008年12月编写。2010年5月,GodSon-T原型芯片16核GodSon-TI提供使用130纳米工艺的胶带。 2010年10月17日,调试成功。

龙芯-T处理器已经停产,因为龙芯重新将其研发重点放在提高处理器核心性能上。

龙芯-T处理器▲

5.2龙芯-X

龙芯的所有批量生产的处理器都使用MIPS指令集。但是,由于x86指令集用于主流台式机处理器市场,因此龙芯不能将x86指令集用于知识产权和专利。为了实现与现有生态系统的兼容性,龙芯3A系列实现了x86和arm指令的二进制转换指令。在开发过程中,龙芯使用x86指令集开发了处理器原型龙芯-X。

该项目始于2005年7月。龙芯X处理器的原始设计是与x86指令兼容的FPGA原型处理器,可以在FPGA原型处理器中启动Windows XP。因此,第一步,高级微系统研究小组精心设计了微架构的龙芯-X。龙芯X是基于龙芯2设计的4发超标量X86处理器。它与x86兼容,支持Intel MMX指令,SSE指令集和x87浮点指令。第二步,通过循环级仿真程序,模拟处理器中每个节拍的状态。之后,Advanced Microsystems Research Group尝试使用模拟器启动Windows XP。最后,Advanced Microsystems Research Group的RTL调整和FPGA仿真完成时间是2006年7月。处理器只是一个FPGA原型,从未进行过流式处理。

5.3龙蒙1号

Zhongke Longmeng(现更名为Aerospace Longmeng)使用龙芯1的早期IP核开发了Longmeng No.1财政控制器寄存器。税控SoC专用芯片使用“龙芯1”处理器内核作为MCU,并使用AHB(高级高性能总线)+ APB(高级外设总线)作为片上总线。

集成的其余IP模块显示在表中。