龍芯“十三五”研發(fā)情況匯報(bào)

1、龍芯“十三五”研發(fā)情況匯報(bào) 龍芯中科技術(shù)有限公司龍芯中科技術(shù)有限公司2016.07.08什么是自主可控原總裝科技委盧錫城院士認(rèn)為，自主可控至少應(yīng)包括三個(gè)方面的涵義：原總裝科技委盧錫城院士認(rèn)為，自主可控至少應(yīng)包括三個(gè)方面的涵義：信息系統(tǒng)的軟硬件在設(shè)計(jì)或制造階段不會被對手插入惡意功能，導(dǎo)致潛在的不安全隱信息系統(tǒng)的軟硬件在設(shè)計(jì)或制造階段不會被對手插入惡意功能，導(dǎo)致潛在的不安全隱患；患；無論平時(shí)、戰(zhàn)時(shí)都能按需提供相應(yīng)的軟硬件產(chǎn)品，供應(yīng)保障不受制于人；無論平時(shí)、戰(zhàn)時(shí)都能按需提供相應(yīng)的軟硬件產(chǎn)品，供應(yīng)保障不受制于人；掌握核心技術(shù)，軟硬件產(chǎn)品能適應(yīng)技術(shù)進(jìn)步或需求變化自主發(fā)展。掌握核心技術(shù)，軟硬件產(chǎn)品能適應(yīng)技

2、術(shù)進(jìn)步或需求變化自主發(fā)展。 判斷自主可控也可從從芯片設(shè)計(jì)生產(chǎn)的三個(gè)主要階段去判斷：判斷自主可控也可從從芯片設(shè)計(jì)生產(chǎn)的三個(gè)主要階段去判斷：前端設(shè)計(jì)：邏輯源代碼是否全部自主可控，設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力螺旋上升；前端設(shè)計(jì)：邏輯源代碼是否全部自主可控，設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力螺旋上升；后端設(shè)計(jì)：物理設(shè)計(jì)過程中需要對原有的邏輯、時(shí)鐘、測試等進(jìn)行優(yōu)化和改動，輸出后端設(shè)計(jì)：物理設(shè)計(jì)過程中需要對原有的邏輯、時(shí)鐘、測試等進(jìn)行優(yōu)化和改動，輸出最終版圖，后端實(shí)現(xiàn)過程是否自主可控；最終版圖，后端實(shí)現(xiàn)過程是否自主可控；流片生產(chǎn)：晶元生產(chǎn)、封裝、測試過程是否可控；流片生產(chǎn)：晶元生產(chǎn)、封裝、測試過程是否可控； 華為對自我的評價(jià)華為對自我的評價(jià)什

3、么是自主可控 體系結(jié)構(gòu)（體系結(jié)構(gòu)（ISA）可控）可控 自主設(shè)計(jì)指令系統(tǒng)，或者自主設(shè)計(jì)指令系統(tǒng)，或者 結(jié)構(gòu)授權(quán)（結(jié)構(gòu)授權(quán)（Architecture License）：可擴(kuò)充指令，可視作永久授權(quán)（保障性）：可擴(kuò)充指令，可視作永久授權(quán)（保障性） 微結(jié)構(gòu)（微結(jié)構(gòu)（Microarchitecture）自主設(shè)計(jì)）自主設(shè)計(jì) 是決定性能、功耗、成本、安全性的最重要因素是決定性能、功耗、成本、安全性的最重要因素 是是CPU最核心的技術(shù)，是最核心的技術(shù)，是CPU設(shè)計(jì)能力的最重要體現(xiàn)設(shè)計(jì)能力的最重要體現(xiàn) 流片渠道可控（境內(nèi)流片）：是保障性的必然要求流片渠道可控（境內(nèi)流片）：是保障性的必然要求 龍芯的實(shí)踐表明：在境內(nèi)

4、流片完成高性能龍芯的實(shí)踐表明：在境內(nèi)流片完成高性能CPU是可行的是可行的 所謂境內(nèi)工藝不夠用，是因?yàn)闆]有掌握所謂境內(nèi)工藝不夠用，是因?yàn)闆]有掌握CPU設(shè)計(jì)的核心技術(shù)設(shè)計(jì)的核心技術(shù) 自主自主CPU的鑒別方法的鑒別方法 不能用不能用“測測”和和“評評”技術(shù)技術(shù)的方法，只能用的方法，只能用“審審”和和“考考”能力能力的方法的方法龍芯三個(gè)產(chǎn)品系列定位面向桌面面向桌面/服務(wù)器類應(yīng)用的龍芯服務(wù)器類應(yīng)用的龍芯3號號“大大CPU”系列：系列：Intel的酷睿的酷睿/至強(qiáng)系列至強(qiáng)系列面向工控和終端類應(yīng)用的龍芯面向工控和終端類應(yīng)用的龍芯2號號“中中CPU”系列：系列：Intel的阿童木系列的阿童木系列面向特定應(yīng)用定

5、制的龍芯面向特定應(yīng)用定制的龍芯1號號“小小CPU”系列：根據(jù)應(yīng)用需求定制系列：根據(jù)應(yīng)用需求定制三大系列研發(fā)思路 高端系列（龍芯高端系列（龍芯3號系列，定位為酷睿號系列，定位為酷睿/至強(qiáng)系列）至強(qiáng)系列） 采用兩片方案：采用兩片方案：CPU+橋片橋片 CPU4-8核，有系統(tǒng)總線接口（核，有系統(tǒng)總線接口（HT），支持多路直連，兼顧桌面和服務(wù)器），支持多路直連，兼顧桌面和服務(wù)器 在沒有完全掌握在沒有完全掌握GPU技術(shù)之前，技術(shù)之前，GPU與橋片集成在一起，也可以外接與橋片集成在一起，也可以外接 低端系列（龍芯低端系列（龍芯2號系列，定位為阿童木系列）號系列，定位為阿童木系列） 采用采用單片單片SOC方

6、案方案 雙核，集成雙核，集成SATA、USB、GMAC、GPU、音視頻等接口、音視頻等接口 低電壓低功耗低電壓低功耗 專用系列（龍芯專用系列（龍芯1號系列，結(jié)合需求定制）號系列，結(jié)合需求定制） 龍芯龍芯1D流量表專用芯片，龍芯流量表專用芯片，龍芯1E/1F“上天上天”專用，龍芯專用，龍芯1H“入地入地”專用專用 每每1-2年定制一款年定制一款“有難度有難度”的專用芯片的專用芯片，避免國內(nèi)惡性競爭，避免國內(nèi)惡性競爭龍芯3號系列研制計(jì)劃 第一代產(chǎn)品：使用第一代產(chǎn)品：使用GS464處理器核，四核處理器核，四核+八核八核 四核四核3A1000（tock）：900MHz，65nm，2010年產(chǎn)品年產(chǎn)品

7、八核八核3B1500（tick）：1.2GHz，32nm，2013年產(chǎn)品年產(chǎn)品 第二代產(chǎn)品：使用第二代產(chǎn)品：使用GS464E處理器核，先把四核做精處理器核，先把四核做精四核四核3A2000/四核四核3B2000（tock）：）：境內(nèi)境內(nèi)40nm LL，1.0GHz，2016Q1量產(chǎn)量產(chǎn)四核四核3A3000/四核四核3B3000（tick）：）：28nm SOI，1.5GHz，2016Q1流片流片 第三代產(chǎn)品：繼續(xù)優(yōu)化處理器核，四核第三代產(chǎn)品：繼續(xù)優(yōu)化處理器核，四核+八核八核 主要結(jié)構(gòu)優(yōu)化：向量指令、安全機(jī)制、內(nèi)存計(jì)算主要結(jié)構(gòu)優(yōu)化：向量指令、安全機(jī)制、內(nèi)存計(jì)算 四核四核3A4000/八核八核3B

8、4000（tock）：）：28nm SOI，2.0GHz，2018年流片年流片 四核四核3A5000/八核八核3B5000（tick）：）：14nm，2.5GHz，2020年流片年流片 四核四核3B2000/3000系列支持多路直連系列支持多路直連龍芯橋片計(jì)劃 龍芯龍芯3號采取號采取CPU+橋片模式，早期的龍芯橋片模式，早期的龍芯2號也需要橋片號也需要橋片 使用使用HT接口：接口：3A1000（HT1.0）、）、3B1500（HT2.0）、）、3A2000（HT3.0） 早期的龍芯早期的龍芯2號使用號使用PCI接口：接口：2F、2J 龍芯橋片的發(fā)展龍芯橋片的發(fā)展 第一代使用非自主橋片：第一代使

9、用非自主橋片：PCI橋片橋片AMD 5536，HT橋片橋片AMD 780E 第二代第二代SOC兼顧橋片應(yīng)用：兼顧橋片應(yīng)用：PCI橋片龍芯橋片龍芯1A，HT橋片龍芯橋片龍芯2H 第三代專用橋片研制：龍芯第三代專用橋片研制：龍芯7號系列（號系列（7與橋諧音）與橋諧音） 龍芯龍芯7A：龍芯：龍芯CPU首款專用橋片，將于首款專用橋片，將于2016H2推出推出 接口豐富：接口豐富：PCIE*24、SATA*2、USB*3、GMAC*2 雙顯示接口，內(nèi)置雙顯示接口，內(nèi)置GPU（2D能力強(qiáng)，能力強(qiáng)，3D能力一般）能力一般） 通路性能高，適用于桌面和服務(wù)器通路性能高，適用于桌面和服務(wù)器龍芯2號系列研制計(jì)劃 目

10、前的主要產(chǎn)品目前的主要產(chǎn)品 單核單核2F0800：800MHz，四發(fā)射，四發(fā)射64位單核，位單核，90nm，2010年產(chǎn)品，年產(chǎn)品，PCI接口接口 單核單核2J1000：800MHz，GS464核，核，65nm，2013產(chǎn)品，高質(zhì)量等級產(chǎn)品，高質(zhì)量等級 單核單核2H1000：800MHz，GS464單核，單核，65nm，2013年產(chǎn)品，接口豐富：年產(chǎn)品，接口豐富：PCIE*4、USB*6、SATA*2、GMAC*2、2D/3D GPU、HDA 基于雙發(fā)射基于雙發(fā)射232E處理器核，提高性能降低功耗處理器核，提高性能降低功耗 雙核雙核2K1000：1GHz，40nm LL，雙，雙GS232E處理

11、器核，處理器核，2016H1流片流片 2K2000：1.5GHz，28nm SOI，雙，雙/四四GS232E處理器核，處理器核，2017H2流片流片 GS232E處理器核的性能是處理器核的性能是GS464處理器核的處理器核的1.5倍倍GS232EGS464(2F、3A)相對GS464性能提升ARMCortexA9ARMCortexA15單線程memcpy 3.1GB/s0.45GB/s5.89倍倍1.1GB/s3.2GB/sDMIPS/MHz2.341.6740%2.503.50Cmark/MHz4.372.6863%3.974.68龍芯1號系列研制計(jì)劃 “通用通用”嵌入式嵌入式CPU：形成系

12、列：形成系列 1A、1B、1C：正在逐漸走向市場（如：正在逐漸走向市場（如2015年銷售年銷售15000多片多片1Bi） 應(yīng)用周期長，供應(yīng)周期長，面向行業(yè)應(yīng)用利潤高應(yīng)用周期長，供應(yīng)周期長，面向行業(yè)應(yīng)用利潤高 “專用專用”嵌入式嵌入式CPU：做有難度的、取代歐美企業(yè)的芯片做有難度的、取代歐美企業(yè)的芯片 1D：流量表（水、熱、氣）專用，：流量表（水、熱、氣）專用，MCU+模擬電路模擬電路 1E/1F：“上天上天”，抗輻照，抗輻照 1H：“入地入地”，耐，耐175攝氏度高溫，石油鉆頭專用攝氏度高溫，石油鉆頭專用 “十三五十三五”期間結(jié)合應(yīng)用需求增加期間結(jié)合應(yīng)用需求增加3-5款龍芯款龍芯1號號CPU

13、在流量表、上天、入地領(lǐng)域持續(xù)改進(jìn)，領(lǐng)域內(nèi)形成系列；在流量表、上天、入地領(lǐng)域持續(xù)改進(jìn)，領(lǐng)域內(nèi)形成系列； 新開拓專用領(lǐng)域新開拓專用領(lǐng)域1-2個(gè)；個(gè)； 面向物聯(lián)網(wǎng)，新增面向物聯(lián)網(wǎng)，新增1-2款款“通用通用”嵌入式嵌入式CPU核心IP必須自主掌握 三大系列三大系列CPU核持續(xù)改進(jìn)和發(fā)展核持續(xù)改進(jìn)和發(fā)展 GS132系列（最新版系列（最新版GS132E）：單發(fā)射）：單發(fā)射32位，靜態(tài)流水位，靜態(tài)流水 GS232系列（最新版系列（最新版GS232E）：雙發(fā)射）：雙發(fā)射32/64位，動態(tài)流水位，動態(tài)流水 GS464系列（最新版系列（最新版GS464E）：四發(fā)射）：四發(fā)射64位，動態(tài)流水位，動態(tài)流水 片內(nèi)互聯(lián)總

14、線及系統(tǒng)總線片內(nèi)互聯(lián)總線及系統(tǒng)總線 片內(nèi)片內(nèi)AXI、AHB、APB互聯(lián)總線互聯(lián)總線 系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線HT1.0、HT2.0、HT3.0及相關(guān)及相關(guān)PHY 內(nèi)存控制器內(nèi)存控制器 SDRAM、DDR2、DDR3、DDR4及相關(guān)及相關(guān)PHY 就差就差GPU：“十三五十三五”期間一定要掌握期間一定要掌握GPU技術(shù)技術(shù) 目前目前2D已經(jīng)掌握，已經(jīng)掌握，3D要加大投入要加大投入 外圍的外圍的IP（USB、GMAC、SATA等）不妨用商業(yè)的（等）不妨用商業(yè)的（PCIE爭取掌握）爭取掌握） 其余小其余小IP（SPI、ECC NAND、CAN、1553B等）順手自己就做了等）順手自己就做了“十三五”通用系統(tǒng)生態(tài)

15、建設(shè)的兩個(gè)層面 API層面：層面： 目前：與應(yīng)用緊密相關(guān)的軟件，包括瀏覽器、目前：與應(yīng)用緊密相關(guān)的軟件，包括瀏覽器、QT、JAVA、媒體播放器、媒體播放器、GIS 未來：設(shè)計(jì)融合未來：設(shè)計(jì)融合Linux、Android、Windows（.NET）主要）主要API的瘦身型的瘦身型OS 微軟在微軟在Windows上實(shí)現(xiàn)上實(shí)現(xiàn) Android的的API ISA層面：層面： 目前：與硬件緊密相關(guān)的軟件，包括內(nèi)核、編譯器與目前：與硬件緊密相關(guān)的軟件，包括內(nèi)核、編譯器與C庫、圖形圖像庫、數(shù)學(xué)庫庫、圖形圖像庫、數(shù)學(xué)庫 未來：通過二進(jìn)制翻譯實(shí)現(xiàn)與未來：通過二進(jìn)制翻譯實(shí)現(xiàn)與X86和和ARM的二進(jìn)制兼容的二進(jìn)制兼

16、容 Intel在平板領(lǐng)域通過二進(jìn)制翻譯實(shí)現(xiàn)與在平板領(lǐng)域通過二進(jìn)制翻譯實(shí)現(xiàn)與ARM兼容兼容 最后建設(shè)打破籬笆墻的最后建設(shè)打破籬笆墻的“大同大同”生態(tài)體系生態(tài)體系 技術(shù)上證明沒問題，就是投入與工程實(shí)現(xiàn)技術(shù)上證明沒問題，就是投入與工程實(shí)現(xiàn) 搞明白后，就那點(diǎn)套路：寇可往、我亦可往搞明白后，就那點(diǎn)套路：寇可往、我亦可往“十三五”龍芯基礎(chǔ)軟件平臺OEM/ODM（龍夢（龍夢）昆侖固件（昆侖固件（BIOS）操作系統(tǒng)、辦公軟件操作系統(tǒng)、辦公軟件（中標(biāo)、普華、中興、金山等）（中標(biāo)、普華、中興、金山等）銳華、天熠、天脈、道系統(tǒng)銳華、天熠、天脈、道系統(tǒng) VxWorks 應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件中間件中間件（金

17、蝶、中創(chuàng)、東方通）（金蝶、中創(chuàng)、東方通）數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫（達(dá)夢、金倉、神舟）（達(dá)夢、金倉、神舟）瀏覽器、瀏覽器、JAVA、QT、GCC龍芯龍芯 CPU+龍芯橋片龍芯橋片 嵌入式操作系統(tǒng)平臺形成特色嵌入式操作系統(tǒng)平臺形成特色 與國內(nèi)主要嵌入式操作系統(tǒng)完成適配與國內(nèi)主要嵌入式操作系統(tǒng)完成適配 面向顯控面向顯控/指控的圖形顯示形成特色指控的圖形顯示形成特色 完善完善“人機(jī)交互人機(jī)交互”和和“機(jī)機(jī)交互機(jī)機(jī)交互”API，形成面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)平臺形成面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)平臺 通用操作系統(tǒng)平臺完成補(bǔ)課通用操作系統(tǒng)平臺完成補(bǔ)課 對主要對主要API（Java、JS、QT、GIS、數(shù)、數(shù)學(xué)庫等）進(jìn)行深度優(yōu)化學(xué)庫等

18、）進(jìn)行深度優(yōu)化 維護(hù)龍芯社區(qū)版（維護(hù)龍芯社區(qū)版（）支）支持國內(nèi)操作系統(tǒng)及整機(jī)企業(yè)持國內(nèi)操作系統(tǒng)及整機(jī)企業(yè) 規(guī)范適用、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范適用、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)QT、mesa、GIS顯控顯控等等BSP包包分步走建立自主軟硬件體系 滿足單一應(yīng)用（滿足單一應(yīng)用（2015年前）年前） 自主軟硬件滿足基于嵌入式自主軟硬件滿足基于嵌入式OS的單一應(yīng)用如武器裝備、工業(yè)控制等已經(jīng)沒有問題的單一應(yīng)用如武器裝備、工業(yè)控制等已經(jīng)沒有問題 以以“拿金牌拿金牌”作為主要目標(biāo)的作為主要目標(biāo)的HPC也是單一應(yīng)用，可以做到世界第一也是單一應(yīng)用，可以做到世界第一 已經(jīng)形成共識，沒有人懷疑（但十年前沒有人相信，五年前多數(shù)人是懷疑的）已經(jīng)形成共識

19、，沒有人懷疑（但十年前沒有人相信，五年前多數(shù)人是懷疑的） 滿足固定應(yīng)用（滿足固定應(yīng)用（2020年前）年前） 正在結(jié)合辦公系統(tǒng)、指揮系統(tǒng)等復(fù)雜的固定應(yīng)用開展適配優(yōu)化工作，這些應(yīng)用涉及正在結(jié)合辦公系統(tǒng)、指揮系統(tǒng)等復(fù)雜的固定應(yīng)用開展適配優(yōu)化工作，這些應(yīng)用涉及OS、數(shù)據(jù)庫、中間件、瀏覽器、辦公軟件、數(shù)據(jù)庫、中間件、瀏覽器、辦公軟件、Flash、GIS等，雖然復(fù)雜，但有邊界等，雖然復(fù)雜，但有邊界 再經(jīng)過再經(jīng)過1-2年努力，自主軟硬件可滿足與國家安全及國民經(jīng)濟(jì)安全相關(guān)的固定應(yīng)用年努力，自主軟硬件可滿足與國家安全及國民經(jīng)濟(jì)安全相關(guān)的固定應(yīng)用 滿足開放市場應(yīng)用（滿足開放市場應(yīng)用（2020年后）年后） 只要自主軟硬件在固定應(yīng)用市場站住腳跟，整個(gè)市場占有率超過只要自主軟硬件在固定應(yīng)用市場站住腳跟，整個(gè)市場占有率超過5%，就能吸引大，就能吸引大量的軟件和應(yīng)用主動加入自主軟硬件生態(tài)