国产CPU全龙芯等文档格式.docx
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1、龙芯1号
龙芯1号系列芯片集成32位处理器核,专为嵌入式领域设计,具备低功耗、高集成度及高性价比等特点。
目前龙芯1号产品包括龙芯1A和1B两款芯片。
龙芯1A除集成LS232处理器核和2DGPU外,还集成了16/32位DDR2控制器、高清显示、PCI、USB、GMAC、AC97、SATA、RS-ECCNAND、CAN、ACPI、SPI、88路GPIO等接口。
龙芯1A的高集成度使得1A适用于云终端、工业控制、数据采集、网络设备等领域,同时1A还可以被配置为具有PCI接口的全功能南桥芯片。
龙芯1B是一款轻量级的32位芯片,片内除集成LS232处理器核外,还集成了16/32位DDR2控制器、高清显示、NAND、SPI、62路GPIO、USB、CAN、UART等接口。
能够满足超低价位云终端、数据采集、网络设备等领域需求。
2、龙芯2号
龙芯2号系列芯片集成64位处理器核,在满足性能要求的同时兼顾功耗、价格以及应用的平衡。
目前龙芯2号产品包括龙芯2F和2H两款芯片。
龙芯2F集成了DDR2内存控制器和PCI接口。
龙芯2H是一款高集成度系统芯片,片内集成64位处理器核、3DGPU、VGA和LCD显示接口、媒体加速以及芯片组功能等。
此外,龙芯2H还实现了高级电源管理功能,支持多种电源级别和唤醒方式。
龙芯2H能够满足安全适用计算机、云终端、网络设备、消费类电子等领域需求,同时可作为HT或者PCIE接口的全功能套片使用。
3、龙芯3号
龙芯3号系列处理器集成多个64位处理器核,可满足高性能计算机、服务器和高端桌面等应用,具有高带宽,高性能,低功耗的特征。
目前龙芯3号系列产品包括龙芯3A、3B两款芯片。
此两款芯片采用相同的封装设计,引脚基本兼容。
龙芯3号系列采用HyperTransport总线(以下称为HT)作为其IO总线,并使用带宽与之相匹配的DDR2/3SDRAM作为存储总线。
龙芯3号系列使用的HT接口支持IODMA的数据一致性,当使用HT接口上的设备进行DMA操作时,处理器自动地维护DMA数据与处理器缓存中数据的一致性,不需要软件再对缓存数据进行同步处理,大大提高了设备访问性能。
此外,龙芯3号系列处理器支持通过HT互连构建多处理器系统。
全系统统一编址,自动维护各处理器间的数据一致性。
该多处理器系统运行一个NUMA操作系统,直接扩展系统计算能力和接口带宽。
(三)优势和劣势
1、龙芯CPU具有如下四大优势:
(1)安全性
军队、政府、国有企业和科研机构等部门使用的信息技术设备,直接关系到国家信息网络的安全。
采用“龙芯”CPU,将有助于消除我国在电子政务、国防等方面的安全困惑,改变在信息安全领域的被动局面。
(2)预防病毒
在当今电脑病毒、黑客、木马四掠的时代,龙芯个人电脑所采用Linux操作系统本身安全性较高,很不容易受病毒侵害。
所谓的linux下的防病毒软件都是用来防范windows分区病毒的,或是应用于网关、文件服务器等,如果使用linux作为桌面平台,而且没有windows分区的话,桌面杀毒软件几乎没有什么用处。
(3)节能
龙芯的功耗只有一般芯片的1/10,用龙芯做的计算机十分节能。
(4)价格低
龙芯让人人都用得起电脑,当初龙芯一个研发宗旨是信息化要为广大人群服务,因此龙芯一直注重在低成本方面的突破。
虽然电脑价格越来越低,但是对于广大的中国市场来说,仍然太贵,特别是农村和西部市场。
龙芯电脑的推出为填平数字鸿沟提供了可能性,有广阔的前景。
(5)生态环境比较健全
龙芯采用“兼容国际主流、自主指令系统”CPU,拥有架构授权可以自己按需定义规格,并按自己日程进行开发、交付和使用,一次架构授权费涵盖全部的应用定义。
生态环境比较健全
2、龙芯CPU存在如下劣势:
(1)实际性能与主流的芯片有较大的差距
中国工程院院士倪光南认为,龙芯的差距还表现在制造工艺上,英特尔有自己的生产厂,目前最新的CPU是45纳米,但是龙芯最新的仅有90纳米,相差约两代。
(2)龙芯电脑无法安装主流的Windows操作系统,只能使用Linux
由于龙芯处理器在指令上兼容的是MIPSIII处理器架构,暂时不兼容X86架构,因此龙芯电脑无法安装主流的Windows操作系统,只能使用Linux.无论从使用方便度、市场占有率还是第三方软件应用,Linux都无法与Windows相提并论。
尽管龙芯开发人员宣称会尝试采取类似全美达处理器的思路去部分兼容×
86,但就目前而言,缺乏主流用户群的支持,龙芯的发展可谓举步维艰。
(3)因采用“兼容国际主流、自主指令系统”CPU,对处理器设计水平要求较高,长期技术演进路线受架构的制约
(四)市场推广和应用
龙芯1号系列主要应用于云终端、工业控制、数据采集、手持终端、网络安全、消费电子等领域。
2011年推出的龙芯1A和龙芯1BCPU具有接口功能丰富、功耗低、性价比高、应用面广等特点。
龙芯1A还可以作为PCI南桥使用。
龙芯2号系列是面向桌面和高端嵌入式应用的64位高性能低功耗处理器。
主要面向行业电脑终端、云计算终端,三网融合、工业控制、网络安全、特种计算机等应用领域。
2008年推出的龙芯2F经过近几年的产业化推广,目前已经实现规模应用。
集成度更高的龙芯2H于2012年推出正式产品,可实现单片的桌面系统解决方案。
龙芯3号系列是面向高性能计算机、服务器和高端桌面应用的多核处理器。
主要面向包括高性能计算机和服务器等领域。
2009年推出四核龙芯3A;
2011年推出八核龙芯3B。
二、北大众志(MPRC)—北大众志
北大众志目前已成功研制出具有完全自主知识产权的“北大众志UniCore系列CPU”及“北大众志-863系统芯片”。
北大众志自主知识产权UniCore处理器具有高性能、低功耗等特性,在桌面及高端嵌入式市场具有多方面的优势,具有一定的国际竞争力。
另外,作为全球范围内唯一一家经过合法授权可以在美国本土之外开展x86指令系统处理器研发的企业,北大众志处理器在低功耗、低成本、高性能等多方面拥有优势技术,正在与AMD公司制定全球市场开拓计划。
目前,北大众志自主CPU系统芯片及基于该芯片的千元低成本笔记本计算机已全面进入市场,其探索出的产、学、研、用相结合的发展模式被视为成功的范例。
完全自主(全新自主指令系统)CPU。
UniCore是由北大众志自主开发的一套全新指令集,与其他主流指令集不兼容,它已作为一种独立的体系结构,在GNU社区系统软件开发规范中注册,编号为“110”。
UniCore指令系统在指令密度、通用寄存器设置等方面都有特别的设计,还包含了DSP扩展指令,以满足更广泛的应用需求。
基于UniCore指令系统研制和推广了北大众志UniCore系列CPU和PKUnity系列SoC芯片。
北大众志UniCore指令系统包括64位的UniCore64、32位的UniCore32和16位的UniCore16,还包括浮点指令系统UniCoreF64和扩展指令系统UniCore2D/3D。
优势
北大众志系列CPU系统芯片产品不仅集成度高,功能全,而且功耗低,无需安装散热风扇,用该系列芯片开发的计算机能够大幅降低主板面积和整机大小,更易形成超轻超薄的整机系统设计方案,而且可有效规避配套外围芯片断货或停产的风险。
由于是自主开发,因而整机成本控制能力很强,在同等性能下,价格是市场上其他同类产品的二分之一到三分之二。
由于北大众志以极为优惠的授权方式获得了x86指令系统授权,使得公司在与其他厂商合作的时候,可以避免向国外交付高额的授权费用。
劣势
北大志众由于采用完全自主CPU,缺乏OS支持、开发工具链(编译器、调试器等)匮乏、应用程序的开发和移植难度和工作量大。
为了保持北大众志安全适用计算机的市场竞争力,北大众志CPU芯片的研发和应用始终坚持以市场为导向,目前,在安全适用计算机领域,北大众志已经有能力在产业化一代自主CPU的同时,面向未来的应用领域储备一代,并研发新一代。
目前,北大众志自主CPU系统芯片及其衍生的计算机系统已经实现批量生产,在教育、政务、企业、酒店、医疗等信息化领域得到应用,用户遍及各省、区、市,终端用户累计达到100万台以上。
政府
2006年,北大众志的两套NC计算机教室解决方案顺利通过教育部政府采购中心技术测试,成为唯一一家应用国产自主品牌CPU的入围单位,并获得“2006年度农村中小学现代远程教育工程”合格设备招标采购供应商资格。
2008年底,经工信部等部委严格评审,北大众志申报“安全适用计算机CPU研发与应用”在初审和终审中均名列第一,获批承担了2009年国家“核高基”重大专项“安全适用计算机CPU研发与应用”课题。
2009年5月,国家发改委、科技部、财政部共同发布了第一批《国家自主创新产品目录》,采用北大众志CPU的安全适用计算机A25顺利入围。
三、国防科学技术大学—飞腾
飞腾处理器又称银河飞腾处理器,原是国家出于国防科技信息安全或军方超级计算机安全、降低军用服务器成本等需要而依据美国英特尔CPU研发的,性能和工艺已经接近美国最先进的CPU,基本实现了我国自产的、业界主流水平的一款服务器级别的CPU目标。
银河飞腾处理器2004年12月17日在北京通过国家鉴定;
YHFT-DSP/700芯片在0.13微米工艺下YHFT-QDSP的频率达到350MHz,性能大于11.2GOPS,功耗约2.99W。
采用“兼容国际主流、自主指令系统”CPU(简称“兼容CPU”)
“银河飞腾”高性能数字信号处理器是目前国际上同类产品中综合性能最高的浮点DSP芯片,其计算速度、输入输出能力和功耗等技术指标不仅国内领先,而且与国际上通用的主流型高档DSP芯片相比,在采用同一工艺水平的情况下,综合性能高30%以上。
(三)优势、劣势
银河飞腾采用“兼容国际主流、自主指令系统”CPU使其既拥有架构授权可以自己按需定义规格,并按自己日程进行开发、交付和使用,一次架构授权费涵盖全部的应用定义,生态环境比较健全的优势,又具有对处理器设计水平要求较高,长期技术演进路线受架构的制约的劣势。
此外,“银河飞腾”高性能数字信号处理器是目前国际上同类产品中综合性能最高的浮点DSP芯片,其计算速度、输入输出能力和功耗等技术指标不仅国内领先,而且与国际上通用的主流型高档DSP芯片相比,在采用同一工艺水平的情况下,综合性能高30%以上。
而YHFT-D4(银河飞腾DSP/700/800/900SMT),是一种DSP芯片,专职于大规模数据运算。
在同等工艺的条件下(如CMOS0.18um),我们的性能比外国最先进的同级芯片高出40%。
(四)市场推广和应用情况(包括政府支持、并购)等
在由中国国防科技大学和天津滨海新区共同研制的超级计算机天河一号A中,其中使用了2048颗国防科技大学研制的飞腾处理器(FT-
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