国产龙芯处理器到底如何了?
龙芯从2001年立项,2010年成立公司做产业化运营,到2015年实现盈利,2017年实现自有利润研发运转,2019年发布3A4000处理器,已经过去了18个年头了。都说“十年饮冰,难凉热血”,龙芯走过了饱受质疑的18年,仍然保持初心,立志让中国人用上自己的CPU。
目前,龙芯的一号、二号和三号处理器各有所长,在各自领域也做出了一些特色。
一号芯片:专用芯片,上天入地2017年6月龙芯1H高温钻探芯片在中国石油集团渤海钻探工程有限公司定向井技术服务分公司顺利完成高温测试后,立即转入应用验证阶段。中石油渤海钻探定向井分公司作为龙芯1H芯片研发合作单位,按照计划配合龙芯嵌入式事业部完成了高温验证板的设计定型,并于8月中旬交付渤海钻探进行软件移植以及下井前的整板验证工作,10月份下井情况良好,已经在175度高温持续工作到现在。在与中石油紧密合作的同时,中石化石油工程技术服务股份有限公司也对龙芯1H的进展十分关注,确定胜利油田钻井院作为1H在中石化应用的试点牵头单位。在不久的将来,我们也可以用上龙芯钻探设备打出的油和天然气啦!同时,龙芯一号处理器已经随北斗卫星上天,已经有十多颗北斗卫星使用了龙芯1E和龙芯1F作为主控芯片。一号芯片的抗辐照能力可以与现在使用的国外芯片一较高下,价格和性能都要优于国外芯片。
中科院国家空间科学中心研究员、中科院复杂航天系统电子信息技术重点实验室副主任安军社在接受《中国科学报》记者采访时表示,“新一代北斗卫星上有3个被称为单机的黑盒子,每个约有4本400页的32开图书摞起来那么大。其中两个黑盒子里,共装了六片龙芯芯片。这两个黑盒子的主要任务是用于完成星间链路的数据处理,即支持北斗各颗卫星之间的通讯数据处理任务。主要负责进行常规运算、数据采集、开关控制、通讯等处理功能。目前,与我们在国际上能买来的芯片相比,龙芯芯片的性能还是要更好一些,处理能力和可靠性也与国际上能买到的持平。”二号芯片:专注关键工业领域,降低国产化成本中兴事件打醒了我们,国际间的竞争从来不是温情脉脉,一直以来都是按照吃人的丛林法则运行。很多人希望能为中国的自主可控进程做出贡献,也希望通过这个机会找到产品业务突破点,但是包括申威、飞腾、兆芯在内的开发系统动辄几千上万,让人望而却步。龙芯二号芯片2K1000处理器在国产高性能芯片中的价格是最低的,今年年初推出的2K龙芯派只有1000元出头,和同性能TI芯片的开发板价格接近了。
2K1000处理器已经在石油、轨道交通、电力等领域有了应用,性能不比替代的国外芯片差。三号芯片:布局桌面服务器,用户体验不亚于wintel航天科工集团已经完成2万余台国产化终端部署。从2015年起,中国航天科工同龙芯合作开展了自主可控信息系统迁移示范项目,完成了18个国家级的涉密应用系统的国产化迁移,通过集团内部试点,部署了千余台自主可控计算机集群,初步实现了自主可控信息系统上线运行的“国密网”。今年龙芯3A3000发布后,在“国密网”基础上,航天二院将成果进行了拓展,开始建设应用范围更广的“商密网”——覆盖全集团公司各单位的自主可控商业信息系统,为打造智慧企业提供基础支撑。目前,这个系统初步实现了计算机及信息系统软硬件的全国产化替代,目前,这个系统已经扩展到2万台国产化终端。广东云浮市上马的核高基重大专项10-1课题示范应用项目,实际上就是一次政务办公全国产化的尝试,现在万台办公试点已经将原有非国产软硬件全部替换,龙芯也深度参与了项目。另外,包括交换机、防火墙、堡垒机在内的网络安全产品也都有不少在应用龙芯三号处理器,相信龙芯能在企业信息安全找到自己的市场。龙芯3A3000配合中标麒麟、深度、普华还有自己的loongnix系统,用户体验可以说基本和Windows没有差异了,如果只用来办公、看视频、刷头条是足够用的。软件生态不断完善,成功仍需努力完美支持国产软件。在龙芯平台上支持的国产数据库包括武汉达梦、人大金仓和神舟通用等数据库。此外,龙芯平台上还支持开源MySQL、mongoDB等主要的开源数据库。在中间件方面,龙芯平台可完善支持山东中创、东方通和金蝶等国产中间件产品。WebLogic等开源中间件产品也在龙芯上完成了适配和应用推广。在办公软件方面,国产的金山Office、中标普华Office、永中Office以及开源的OpenOffice都已经完成在龙芯平台上的移植。在此期间,龙芯公司紧密配合金山等Office厂商进行性能优化,显著提升了办公软件在龙芯系统上的用户体验。
编译环境优化完成。 龙芯魔改GCC经过多次“魔改”,目前可以支持C、C++、Fortran、Go等主流编程语言,可进行本地编译和交叉编译。龙芯平台还支持主流的集成开发环境如Eclipse、QTCreator等,支持EJTAG在线调试和细粒度性能评估。积极参与开源社区构建。感兴趣的朋友可以看看2017年到现在龙芯团队在Linux社区的身影,现在Linux的MIPS版本龙芯已经算是一只大佬了(笑)。另外,其他中间件搭建上,龙芯团队也是积极参与的,在GitHub上可以看到龙芯团队的身影。现在electron已经可以在龙芯平台运行,以后可以像画网页一样做龙芯软件应用了:)
浏览器优化。龙芯已经成为Chrome浏览器V8引擎社区的14家成员厂商之一,同时是Firefox浏览器MIPS分支的主要代码贡献单位。目前Chrome和Firefox两大主流开源浏览器均可在龙芯平台上稳定可靠运行,具备有完善的HTML5、WebGL、Flash、JS/JIT、性能剖析工具、视频播放等功能,可应用的领域包括:三维WebGL/GIS,2dCanvas地图标绘、富媒体页面展示、在线视频播放、办公插件、Flash、WebRTC等应用。龙芯还与Adobe签署了flash的移植协议,可以支持flash 32位和64位两个版本在龙芯浏览器平台上运行。
GIS显控。显控是龙芯团队近几年下功夫最多的领域,现在龙芯的GIS团队在国内也是数一数二的。龙芯显控团队对三维GIS显控进行深入分析和优化,经过在三维OpenGL驱动、GIS软件适配优化等方面的优化工作,目前有代表性的几款大型三维GIS应用已经可以在龙芯平台上流畅运行。通过影像数据预取技术,使影像数据的算法复杂度由 O(n) 降低到O(1),数据下载效率提升了6倍;离屏渲染技术;海量物体的拾取;优化的地平线剔除算法。可以实现支持卫星影像、数字高程、矢量、地标等数据的海量快速调度与渲染。在三维高程场景漫游的复杂应用场景下能够达到40FPS的帧率,CPU占用率小于25%以下,在苛刻负载场景下能够恒定在30fps,全程无卡顿。因为英特尔的软件环境是非常封闭的,国内厂商几乎没有优化的能力,只有掌握从指令集到架构到操作系统,才能对应用了如指掌,想怎么优化就怎么优化。
龙芯早就已经用自有利润运营了,2018年一季度收入已经近亿元,相信未来会发展的更好。当年国家给龙芯投的钱不会白费,龙芯人是真正的英雄。
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