日前，在錄取通知書中，中國科學(xué)院大學(xué)李樹深校長給2019級本科新生的信中嵌入了一枚“龍芯三號”實物芯片，之后引發(fā)輿論關(guān)注。然而，也有一些網(wǎng)友把漢芯的事情套在龍芯身上，隨后，中科院官微進(jìn)行了辟謠。就龍芯3A1000來說，其意義更多在于鍛煉隊伍，承前啟后，為之后龍芯挖掘單核性能開發(fā)3A2000、3A3000、3A4000鋪平了道路。
龍芯替漢芯背鍋
一直以來，在網(wǎng)絡(luò)輿論上，一說起國產(chǎn)芯片，各種“打磨”、“砂紙不夠用”、“山寨”、“騙經(jīng)費(fèi)”的調(diào)侃充斥在評論中。造成這種局面的根源就在于當(dāng)年的漢芯事件。當(dāng)年，陳教授通過對摩托羅拉DSP進(jìn)行打磨，然后成功“研發(fā)”出漢芯。
根據(jù)某互聯(lián)網(wǎng)公司的百科顯示：
“漢芯1號”正式發(fā)布于2003年2月26日。當(dāng)天的盛大場面：上海市政府新聞辦公室親自主持，信產(chǎn)部科技司司長、上海市副市長、上海科委、教委負(fù)責(zé)人悉數(shù)到場。在發(fā)布會上，由鄒士昌、許居衍等知名院士和“863計劃”集成電路專項小組負(fù)責(zé)人嚴(yán)曉浪組成的鑒定專家組作出了一致評定：上海“漢芯1號”及其相關(guān)設(shè)計和應(yīng)用開發(fā)平臺，達(dá)到了國際先進(jìn)水平，是中國芯片發(fā)展史上一個重要的里程碑。
被視為“漢芯1號”發(fā)明人的陳進(jìn)自然也是榮譽(yù)加身。上海市科委授予其上海市科技創(chuàng)業(yè)領(lǐng)軍人物稱號，2004年上海交大將其特聘為長江學(xué)者。同時，陳進(jìn)本人還身兼數(shù)職，上海交大微電子學(xué)院院長、上海硅知識產(chǎn)權(quán)交易中心CEO，上海交大漢芯科技有限公司總裁、上海交大創(chuàng)奇科技有限公司總經(jīng)理。
漢芯事件造成了極其惡劣的影響。不僅傷害了國家信譽(yù)的公信力，還傷害了其他干實事的單位。比如當(dāng)年就盛傳“漢芯龍芯，芯芯造假”，時至今日，一些人還把漢芯做的事情張冠李戴到龍芯身上，龍芯也為漢芯背十多年的鍋。
在這幾年因為中興和華為被制裁產(chǎn)生芯片熱后，芯片獲得國人非常大的關(guān)注，鐵流在線下和線上都無數(shù)次辯解打磨芯片的是漢芯，而不是龍芯。在這個過程中，鐵流發(fā)現(xiàn)即便是很多碩士、博士等知識分子，依然會把兩者混為一談。前幾日，國科大校長給2019級本科新生信中嵌入了龍芯3A1000 CPU，結(jié)果還有人把漢芯的事情安在龍芯身上。可謂是漢芯造假，龍芯背鍋。
3A1000研發(fā)之路坎坷
龍芯3號的研發(fā)始于2005年。在2005年深秋，利用龍芯2E流片后等待芯片回來的時間，胡偉武帶著部分龍芯課題組的骨干在香山別墅討論龍芯3號的結(jié)構(gòu)方案。明確了龍芯3號系列CPU的可伸縮互連結(jié)構(gòu)，明確了片內(nèi)集成內(nèi)存控制器和HT接口等。
在龍芯3號結(jié)構(gòu)基本確定后就展開了龍芯3號CPU的研發(fā)。但當(dāng)時“十五”863課題結(jié)束了，“十一五”“核高基”課題遲遲啟動不了。加上之后“漢芯事件”，政策上加大了對芯片項目的審核力度，國家對芯片項目的撥款變得“非常謹(jǐn)慎”，這使國家資金遲遲沒有到位。
為此，科學(xué)院對龍芯3號的研制給了500萬元的前期經(jīng)費(fèi)支持。在科技部高新司馮記春司長得知龍芯3號的第一款芯片龍芯3A1000已經(jīng)基本完成設(shè)計，但缺少流片費(fèi)時，在863計劃內(nèi)緊急安排了2000萬的經(jīng)費(fèi)支持龍芯3號的研制。李國杰院士在所內(nèi)設(shè)立了一個經(jīng)費(fèi)沒有封頂?shù)恼n題，龍芯課題組已經(jīng)預(yù)支了計算所七、八千萬元經(jīng)費(fèi)。
正是依靠馮記春司長、李國杰院士等領(lǐng)導(dǎo)和專家，以及科學(xué)院的全力支持，龍芯3號才能順利完成研發(fā)。龍芯3A1000之所以選擇意法半導(dǎo)體(ST)流片，主要是因為這是中法兩國在IT領(lǐng)域戰(zhàn)略合作的一部分，而且在龍芯2號的研發(fā)中，ST花三百多萬美元授權(quán)費(fèi)購買了龍芯2號系列產(chǎn)品的授權(quán)，兩家單位一直保持著比較好的合作關(guān)系，溝通成本也比找新的合作單位要低，因而就延續(xù)在ST流片了。除了3A2000在境內(nèi)流片之外，之后的龍芯3A3000也是在ST流片。
2009年5月，龍芯3A1000晶圓生產(chǎn)下線，9月龍芯拿到樣片，主頻800MHz-1GHz，在實踐中發(fā)現(xiàn)有一些小問題。在2012年，龍芯3A1000進(jìn)行了第二次改版。第二次改版主要是雙路直連時在特定訪問序列下導(dǎo)致兩片間的互連網(wǎng)絡(luò)死鎖。至此龍芯3A1000就很穩(wěn)定了,至今還是龍芯銷售的一個重要芯片，尤其是在工控領(lǐng)域。
總的來說，由于龍芯3A1000的處理器核沿襲了龍芯2E和龍芯2F的處理器核結(jié)構(gòu)，因而單核性能提升有限。雖然在MIPS64兼容性方面有較大改進(jìn)，性能只進(jìn)行了局部優(yōu)化。與此同時，英特爾卻通過升級處理器結(jié)構(gòu)，IPC如同芝麻開花般節(jié)節(jié)高，龍芯在IPC上的進(jìn)步明顯放慢了。龍芯3A1000處理器核的性能略高于Pentium III的水平(這里是同頻比較，總體性能略高于Pentium III要到3A3000)，在2006年龍芯2E剛出來時這個性能還說得過去。龍芯3A1000仍沿用該處理器核有點慢了。
時至今日，龍芯3A1000的性能大約是龍芯最新的3A4000的六分之一左右。因此，對于獲得龍芯3A1000的國科大新生而言，最佳的選擇不是給3A1000找主板，而是收藏這款芯片。
自力更生 持續(xù)提升單核性能
龍芯的名字會使很多人以為龍芯是舉國之力打造的CPU，誠然，在“十五”期間龍芯獲得國家較大扶持，在“十一五”期間，由于“漢芯事件”，這使國家資金遲遲沒有到位。在“十二五”之后，國家資源大力扶持兆芯和華為，核高基等國家項目基本對龍芯斷奶，龍芯只能自己賺錢和依靠投資人的投資養(yǎng)活自己。
在過去18年的時間里，國家只給了龍芯5億多的經(jīng)費(fèi)。正是因為囊中羞澀，使龍芯在“斷奶后”，芯片的制造工藝上普遍落后于同時期其他國產(chǎn)CPU，比如2015年前后問世的龍芯3A2000，工藝為40nm，而在此時，國內(nèi)同行CPU的工藝大多為28nm。2019年問世的龍芯3A4000，制造工藝為28nm，國內(nèi)同行的工藝普遍為7/16nm。
雖然面臨資金不足，人手不足的困境，龍芯依然鍥而不舍開發(fā)CPU。和國內(nèi)一些IC設(shè)計公司高度依賴從境外購買更好的IP和臺積電先進(jìn)工藝不同，龍芯是依靠自己的設(shè)計能力提升CPU的性能。從3A2000到3A3000，再到3A4000，龍芯的制造工藝普遍落后同時期其他國產(chǎn)CPU，但就性能來說，卻大致處于同一水平。而從3A3000升級到3A4000，龍芯在使用相同制造工藝的情況下，將CPU性能提升超過80%，完全依然自己的設(shè)計能力，而不依賴從境外買IP和先進(jìn)工藝提升性能，這在國內(nèi)都是非常罕見的。
就目前公開的消息來看，龍芯3A4000的SEPC06定點成績?yōu)?0分，同主頻性能與AMD第一代銳龍的差距大約在10%以內(nèi)，主要的不足是主頻偏低，只有2G。
不過，考慮到龍芯3A4000采用的是28nm工藝，在制造工藝上還有很大提升空間，鐵流估計采用16nm工藝，龍芯可以把主頻提升到2.5G，如果采用7nm工藝，那么，龍芯也許可以把主頻提升到3G。
就日常使用來說，龍芯3A4000這個性能已經(jīng)是非常夠用了，剩下的就是軟件生態(tài)的構(gòu)建，以及通過應(yīng)用牽引增加芯片產(chǎn)能，進(jìn)而把芯片的價格降下來。
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