当前位置:文档之家› 国产CPU(重点)

国产CPU(重点)

国产CPU(重点)
国产CPU(重点)

一、中国科学院计算所—龙芯CPU

(一)代表产品介绍

龙芯CPU一般指龙芯,是中国科学院计算所自主研发的通用CPU。中科院计算所从2001年开始研制龙芯系列处理器,经过十多年的积累与发展,于2010年由中国科学院和北京市政府共同牵头出资,正式成立龙芯中科技术有限公司,旨在将龙芯处理器的研发成果产业化。产品线包括龙芯1号小CPU、龙芯2号中CPU和龙芯3号大CPU三个系列。其中,龙芯3A是首款国产商用4核处理器,龙芯3B是首款国产商用8核处理器。

(二)技术特点

“兼容国际主流、自主指令系统”CPU

优点: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。

缺点: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。

①中国科学院计算所--龙芯系列

MIPS兼容,2009年6月获得MIPS32与MIPS64架构的授权。龙芯1号CPU及其IP面向嵌入式应用,龙芯2号CPU及其IP面向高端

嵌入式和桌面应用,龙芯3号多核CPU面向服务器和高性能机应用。

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2D GPU外,还集成了16/32位DDR2控

制器、高清显示、PCI、USB、GMAC、AC97、SATA、RS-ECC NAND、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、3D GPU、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DDR2/3 SDRAM作为存储总线。

龙芯3号系列使用的HT接口支持IO DMA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。

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Window s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Window s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Window s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。

(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1B CPU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Unicore

(一)代表产品介绍

北大众志通过多年的技术积累和研发攻关,制定了自主知识产权的UniCore 指令系统,并基于该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。

北大众志UniCore系列CPU目前已实现十几万片销售,主要应用于农村教育信息化领域。预计2011年出货量将达几十万片。

(二)技术特点

完全自主(全新自主指令系统)CPU

北大众志CPU系统芯片主要分别采用0.25微米和0.18微米的工艺流片,集

成32位定点CPU和64位浮点协处理器,在2.5V电压下正常工作频率为200MHz,在全速运行中芯片可保持常温,无需外加风扇或其它散热设备。该系统芯片的主要特点是:高性能、高集成度、低功耗、低成本、易于系统开发和二次开发。该芯片所有集成电路IP核均自主设计和实现,并完全符合工业标准,内部集成了CPU芯片、北桥芯片、南桥芯片、网卡芯片的核心功能。

(三)优势和劣势

1、北大众志CPU系统芯片具有如下三大优势:

(1)低功耗

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)高性能

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)高度集成

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。

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Window s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Window s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Window s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。

(四)市场推广和应用

高性能通用CPU(“大CPU”,主要应用于高性能计算及服务器等)

安全适用计算机用CPU(“中CPU”,主要应用于桌面及笔记本电脑等)

北大众志自主CPU计算机系统在全国31个省、市、自治区均有用户。2003-2008年,北大众志网络计算机共实现销售五万余台,产值超过一亿元。2009年公司研发完成PKUnity-3型系统芯片可以实现“单芯片个人计算机”解决方案的产品,不仅在中小学教育、企业办公、电子政务等领域满足了用户需要,同时极大程度降低了用户的采购、维护成本。

北大众志-863 CPU系统芯片是面向教育信息化、企业信息化、电子政务等网络环境市场的网络计算机(NC)、NetPC 应用,适用于NetPC、NC、安全网络设备、机顶盒、数字电视等整机应用解决方案。

三、国防科学技术大学—飞腾

(一)代表产品介绍

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。

(二)技术特点

(2)“兼容国际主流、自主指令系统”CPU(简称“兼容CPU”):

优点: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。

缺点: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。

SPARC兼容,SPARC架构是开放的,任何机构或个人均可研究或开发基于

SPARC架构的产品。主要面向国家战略和重大军事应用中的高性能计算应用需求。

(三)优势、劣势

(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-1000,八核64线程,主频1GHz)。

在由中国国防科技大学等单位研制的超级计算机天河二号中,使用了4096颗中国国防科技大学研发的FT-1500 16核心SPARC V9架构的处理器作为计算节点前端处理器。

四、上海高性能集成电路设计中心—申威

(一)代表产品介绍

上海高性能集成电路设计中心坚持独立自主研发国产处理器,形成了符合高端处理器研发规律的技术体系,独立完成处理器研发的所有环节:包括结构设计、前端逻辑设计、正确性验证、后端物理设计、工艺分析等。其处理器的定位在高性能,低功耗,在满足性能要求的前提下追求低功耗。主要应用于高性能计算CPU、高效能服务器CPU和高性能低功耗嵌入式CPU。

(二)技术特点

采用完全自主(全新自主指令系统)CPU

(三)优势、劣势

优势

1、安全性

采用完全自主(全新自主指令系统)CPU在指令集上不同外界兼容。从国家发展的角度看,指令集完全自主可控是最安全的。

劣势

1、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。

(四)市场推广和应用情况(包括政府支持、并购)等

高性能通用CPU(“大CPU”,主要应用于高性能计算及服务器等)

五、英特尔

(一)代表产品介绍

(二)技术特点

(三)优势、劣势

(四)市场推广和应用情况(包括政府支持、并购)等

相关主题
文本预览
相关文档 最新文档