今天，LoongArch生态发展暨通明湖创新应用论坛线上召开，本次会议龙芯分享其生态建设的规划，并推出了最新国产CPU——3C5000，本次论坛的主题是“打造自主安全算力底座，构筑关键基础设施体系”。
中国工程院院士郑伟民在论坛上表示，受多种因素影响，国内外形式发生了巨大变化，俄乌事件也证明只有自主发展，才能保证自主安全发展。我国现阶段在自主可控建设方面，虽然仍面临重多挑战，但国人也开始深度重视发展关键核心技术。
中国科学院陈国良院士表示，国产系统不怕不好用，只怕你不用，只有用了才能知道需要改进的地方。我国在自主可控的道路上是艰难曲折的。今年，是实现十四五规划承上启下的重要一年，做好关键基础设施自主可控及保证算力安全工作其意义十分重大。
龙芯最新3C5000 CPU
龙芯发布了最新的3C5000处理器，采用完全自主的指令及系统。龙芯CPU设计基本原则是先提高单核性能再增加核数，先通过设计优化再利用先进工艺提高性能。
龙芯3C5000系列是龙芯面向服务器领域打造的高性能通用处理器，采用全新的龙芯LongArch自主指令系统，具备超强算力可以满足通用计算、大型数据中心、云计算中心的计算需求。
在芯片设计方面，龙芯3C5000在采用龙芯3A5000处理器核心的基础上，重点优化多核多路互联效率，SPEC CPU2006单核定浮点base分值大于10分/GHz，单芯片定浮点分值大于200分，单芯片Unixbench分值大于9500分。在峰值计算性能方面，双精度计算性能达到560GFLOPS；单精度大于1TFLOPS。16核处理器峰值性能与典型ARM 64核处理器的峰值性能相当，特别适合于高性能计算与通用计算相结合的数据中心应用场景。
在服务器设计方面，龙芯3C5000支持双路与四路全相连结构，最高支持多达16路互连。并且拥有超高的访存带宽与I/O带宽，搭配龙芯新一代7A2000桥片，PCIE吞吐带宽比上一代提升400%以上。
在芯片级安全方面，芯片内集成安全可信模块与高性能密码模块，可提供附和国密要求的高性能密码算法服务能力，加解密效率达8Gbps以上，拥有服务器核安全机制，如通过专用机制防范熔断、幽灵等攻击。
并且提供单路、双路、四路等多种处理器全相连结构。单路服务器方案适合面向存储、网安负载均衡台式工作站等应用场景，提供灵巧高效的专用业务处理能力；双路服务器方案为主打通用型方案，兼容1U、2U、4U不同机架设计，具备高性价比的特点；四路服务器方案面向高端通用场景，适用于超算、云计算AI等更高应用需求的场景。
在会上，龙芯中科副总裁张戈回答了国产服务器CPU与国外差距到底在哪里的问题。
首先是从核心技术的掌握上来看，核心架构是否能做到自研。只有做到自主的核心架构能力才能打造真正安全可控算力底座。
其次是从应用场景上看，是希望做到通用还是专用。如果只是为了专业，我国在过去几年已经得到了长足的进展，但是我国在通用处理器性能上仍旧是存在短板，这时候打造通用算力需要考虑计算与访存、IO的平衡。
最后，我们的性能瓶颈究竟是因为性能不足还是核数不够，我们可以看到目前业内主流X86服务器CPU核数在10核-20核，但国内CPU大多都在64核以上，其原因是由于我们单核算力的不足。
龙芯服务器CPU发展路线
为何LoongArch生态建设如此重要？
“我国信息产业面临改革开放以来最大的变局，推出自主指令系统是建立自主体系的需要，更是实现技术自由的必要条件。”龙芯中科董事长胡伟武基于龙芯二十一年的科研历程以及当前国际国内形势总结出了这一论断。
众所周知，龙芯最早期是基于国外的MIPS架构进行CPU的研发。后来再基于MIPS拓展了LoongISA指令集，也就是MIPS+LoongISA并行，构成龙芯的指令集基础。
而去年龙芯3A5000系列发布时，龙芯推出了100%自研的指令集LoongArch，该架构保持与 MIPS、X86、ARM 的兼容性，且拥有 2000 条专有指令，包括基础架构部分和向量指令、虚拟化、二进制翻译等扩展部分。
会议上龙芯中科董事长分享了关于龙芯架构的生态建设的主题演讲。
我国信息产业面临改革开放以来最大的变局，过去引进国外技术的CPU芯片难以根本改变信息产业核心技术受制于热的局面，例如ARM授权的海思、展锐、飞腾等。ARM新推出的V9架构没有对大陆企业架构授权。
通过自主研发构建自主信息体系是我国信息产业自立自强的必由之路。将自主进行到底，掌握底层技术。龙芯中科董事长表示：“指令系统、基础工业是信息产业的两个最重要基石。”基于国外指令系统的信息产业支撑不了中华民族的伟大复兴。
龙芯中科董事长指出，信创发展发展过程中主要矛盾一直在演变。在2019年以前，CPU性能是主要矛盾，龙芯第一代产品的通用处理性能只有市场主流产品的十分之一。在2019-2021年，操作系统是主要矛盾；2022年以后，应用生态是主要矛盾。
在性能的“补课”上，龙芯基本完成了，其先通过设计优化提高单核性能，再利用先进工艺增加核数。龙芯与其他CPU对比，单核性能远远超过。
龙芯董事长透露，3A6000将使用3A5000相同的工艺，通过设计优化提高性能，达到市场主流产品水平。单核SPEC CPU2006定点/浮点base分值从26/28分提高至35/45分。内存接口双DDR4的Stream带宽从25GBps提高到38GBps。
指令系统是我国信息产业绕不过的话题，构建自主信息技术体系需要自主指令系统。指令系统自主与兼容的长期争论，能不能做到即自主又兼容？
龙芯的答案是，可以。需要2+3+3+2十大基础软件能力，分别是：
▪两大核心软件：BIOS、操作系统内核（含驱动和虚拟化）
▪三大编译器（纵向静态翻译）：GCC、LLVM、GOLANG
▪三大虚拟机（纵向动态翻译）：Java，JavaSCript、.NET
▪两大二进制翻译系统（横向动静结合翻译）：X86、ARM
LoongArch 架构已经获得国际开源软件届广泛认可与支持，向GNU组织申请到ELF Machine编号（258号）。LoongArch 正在成为与ARM/X86并列的国际顶层开源生态系统。
2K1000LA处理器流片成功
据龙芯中科官方消息，2022年4月底，龙芯2K1000LA处理器完成了改版芯片的功能和性能测试，流片成功，目前正在开展用户试用。
据悉，龙芯2K1000LA与原有的龙芯2K1000引脚、接口兼容，内核更新为基于龙芯自主指令系统架构LoongArch（简称龙架构）的LA264，通过调整设计进行了性能和功耗优化，还优化了部分外围接口，全面提升了可靠性，可直接在原主板上进行替换升级。
龙芯2K1000系列是面向工业控制与终端等领域的低功耗通用处理器，外围接口包括两路PCIe 2.0、一路SATA 2.0、4路USB 2.0、两路DVO、64位DDR2/3内存，以及其它多种接口。龙芯2K1000LA可广泛应用于电力、轨交、石油石化、新能源、智能制造、工业互联网、工业网络安全等行业和领域。
龙芯2K1000LA将与2021年研制成功的龙芯2K0500、2020年研制成功的龙芯3A5000互相搭配，在工控应用领域形成中、低、高档的完整组合。
龙芯2K1000LA处理器的推出，标志着继2021年下半年龙芯信息化业务已经转向龙架构LoongArch之后，龙芯工控业务也全面转向龙架构LoongArch。
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