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国产自主龙芯CPU处理器介绍

2018-04-20 10:20:11作者:ywnz稿源:云网牛站整理

下面为你介绍国产自主CPU处理器龙芯1号系列、龙芯2号系列、龙芯3号系列及龙芯桥片系列,深度解析龙芯目前的工艺水平。龙芯基本上都可以运行在国产Linux操作系统上。

国产自主龙芯CPU处理器介绍

 

1、龙芯1号系列

龙芯1号系列为32位低功耗、低成本处理器,主要面向低端嵌入式和专用应用领域。

 

龙芯1A

龙芯1A使用0.13um工艺,片内集成了GS232处理器核、2D GPU、16/32位DDR2、高清显示、PCI、南桥芯片组功能、RS-ECC NAND、CAN、ACPI、SPI、88路GPIO等接口;龙芯1A支持LPC/SPI/NAND启动模式。龙芯1A的高集成度使得它尤其适用于云终端、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。

芯片 龙芯1A
内核 单核32位
主频 300MHz
功耗 1.0W
浮点单元 32位
峰值运算速度 0.6GFlops
I/O USB2.0/1.1*4;SATA2*2;GMAC*2;PCI、LPC、I2C*3、CAN*2;SPI*2、NAND;UART*4、PS2*2、RTC、PWM*4、GPIO*88
流水线 5
微体系结构 双发射乱序执行 GS232
晶体管数 22,000,000
制造工艺 130nm CMOS
一级指令缓存 16KB
一级数据缓存 16KB
内存控制器 32/16位DDR2
片内尺寸 71.4mm²
引脚数 448
封装方式 23mm*23mm BGA

 

龙芯1B

龙芯1B使用0.13um工艺,是一款轻量级的32位SoC芯片。片内集成了GS232处理器核、16/32位DDR2、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。

芯片 龙芯1B
内核 单核32位
主频 266MHz
功耗 0.5W
浮点单元 32位
I/O接口 USB2.0/1.1*1;GMAC*2; I2C*3、CAN*2;SPI*2、NAND;UART*12、RTC、PWM*4、GPIO*62
流水线 5
微体系结构 双发射乱序执行GS232
晶体管数 13,300,000
制造工艺 130nm CMOS
一级指令缓存 8KB
一级数据缓存 8KB
内存控制器 32/16位DDR2-333
片内尺寸 28mm²
引脚数 256
封装方式 17mm*17mm BGA

 

龙芯1C

龙芯1C是基于GS232处理器核的高性价比单芯片系统,可应用于工业控制及物联网等领域。龙芯1C包含浮点处理单元,支持多种类型的内存,支持高容量的MLC NAND Flash。龙芯1C为开发者提供了丰富的外设接口及片上模块,包括Camera控制器、USB OTG及USB HOST接口、AC97/I2S控制器、LCD控制器、SPI接口、UART接口等,提供足够的计算能力和多应用的连接能力。

芯片 龙芯1C
内核 GS232
主频 300MHz
功耗 0.5W
浮点单元 64位
内存控制器 8/16位SDRAM
I/O接口 8/16位SRAM、
NAND、I2S/AC97、LCD、MAC、USB、OTG、SPI、I2C、UART、PWM、CAN、SDIO、ADC
流水线 5
微体系结构 双发射乱序执行GS232
晶体管数 11,100,000
制造工艺 130nm CMOS
一级指令缓存 16KB
一级数据缓存 16KB
片内尺寸 28.3mm²
引脚数 176
封装方式 QFP

 

龙芯1D

龙芯1D芯片是超声波热表、水表和气表测量专用SoC芯片。该芯片集成超声波时间测量、超声波脉冲发生器、温度测量单元、CPU、串口、红外收发器、段式LCD控制器、A/D、空管检测单元、超声波换能器正常检测等功能部件,配合完善的编程、仿真、调试环境,将会大大简化超声波热表测量系统的软硬件设计。

芯片 龙芯1D
内核 GS132
主频 8MHz
功耗 30uW
浮点单元 32位
片上Flash 64KB
片上SRAM 5KB
I/O接口 SPI、UART、I2C、LCD、ADC
流水线 3
微体系结构 单发射按序执行GS232
晶体管数 1,000,000
制造工艺 130nm CMOS
一级指令缓存
一级数据缓存
片内尺寸 6mm²
引脚数 80
封装方式 QFP

 

2、龙芯2号系列

龙芯2号系列为64位低功耗单核系列处理器,主要面向工控和终端等领域。

 

龙芯2K1000

龙芯2K1000处理器是面向网络安全领域及移动智能终端领域的双核处理器芯片。龙芯2K1000处理器集成两个GS264处理器核,芯片外围接口包括两路PCIE2.0、一路SATA2.0、4路USB2.0、两路DVO、64位DDR2/3及其它多种接口,可以满足中低端网络安全应用领域需求,并为其扩展应用提供相应接口。

芯片 龙芯2K1000
内核 GS264*2
GPU 支持2D、3D
主频 1GHz
功耗 1~5W(支持动态降频降压)
峰值运算速度 8GFlops
内存控制器 64位DDR2/3-1066
高速接口 PCIE2.0*2
存储接口 SATA2.0*1、NAND
显示接口 DVO*2
音频接口 I2S、HDA、AC97
网络接口 RGMII千兆网*2
其他接口 SPI、UART*12、GPIO、SDIO、I2C*2、CAN*2、LIO、USB2.0*4
微体系结构 双发射超标量乱序执行 GS264
流水线 10
一级指令缓存 32KB
一级数据缓存 32KB
二级缓存 256KB
三级缓存 共享1MB
浮点乘加部件 全流水64位双精度
制造工艺 40nm CMOS
晶体管数 1.9亿
片内尺寸 79mm²
封装方式 27mm*27mm FCBGA-608

 

龙芯2H

龙芯2H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。2H实现了高级电源管理功能,支持多种电源级别和唤醒方式。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。

芯片 龙芯2H
内核 单核64位
主频 1GHz
功耗 5W
浮点单元 64位
峰值运算速度 4GFlops
高速I/O HT1.0
其他I/O 3D GPU、VGA、LCD、PCIE2.0、SATA*2、USB2.0*6、SPI、LPC、UART、I2C*2、NAND、JTAG/EJTAG
流水线 9
微体系结构 四发射乱序执行 GS464
晶体管数 152,000,000
制造工艺 65nm CMOS
一级指令缓存 64KB
一级数据缓存 64KB
二级缓存 512KB
内存控制器 64位DDR2/3
片内尺寸 117mm²
引脚数 741
封装方式 31mm*31mm FCBGA

 

龙芯2F

龙芯2F采用90nm工艺制造,主频800MHz,片内集成DDR2内存控制器、PCI、Local IO等接口。辅以适当的PCI外设,龙芯2F可用于个人计算机、行业终端、工业控制、数据采集、网络安全等领域。

芯片 龙芯2F
内核 单核64位
主频 800MHz
功耗 5W
浮点单元 64位
峰值运算速度 3.2GFlops
高速I/O 32位PCI/PCIX控制器
其他I/O PCI、Local IO、GPIO
流水线 9
微体系结构 四发射乱序执行 GS464
晶体管数 51,000,000
制造工艺 90nm CMOS
一级指令缓存 64KB
一级数据缓存 64KB
二级缓存 共享512KB
内存控制器 72位DDR1/2-667,支持ECC
片内尺寸 42.4mm²
引脚数 452
封装方式 40mm*40mm FCBGA

 

3、龙芯3号系列

龙芯3号系列为64位多核系列处理器, 主要面向桌面和服务器等领域。

 

龙芯3A2000/3B2000

龙芯3A2000/3B2000是龙芯3号系列处理器的最新升级产品,以龙芯3A1000四核框架结构为基础,处理器核升级为新一代GS464E架构,内存控制升级为高性能激进调度控制器,IO总线升级至HT3.0,内部互连网络则进行了大量的性能优化。龙芯3A2000处理器核心采用自主设计高性能GS464E微结构,微结构综合技术水平达到了与Intel的Ivy Bridge及AMD的Steamroller相当的水平。龙芯3A2000支持自主龙芯指令系统LoongISA,在MIPS64架构500多条指令的基础上,在基础指令、虚拟机指令、面向X86和ARM的二进制翻译指令、向量指令四个方面增加了近1400条新指令。龙芯3A2000/3B2000芯片在对龙芯3A1000引脚兼容的基础上,大幅提升了系统性能。实测综合计算性能提升1-2倍,实测访存性能提升10-20倍,实测IO性能提升3-5倍。同时还对虚拟机和二进制翻译进行了针对性优化支持。龙芯3B2000在龙芯3A2000的基础上支持多达四片全相联结构的多路一致性互连。

芯片 龙芯3A2000
内核 四核64位
主频 800MHz-1GHz
功耗 15W
浮点单元 64位
峰值运算速度 16GFlops
高速I/O HT3.0*2
其他I/O PCI控制器、LPC、SPI、UART、GPIO
流水线 12
微体系结构 四发射乱序执行GS464E
晶体管数 621,444,904
制造工艺 40nm CMOS (Low Power)
私有一级指令缓存 64KB
私有一级数据缓存 64KB
私有二级缓存 256KB
共享三级缓存 共享4M
内存控制器 72位DDR2/3-1333*2,支持ECC
片内尺寸 202.3mm²
引脚数 1121
封装方式 40mm*40mm FCBGA

 

龙芯3A3000/3B3000

龙芯3A3000/3B3000是龙芯3号系列处理器的最新升级产品,基于龙芯3A2000设计,龙芯3A3000进行了结构上的少量改进,增加处理器核关键队列项数,扩充片上私有/共享缓存容量等,有利于同主频性能提升;并在新工艺下实现了芯片频率的提升。实测主频突破1.5GHz以上,访存接口满足DDR3-1600规格,芯片整体性能得以大幅提高;同时,加入了芯片衬底偏压的调节支持,更好地在性能与功耗的矛盾间平衡,拓宽了芯片的适用面;另外,继续维持了芯片封装管脚的向前兼容性,可直接替换下原龙芯3A1000/3A2000芯片,升级BIOS和内核,即可获取更佳的用户体验提升。龙芯3B3000在龙芯3A3000的基础上支持多达四片全相联结构的多路一致性互连。

芯片 龙芯3A3000
内核 四核64位
主频 1.35GHz -1.5GHz(商业级)
功耗 30W
浮点单元 64位
峰值运算速度 24GFlops
高速I/O HT3.0*2
其他I/O PCI控制器、LPC、SPI、UART、GPIO
流水线 12
微体系结构 四发射乱序执行GS464E
晶体管数 >1,200,000,000
制造工艺 28nm FDSOI
私有一级指令缓存 64KB
私有一级数据缓存 64KB
私有二级缓存 256KB
共享三级缓存 共享8M
内存控制器 72位DDR2/3-1600*2,支持ECC
片内尺寸 155.78mm²
引脚数 1121
封装方式 40mm*40mm FCBGA

 

龙芯3A1000

龙芯3A1000是64位四核处理器,也是我国首款商用四核处理器,具有很高的性能功耗比。可用于桌面、服务器、工业控制等领域。

芯片 龙芯3A1000
内核 四核64位
主频 1GHz
功耗 15W(支持动态降频)
浮点单元 64位
峰值运算速度 16GFlops
高速I/O HT1.0*2
其他I/O PCI控制器、LPC、SPI、UART、GPIO
流水线 9
微体系结构 四发射乱序执行 GS464
晶体管数 425,000,000
制造工艺 65nm CMOS
一级指令缓存 64KB
一级数据缓存 64KB
二级缓存 共享4M
内存控制器 72位DDR2/3-800*2,支持ECC
片内尺寸 174.5mm²
引脚数 1121
封装方式 40mm*40mm FCBGA

 

龙芯3B1500

龙芯3B1500是国产商用32纳米8核处理器,主频1.2GHz,支持向量运算加速,峰值计算能力达到150GFLOPS,具有很高的性能功耗比。龙芯3B1500主要用于服务器、桌面计算机、数字信号处理等领域。

芯片 龙芯3B1500
内核 八核64位
主频 1.2GHz
功耗 30W(典型)/60W(向量)
浮点单元 64位
峰值运算速度 150GFlops
高速I/O HT2.0*2
其他I/O PCI、LPC、SPI、UART、GPIO
流水线 9
微体系结构 四发射乱序执行 GS464
晶体管数 1,140,000,000
制造工艺 32nm CMOS
一级指令缓存 私有64KB
一级数据缓存 私有64KB
二级缓存 私有128KB
三级缓存 共享8M
内存控制器 72位DDR2/3*2,支持ECC
片内尺寸 142.5mm²
引脚数 1121
封装方式 40mm*40mm FCBGA

 

4、龙芯桥片系列

龙芯处理器配套桥片。

 

龙芯7A1000

龙芯7A1000桥片是面向龙芯3号处理器的芯片组。龙芯7A1000桥片通过HT3.0接口与处理器相连,集成GPU、显示控制器和独立显存接口,外围接口包括32路PCIE2.0、2路GMAC、3路SATA2.0、6路USB2.0和其它低速接口,可以满足桌面和服务器领域对IO接口的应用需求,并通过外接独立显卡的方式支持高性能图形应用需求。

芯片 龙芯7A1000
处理器接口 HT3.0 x16 3.2Gbps
处理器连接 双路处理器直连
GPU 支持2D、3D
显存 DDR3 16位
显示接口 DVO*2
PCIE接口 PCIE2.0*32(共12ports)
网络接口 RGMII千兆网*2
硬盘接口 SATA2.0*3
USB接口 USB2.0*6
音频接口 HDA/AC97
扩展总线 LPC
其他接口 SPI、UART*4、I2C*6、GPIO
风扇转速调节 PWM*4
实时时钟 RTC
电源管理 ACPI
功耗 5~8W
制造工艺 40nm CMOS
晶体管数 1.74亿
片内尺寸 102mm²
封装方式 31mm*31mm FCBGA-804

 

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