你不曾见过的国产CPU：可能是最全的龙芯系列芯片家谱（下）

欢迎回到下半场，更多龙芯系列处理器等着我们去认识。

2.6 龙芯2G/2G /2GQ/2G-2000

龙芯2G是在“龙芯安全适用计算机CPU研制与应用”核高基重大专项课题支持下研发的，2008年开始投入设计，但由于龙芯当时2G项目和3A项目同时进行，存在重叠，影响了研发进度。2010年研制成功。龙芯2G采用65纳米工艺，主频1.0GHz，晶体管数目1亿，指令集兼容MIPS64，且增加了X86二进制翻译加速指令，以及龙芯媒体扩展指令，有64KB的指令和64KB数据的L1缓存，以及1MB的L2缓存，功耗3W。

在该处理器上，使用了X86二进制翻译技术，提出了在MIPS平台上实现X86动态二进制翻译的方法。

龙芯2G相当于龙芯3A1000的单核版本。

龙芯2GQ是龙芯2G的量产版,是一款四核处理器。龙芯2GQ与龙芯3A1000的区别在于龙芯2GQ不支持多路互联。

龙芯2GP后来更名为龙芯2I。

龙芯2G▲

搭载龙芯2GQ的笔记本电脑▲

2.7 龙芯2H

龙芯2H是龙芯2G处理器与龙芯1A(2F南桥)的后继产品，其目标是为安全适用计算机提供单片解决方案。龙芯2H采用65nm工艺实现，主频达1GHz以上。主要用于网络设备等。兼容MIPS64指令集，支持X86二进制翻译指令集。有64KB的指令L1 cache和64KB的数据L1 cache，512KB的L2 cache。集成了GS232V媒体处理IP。

龙芯2H最初设想的应用是上网本，但随着上网本市场的消失，并没有在该领域应用。龙芯2H主要用在工控领域，以及包括防火墙在内的网络安全领域。

龙芯2H于2012年流片，2013年提供样片，2014年提供产品。龙芯2H的流片标志着龙芯全面掌握了复杂SOC的设计能力。龙芯2H的特点是大而全，集成了很多的功能，芯片设计很复杂，但缺少对特定应用的优化。

龙芯2H既可以作为独立SOC，还可以作为HT接口的南桥芯片。

龙芯2H▲

龙芯2H版图▲

2.8 龙芯2I

根据龙芯内核资深维护者flygoat的分析，龙芯2I是龙芯2GP0800D的另外一个代号。关于龙芯2I的资料很少，下图为《中国正在说：芯芯之火可以燎原》节目中的截图，其中提到了龙芯2I。

龙芯2I▲

2.9 龙芯2J0800

龙芯2J是JP处理器，按JF需求定制，使用65纳米工艺流片，集成了一个四发射乱序执行GS464处理器核，主频800MHz。有64KB的L1指令缓存和64KB L1数据缓存，1MB的L2缓存，集成了2个GMAC控制器，64 8位DDR2/3内存控制器，32位PCI/PCIX控制器，LPC、SPI、UART等接口。龙芯2J是被用户单位总师评价为，“已知范围内性能最高，设计最复杂的JP CPU”。该处理器没有可公开的清晰照片。

龙芯2J0800▲

龙芯2J▲

2.10 龙芯2J1500

龙芯2J1500是龙芯2J的升级版，集成1个四发射乱序执行单核处理器核。和2J0800相比，处理器核从GS464升级到GS464E，工艺从65纳米提升到40纳米，性能有了很大的提升，虽然主频仍为800MHz，但计算能力提高1～2倍，功耗大大降低。2016年提供样片。

该处理器同样没有任何可以公开的清晰照片。

龙芯2J1500▲

2.11 龙芯2K1000

龙芯2K1000是一款双核处理器，采用了双发射64位的GS264微结构，40nm工艺生产，商业级芯片主频1GHz，工业级芯片主频800MHz。龙芯2K1000处理器是龙芯2H的升级芯片，其计算性能和IO带宽比龙芯2H都大幅提高。龙芯2K1000主要面向网络通信应用，兼顾平板及工业控制领域。

集成了64位DDR3控制器，2个GMAC控制器，2个X4 PCIE控制器，可以配置为6个X1模式。

集成共享的1MB二级cache；集成GPU，显示控制器，支持双路DVI显示。集成64位533MHz以上的DDR2/3控制器，1个SATA 2.0接口，4个USB 2.0接口，2个RGMII千兆网接口，集成HDA/AC97/I2S接口，集成RTC/HPET模块。集成最多4个UART控制器，1个NAND控制器，2个CAN控制器，1个SDIO控制器。

龙芯LS2K1000A▲

龙芯LS2K1000B▲

2.12 龙芯2K2000

龙芯2K2000是计划中龙芯2K1000的升级版，预计采用28纳米工艺生产，主频将达到2GHz。

3. 龙芯3号系列

龙芯3号处理器均为4发射64位多核处理器。目前，除了龙芯3B1500处理器为8核，其他的龙芯3号处理器均为4核。龙芯3C5000处理器会将处理器核数提高到16。

龙芯3号处理器的微结构分为GS464, GS464E，GS464V以及GS464EV。

3.1 龙芯3A1000

龙芯3A1000于2008年底交付流片,采用意法半导体的65nm工艺流片. 2009年5月20日龙芯3A1000晶圆生产下线，9月28日样片回来，成功启动操作系统，主频800MHz-1GHz

龙芯3A1000进行了第一次改版并于2010年5月中旬流片，10月底第一次改版流片成功。3A1000的第二次改版于2012年2月下旬流片，2012年8月中旬流片成功。

龙芯3A1000集成了4个四发射乱序执行的GS464核，9级流水线，有64KB一级数据cache和64KB一级指令cache，4MB共享二级cache，最高主频1GHz，功耗15w（支持动态降频），芯片面积174mm2，晶体管数目4.25亿。每个CPU核包含两个浮点乘加部件，双精度浮点性能峰值为16GFlops。在龙芯3A1000处理器中，实现了x86二进制翻译加速指令。

3A100集成了HT1.0*2，PCI控制器、LPC、SPI、UART、GPIO。集成72位DDR2/3控制器，引脚1121个，封装方式40mmx40mm FCBGA。

龙芯龙芯3A1000 01版本▲

龙芯龙芯3A1000 02版本▲

龙芯3A芯片版图▲

图片来源：中科院计算所2009年成果年报

3.2 龙芯3B1000

龙芯3B1000于2010年6月20日左右流片，2010年11月底回来第一批芯片

3B1000的第一次改版2011年2月初流片，7月初回来。龙芯3B1000进行了第二次改版，于2011年12月初流片，2012年4月底回来。

龙芯3B由核高基项目课题“高性能多核CPU研发与应用”支持，采用意法半导体65纳米工艺设计，主频1GHz，功耗25W，片内集成8个64位四发射乱序执行龙芯向量处理器核GS464V，4MB的二级cache，每个核包含两个256位向量部件，峰值浮点性能达到128GFLOPS。。

龙芯3B的最大特色是龙芯向量处理器核的设计，该处理器核将GS464核的的浮点部件和浮点寄存器堆替换为2个256位的向量处理部件和1个128x256位的向量寄存器堆，使龙芯3B在1GHz下的峰值双精度浮点计算能力达到128GFlops。在龙芯3B处理器中，实现了300多条专用的向量处理指令。

龙芯3B芯片面积300mm2,晶体管数目接近6亿。

龙芯3B1000▲

龙芯3B1000芯片布局和向量核结构框图▲

龙芯3B芯片布局▲

3.3 龙芯3B1500

龙芯3B1500在2012年1月中旬完成设计并交付流片。2012年8月底拿到样片。后来，工艺从32nm迁移到28nm，于2013年4月底流片，10月底收到样片，但流片并不成功，后来又恢复到32nm工艺流片，并以某种方式补偿此次流片费用，于是又再次改版，于2015年1月底流片，2015年6月下旬收到样片。

龙芯原本计划推出一款16核的龙芯3C处理器，后来由于战略调整，取消了原龙芯3C的研发，缩水成8核的龙芯3B1500。龙芯3B1500集成了8个四发射乱序执行的64位GS464V处理器核，9级流水线，每个处理器核有64KB的私有一级指令cache和64KB的私有一级数据cache，128KB私有二级cache，有8MB三级共享cache，采用中芯国际32纳米工艺生产，芯片面积180mm2,晶体管数11亿，主频1.5GHz，采用倒装焊球栅阵列(Flip-Chip BGA)封装，芯片引脚数1121,封装大小40mm×40mm。单芯片双精度浮点计算能力达到192GFlops。功耗30w（典型）/60w（向量）。

在接口上，有HT2.0*2，PCI、LPC、SPI、UART、GPIO，72位DDR2/3控制器。

龙芯3B1500▲

龙芯3B1500版图▲

3.4 龙芯3A2000/3B2000

龙芯3A2000于2014年11月初交付流片；2015年4月10日，拿到盲封样片。2015年8月18日,龙芯召开发布会,正式发布新产品。2015年9月和2016年3月分别进行了第一次改版设计和第二次的改版设计。

龙芯3A2000处理器集成了4个四发射乱序执行64位GS464E处理器核，也是首款采用GS464E微结构的处理器。采用中芯国际40纳米CMOS工艺生产，主频800～1000MHz，在1GHz下SPEC CPU2006分数为6.9分。封装方式FCBGA，1121引脚，封装大小40mm×40mm。

GS464E处理器核是GS464的改进版，集成了64KB一级指令cache，64KB一级数据cache，256KB二级cache和4MB三级cache。特别需要指出的是，GS464E处理器核的stream性能有了大幅提升，单核STREAM性能达到6.3GB/s,是龙芯3A1000的20倍。流水线从GS464的9级提高到了12级。峰值浮点性能16GFlops。

在接口上，龙芯3A200集成了两个HT3.0接口，PCI控制器、LPC、SPI、UART、GPIO，72位DDR2/3-1333×2控制器。

龙芯3A200A▲

龙芯3A2000B▲

GS464E微结构图▲

3.5 龙芯3A1500

龙芯3A1500是龙芯3A2000的陶封版本，是工业级和JP级芯片,采用中芯国际40纳米LL技术流片，主频为700～1000MHz，推荐工作主频800MHZ。由于该芯片是JP芯片，没与可以公开的图片。

3.6 龙芯3A3000/3B3000

龙芯3A3000于2016年2月中旬交付流片, 6月中旬拿到盲封芯片.2016年10月17日，龙芯3A3000可以进入批量生产状态.

2017年4月26日,龙芯公司召开发布会,正式发布龙芯3A3000处理器。

龙芯3A3000/3B3000主频1.2Hz–1.5GHz，为4核处理器，采用4个四发射乱序执行的64位超标量处理器核（GS464E)，支持MIPS64指令集，支持龙芯扩展指令集，采用12级超标量流水线;每核有2个定点单元、2个浮点单元和2个访存单元。每个处理器核包含64KB私有一级指令缓存和64KB私有一级数据缓存;每个处理器包含256KB私有二级缓存;所有处理器核共享8MB三级缓存。

和龙芯3A2000相比，除了流片工艺从中芯国际的40纳米提升到意法半导体的28纳米CMOS工艺，处理器的三级cache也从4MB提高到8MB。峰值浮点性能24GFlops。封装40mm*40mm BGA封装,1121个引脚，典型功耗