龙芯新一代处理器为何主动降频？

　　作为国产CPU的代表，龙芯一路走来，备受业界关注，也争议不断。

　　8月18日，龙芯中科发布了新一代处理器及其相关产品，包括龙芯自主指令系统LoongISA，龙芯新一代处理器微结构GS464E，新一代处理器龙芯3A2000、龙芯3B2000，以及龙芯基础软硬件标准和社区版操作系统LOONGNIX。

　　这次龙芯中科的最新发布具有什么意义呢？又有哪些看点和争议？

　　笔者认为，此次发布最大看点在于，龙芯新一代处理器微架构的发布；最大的争议则在于，龙芯基于此的新一代处理器主动降低了CPU主频。从这两方面来看，龙芯发展的拐点已来。

　　“爬北坡”的国产化

　　综观中国国产芯片，可以分为三大类：以龙芯、申威为代表的自主研发系列，它们的市场路径是从军工、政府部门开始，由内而外进行市场化发展；以华为和国防科大为代表的基于ARM知识产权架构的自主研发系列，华为的手机消费级产品和国防科大的服务器企业级产品形成了两级布局；以IBM OpenPower为代表的知识产权授权和兼容系列，合作企业的市场化路径是从市场化的行业企业客户出发由外向内进入重要领域。

　　从处理器架构来看，x86体系、ARM+安卓体系、OpenPower体系，只有龙芯选择了MIPS架构。

　　以上可以总结为两个词——“自主研发”、“架构独特”。如果说将处理器国产化比喻成攀登珠穆朗玛峰路径，那么龙芯无疑选择了最难的北坡。

　　如此多的国产处理器路径，龙芯中科强调的是，虽然自主是安全的基础，但自主不等于安全可控。言下之意就是，针对引进、消化、吸收、再创新的其他路径，这是一个过程，在没有拥有自己的处理器研发能力之前，尤其是引进阶段“就不要总拿安全说事”。

　　主动降频 先活下来

　　虽然龙芯抱着“不达目的决不罢休”的情怀，但艰难的珠峰北坡之旅，首先需要的是活下来。

　　但是以前的龙芯不明白，走过了很多弯路。其中，最大的弯路要数一味追求提升处理器的主频，而忘记了处理器商用需要实现对计算、访问存储、I/O等综合指标的平衡。

　　龙芯从2010年开始市场化转型以来，致力于将中科院计算所研制的芯片样品转变成产品。毕竟龙芯3A1000/3B1500是由计算所科研经费支持的，它成为龙芯的第一代处理器。虽然它的部分指标，如3B1500浮点峰值达到世界先进水平，但其通用事务处理能力较弱。

　　具体是什么意思呢？

　　就是说，在CPU主频上龙芯与国外处理器只有1～2倍的差距，但是性能、效率却有10～20倍的差距。如果不能改进综合指标，一味提高主频只能带来能耗的大幅提升，却无法换来实际效率的提升。

　　龙芯终于想通了。这次，它主动降频。

　　以前发布的处理器主频可以达到8核1.2G，而8月18日发布的新一代处理器龙芯3A2000、龙芯3B2000主频降回1G。龙芯意识到，要想活下来，先提高效率(投入低、收益大)再提高频率，这样可以发展基础软件适配和优化，设计新一代处理器微架构。

　　全新微架构与生态圈

　　所谓新一代处理器微架构，就是龙芯的第二代处理器微架构GS464E。

　　据悉，虽然龙芯的主频回降，但龙芯中科的资料显示：与第一代微架构的龙芯处理器相比，最新发布的处理器实测访存性能提升10～20倍，实测I/O性能提升3～5倍。

　　龙芯的总设计师胡伟武表示，在性能指标上，第一代微架构，即原GS464微架构与AMD K8、Intel P4、IBM Power4等可比。而如今的第二代GS464E微架构难再比肩AMD Steamroller、Intel Ivy Bridge、IBM Power7等目前在市场上较为主流的芯片微架构。据悉，基于新一代微架构的处理器已在今年4月流片成功，开始提供样片，有望在2016年实现量产。

　　此外，处理器整体性能的提升，自主指令系统LoongISA和社区版操作系统LOONGNIX的发布，都强化了龙芯在行业应用上的适配和优化。虽然龙芯在主频性能、处理器制程等方面仍落后于国外处理器，但是它可凭较强的综合性能在行业市场进行推广。而且除了计算以外，龙芯开始在安全、存储、工业、网络等领域作为国产处理器提供给整机企业。

　　记者发现，国产自主可控产业链的多家重量级合作伙伴都前来为龙芯站台，中科曙光、航天科工、同方计算机、浪潮超越、山西百信、东软集团、锐捷网络和研华中国等企业展示了基于龙芯最新处理器的高性能服务器、安全计算机、笔记本、加固平板、高性能防火墙、千兆网络交换机、高性能工控模块等产品，国产自主可控产业链初现。

　　备受争议与体制创新

　　胡伟武的一句话点出了龙芯此次发布与以往的不同：从成果发布到产品发布。言下之意，以前龙芯发布的是成果，任何单点突破都可以称为成果；而现在龙芯发布的是产品，这意味着出于商用考虑提升综合指标，首先要把短板补齐。

　　2011年以前，龙芯的合作伙伴多是央企。之后，民营企业，如研华、百信等，开始和龙芯进行战略合作。联系到龙芯此次主动降频，龙芯商用化发展的诉求初现端倪。

　　为什么龙芯突然想通了？笔者认为，除了技术之外，最主要的因素在于体制的创新。

　　综观龙芯中科几年的发展，可以分为三个阶段：

　　积累期(天使)：2001年在计算所开始研制龙芯CPU，在中科院、863、973、NSFC和核高基重大专项支持下，完成了9年的技术积累。

　　创业期(VC)：2010年龙芯团队转型成立公司，正式走向产业化。中关村自主创新示范园通过“先行先试”政策对龙芯团队给予股份鼓励，确立了安全应用、通用计算机和嵌入式应用三大市场方向。

　　发展期(PE)：2014年，龙芯中科进入高速发展期，鼎晖资本加入龙芯。龙芯在多个领域通过产业链伙伴到达最终用户，基于龙芯的下游伙伴研发人员超过万人，2013年芯片销售量超过1.8万片，2014年销售量达到35万片。

　　在创业期，国家是“天使投资人”，龙芯更注重技术突破和成果汇报，而没有将商用提到议程，这具有浓浓的学院派风格。而在现在的高速发展期，尤其是商业资本加入之后，龙芯中科开始像真正的企业一样开始考虑生存问题，研究用户的实际需求，这时它的研发则开始更加关注产品定位，顺应市场发展趋势。

　　因此，主动降低处理器主频既是争议也是亮点，它或许就是龙芯进行商业化发展的一个里程碑。

　　本报记者/陈翔

关注读览天下微信， 100万篇深度好文， 等你来看……