自主创新，始终是社会高质量、可持续发展的关键，在科技产业更是如此。无论是pc互联网时代的wintel，还是移动互联网时代的arm android或是苹果，一家又一家的万亿美元市值企业让人们深刻意识到了技术自研 产业生态的重要性。在中国，也有这样的一家企业，从中科院计算所的一个课题组出发，经过20年的发展成功打破了外商的绝对垄断，走出了一条属于中国人自己的创新之路。
北京时间6月6日，龙芯中科在京举办了loongarch生态发展暨通明湖创新应用论坛，正式发布了龙芯3c5000处理器，龙芯3c5000系列是龙芯中科面向服务器领域倾力打造的高性能通用处理器，采用全新的龙芯自主指令系统（loongarch），无需国外授权。龙芯3c5000具备强算力、高性能的特点，可满足通用计算、大型数据中心、云计算中心等场景需求。
对于信创产业的长期发展来说，自主指令系统的重要性不言而喻，也是实现技术自由的前提条件。从mips架构到loongarch架构，龙芯中科的潜心研发使其彻底摆脱了mips的限制，做到了从指令系统到cpu设计的全自主化。在设计思路上，龙芯cpu是先提高单核性能再增加核数，通过设计优化再利用先进工艺提高性能。经过十年的持续迭代，龙芯cpu的单核性能已接近国际主流cpu水平。同时，龙芯中科还通过多核设计、先进封装等快速补齐服务器产品线，完善龙芯服务器的生态建设。
算力新突破 安全更可靠
龙芯3c5000处理器采用loongarch全自主指令集la 464微结构，主频达到2.0-2.5ghz，集成了16个高性能la464处理器核，支持128/256位向量计算，双精度浮点峰值达到560gflops，spec功耗为130-150瓦。同时，龙芯3c5000支持4个72位ddr 3200内存控制器，以及ecc校验。配置方面，龙芯3c5000支持双路、四路典型结构，最多支持16路互连。
从龙芯3c5000单芯片性能来看：spec cpu2006的单核base分值>10分/ghz，单芯片spec分值>200分；unixbench分值单线程>1700分，十六线程>9500分，为国产cpu中最高；浮点计算性能方面，每核内置2个256位向量计算部件，双精度浮点峰值计算性能达到560g flops，16核处理器性能与arm 64核相当；访存带宽方面，每四核心拥有一个内存控制器，stream性能>34gb；业务带宽方面，搭配龙芯新一代桥片，pcie吞吐带宽达到66gb，比一代产品提升400%。
安全可靠是自主可控的关键，对此，龙芯中科非常重视，充分确保底层安全，并为等保2.0、可信计算、国密算法替代、网络安全漏洞防护等提供了cpu级内生支持。龙芯3c5000的安全体系包括两个机制：在芯片级安全机制中，片内集成了安全可信模块（独有核心控制），可取代外置可信芯片，以及高性能密码算法服务能力（独有算法设计，加解密效率达到5gbps以上，可替代高性能密码机）。在处理器核内安全机制中，具备四种专有能力，包括专有机制防止缓冲区溢出类攻击、专有机制防止meltdown及spectre类攻击、专有安全执行区域设置，以及专有硬件机制监督操作系统函数调用、内存访问、io访问。
软件全自研 灵活易部署
对于一个成熟的生态而言，软件和硬件的完善程度至关重要，龙芯把这一理解深刻融入了ip核和基础软件的层面。龙芯中科提供了bios、内核、编译器、虚拟机、浏览器、图形库等核心模块，通过统一系统架构实现了操作系统硬件的兼容。利用高效的二进制翻译系统lat，龙芯中科消除了指令系统壁垒，支持x86和arm平台的软件在龙芯平台上运行。
据了解，龙芯中科自行开发或移植了java虚拟机、javascript/浏览器、.net核心等基础软件环境，支持gcc、llvm、golang编译器社区，并且正在形成自主编程框架。今年5月，gnu项目宣布其gcc版本 12.1已支持loongarch架构，使得软件开发者能够更好地处理基于龙芯最新处理器的系统，获得更好的linux体验。loongarch拥有超过2000条专有指令，包括二进制转换扩展指令、向量处理扩展指令、高级向量处理扩展指令、虚拟化扩展指令等等。
在整体方案的配置上，龙芯3c5000支持多种选择。面向专用业务提供灵活高效的部署，可选单路16核方案，适用于存储、网安、负载均衡等场景，装载塔式工作站；面向通用业务提供高性价比的部署，可选双路16*2核方案，用于1u灵活高密、2u通用计算、4u存算一体的服务器配置；面向高端计算提供更强性能，可选四路16*4核方案，适用于超算、云计算、ai等场景。
软硬两手抓 加速商业化
得益于多年以来的持续深耕，龙芯中科一方面把底层技术牢牢掌握在自己手中，另一方面逐步发展出了繁荣的产业生态，这也是龙芯中科从指令系统架构开始做起的原因之一。基于龙芯3c5000l/3c5000/3d5000服务器，搭载龙芯开源操作系统loongnix server的米乐官网app的解决方案支持kvm和容器的环境构建，可以提供通用算力支持和商密合规支持，前者可提供虚机服务、容器服务、裸金属服务、网络服务、存储服务，后者可提供身份鉴别、镜像存储、外部链路、口令加密、密钥管理、证书管理、日志管理等功能。同时，龙芯商密云米乐官网app的解决方案还能够提供业务上云、密改密评、等级保护一站式服务。
目前，搭载ls3c5000服务器cpu、ls7a2000配套桥片、ls2k0500 bmc控制芯片的loongarch架构服务器除了支持loongnix server os，还支持统信os、麒麟os、龙蜥、openeuler、centos，可运行openstack、spark、kafka、mongodb、kubernetes、mysql等基础软件，支持腾讯云、、华云等平台，上层可运行分布式存储、大数据、云计算、ai、区块链、web、hpc等业务应用。
经过20余年的艰苦奋斗，龙芯中科凭借深厚的硬实力和软实力在基础it领域获得了足够有份量的话语权，并且吸引着源源不断的生态伙伴参与其中。作为全球数字经济发展的领跑者，中国的产业数字化正在如火如荼的展开，在这一过程中，势必要借助技术手段对千行百业的业务场景进行赋能，而龙芯中科则构筑了自主创新的基石。属于龙芯的商业时代，正在加速到来。
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