龙芯2E研制成功的背后(ZT)

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导读:龙芯2E研制成功的背后(ZT)


龙芯2E通用64位处理器是目前全球除美国之外性能最高的通用处理器,也是祖国大陆地区第一个采用90纳米设计技术的处理器。该处理器最高主频达到1.0GHZ,实测性能超过1.5GHZ奔腾IV处理器的水平,具有低成本、低功、高性能、高安全性等特点,在不同工作条件下龙芯2E处理器的功耗在3?8瓦范围内。


龙芯2E的体系结构先进、效率较高。该芯片采用四发射的动态超标量超流水线结构、实现了先进的转移猜测、寄存器重命名、动态调度、以及非阻塞的高速缓存访问等乱序执行技术。龙芯2E片内含64KB一级指令高速缓存、64KB一级指令高速缓存、64KB一级数据高速缓存、以及512KB二级高速缓存,片内实现了DDR内存控制器。龙芯2E包含4700万晶体管,面积为6.8*5.2平方毫米。


龙芯2E样机运行64位Linux操作系统。在该样机上能流畅运行Debian发行版视窗系统、Mozilla浏览器、OpenOffice办公套件、Mplayer流媒体播放器、WEB Server、MySQL数据库系统、


Windows虚拟终端等应用程序并能争取支持中文输入和显示。龙芯样机实测得到的SPEC CPU2000分值为定点503分,浮点503分;最高双精度浮点运算速度每秒39.93亿次。龙芯2E样机通过软解压能流畅播放多种码率的mpegl、mpeg2、以及mpeg4视频流,实现标清DVD节目的流畅播放。


计算所与其它单位合作,开发了基于龙芯系列CPU芯片的多种应用系统,包括低成本电脑、第二代机顶盒等。在包括政府办公、数字电视、农村信息化、工业开支等领域展开了试点应用,并与国外著名企业签署了授权生产销售协议,已经开始批量生产,取得了很好的经济效益。


在龙芯2E研发过程中,龙芯项目组克服项目攻关难度大、项目时间紧、项目经费紧张等困难,积极开拓,勇于创新,很好地完成了项目规定的任务。在项目完成后,科技部派第三方测试组对龙芯2E芯片进行了严格测试,各项测试指标都符合合同要求。该项目在芯片微体系结构、物理设计、全定制设计、验证与可测性设计、优化编译等方面都有较大的自主创新、研制过程中申请了发明专利12项,发表论文39篇。龙芯2E是我国实施863计划和知识创新工程的重大成果,为众多整机企业提供了有市场竞争力的通用处理芯片,对我国发展立足于自主知识产权的信息产业做出了重大贡献。龙芯2E的研制过程是一个坚持自主创新、艰苦奋斗实现跨越发展的过程。在龙芯2E项目立项过程中,课题组原计划在2004年完成的龙芯2C处理器基础上进行改进使得性能达到中高档奔腾Ш处理器水平。科技部的领导经过分析认为应该走创新跨越的道路,帮助课题组一起设立了龙芯2E要争取达到中档奔腾Ⅳ处理器的性能的目标。项目组接到龙芯2E的正式立项通知已经到2005年4月,而执行时间不到1年。可以说,在如此短的时间内设计出象龙芯2E这样高性能的处理器设计几乎是不可能的。但军令如山,项目组所有立即全力以赴投入到技术攻关中。项目组许多课题组成员没日没夜加班,许多人将床支到了实验室,大部分节假日都取消。在技术攻关中,项目组创新性地解决了许多技术难题。经过艰苦奋斗,终于在2005年年底之前将龙芯2E的设计交付流片,并且于2006年3月拿到龙芯2E的芯片,测试结果表明很好地完成了项目指标。


在十五期间,计算所在863计划的支持下,继2002年研制成功龙芯1号处理芯片后,在2003年、2004年、2005年分别研制成功龙芯2号的不同型号龙芯2B、龙芯2C、以及龙芯2E,每个芯片的性能都是前一个芯片的3倍,实现了通用处理器设计的跨越发展。目前龙芯课题组正进行龙芯3号多核处理器的设计。“十一五”期间,龙芯处理器必将为推进我国信息化做出更大的贡献。

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