Loongson är en allmän mikroprocessorarkitektur utvecklad av den kinesiska vetenskapsakademin för att skapa ett alternativ till produkter från Intel och AMD . Chefsdesigner - Professor Hu Weiu(Weiwu Hu) från Institutet för datorteknik. Även om arkitekturens ursprungliga namn, Godson, har ändrats till Loongson, kallas processorn, i motsats till arkitekturen, fortfarande ofta som Godson.
År 2002 grundade tre organisationer - Institute of Computer Technology, Chinese Academy of Sciences och Jiangsu Zhongy Group - företaget ( bolag ) BLX IC Design Corporation ( Beijing ), som utvecklar 32-bitars och 64-bitarsversioner av processorn, inklusive en inbäddad version, samt programvara för den och demomodeller.
Ytterligare två utvecklingar är på designstadiet - Longmeng och Sinomanic .
Till en början kallades utvecklingen Godson , som på engelska betyder "gudson". Då föreslogs varianten Loongson , som kan översättas med " drakens son ".
Instruktionsuppsättningen av tidiga processorer var faktiskt kompatibel med MIPS-arkitekturen .
I mars 2006, vid Computex 2006-utställningen i Taipei , tillkännagavs arbetet med att skapa en prototyp av en fullfjädrad Longmeng ("Dragon's Dream")-dator baserad på Godson II-processorn. Yellow Sheep River tillkännagav också utvecklingen av Municator -639 , en kompakt dator baserad på 400 MHz Godson II.
I september 2006 tillkännagavs utvecklingen av en 47 miljoner transistorversion av Loongson IIE (Godson IIE) , även den 64-bitars, som körs på 1 GHz och stöder MIPS III -instruktionsuppsättningen .
Enligt testresultaten som publicerats av utvecklarna kan den kinesiska processorn konkurrera med Pentium 3 , bara ibland överträffa den.
I mars 2007 togs ett viktigt steg – STMicroelectronics förvärvade en MIPS-licens för juridiskt korrekt massproduktion av mikroprocessorer från Godson-familjen. Den nuvarande modellen är designad för 1 GHz och 90 nm processteknik. Detta möjliggjordes av STMicroelectronics; det fanns inga fabriker med sådan teknik i själva Kina vid den tiden (alla tidigare utgåvor var baserade på 180 nm- processen och nådde bara 500 MHz). Följande egenskaper hos Loongson 2E-processorn finns på företagets webbplats [1] :
Enligt STM-företaget levereras pilotpartier redan till enskilda kunder, licens för kontinuerlig produktion har erhållits för de kommande 5 åren [2] .
Trots att processorn innehåller 47 miljoner transistorer (som jämförelse har Pentium 4 42 miljoner) förbrukar den bara 3-8 watt. I slutet av 2006 var det planerat att uppgradera processorn till version 2F, vilket kommer att ge 30 % högre prestanda och 50 % energibesparingar; dess industriella produktion bör börja före 2008. Den 13 november 2006 meddelade den kinesiska vetenskapsakademin att Godson 2E var redo för massproduktion. Direktör för Institutet för datorteknik vid den kinesiska vetenskapsakademin Li Guojie (李国杰) sa till reportrar att hoppet i kapaciteten mellan processoralternativ 1 och 2B var dubbelt, och mellan 2B, 2C och 2E - trefaldigt. Han konstaterade att deras processorkapacitet i genomsnitt fördubblas varje år, det vill säga 2 gånger snabbare än Moores lag , och att Kina kommer att kunna "kombinera en serie små genombrott till ett stort steg."
Datorer baserade på 600MHz Godson 2E sägs sälja i Kina för 1 599 yuan (ca 200 USD) utan bildskärm, mus eller tangentbord.
Den första generationen, Loongson I, är en 32-bitars processor som körs på 266 MHz. Fokuserad på inbyggda system , såsom POS-terminaler , där hög prestanda och 64-bitars kapacitet inte krävs. Sågs första gången 2002 .
Den andra generationen, Loongson II, är 64-bitars. Arbetade från början med en frekvens på 500 MHz. 2E-versionen av processorn är designad för en ökad klockfrekvens på 1 GHz. Godson-2F-versionen av processorn körs på 1,2 GHz. Studier [3] visade att denna processor är arkitektoniskt kompatibel med MIPS R10000-processorn , men tillverkaren hade inte en licens att implementera MIPS-arkitekturen.
Den 26 december 2007 tillkännagav Kina sin avsikt att bygga en superdator baserad på dess processorer. Ett designteam som leds av akademikern Chen Guoliang (陈国良), en professor vid University of Science and Technology i Kina , planerar att använda 330 Godson-2F-processorer. Storleken på superdatorn är ungefär lika stor som ett hushållskylskåp, kostnaden bör inte överstiga 800 000 yuan .
Generation Loongson III är designad för att fungera vid 1 GHz och flera (från 4 till 16) kärnor. 2011 tillkännagav Kina lanseringen av Godson 3b-processorn med en toppprestanda på 128 Gflops, som bara förbrukar 40 watt el.
GS464E-arkitekturen (tidigt-mitten av 2010-talet) implementerade MIPS64 Release 3-kommandona till fullo. Utöver dem skapades tillägg: [4]
GS464E-instruktionsuppsättningen kallas ibland för LoongISA.
LoongArch -arkitekturen kommer att finnas i alla Loongson-processorer som utvecklas från 2020. Tillkännagivandet av LoongArch-arkitekturen och övergången av Loongson-processorer till en ny arkitektur samtidigt som MIPS-mikroarkitekturen övergavs tillkännagavs i april 2021.
Det nya instruktionssystemet i LoongArch stöder cirka 2000 instruktioner och inkluderar alla nödvändiga tillägg, inklusive vektorinstruktioner, virtualisering och binär översättning. Den kan översätta kommandon för alla ledande operativsystem och applikationer till begripliga Loongson-processorkoder. (Loongson-processorer baserade på MIPS-arkitekturen förlorade upp till 20 % av prestanda under översättningen). [5]
De nya 12nm Loongson 3A5000-processorerna baserade på LoongArch-mikroarkitekturen kommer att gå i massproduktion sommaren 2021.
| namn | Modell | Frekvens [MHz] |
Arkitektur version |
År | kärnor | Process [nm] |
Transistorer [miljoner] |
Kristallstorlek [mm²] |
Förbrukning [W] |
Cache L1I/L1D [KB] |
L2-cache [KB] |
L3-cache [MB] |
Prestanda |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Gudson-1 | ett | 200 | MIPS 32-bitars | 2002 | ett | 180 | -- | -- | ett | 8/8 | Nej | Nej | 19/25 [SPEC CPU2000] |
| Gudson-2 | 2B | 250 | MIPS-III 64-bitars | 2003 | ett | 180 | -- | -- | -- | 32/32 | Nej | Nej | 52/58 [SPEC CPU2000] |
| 2C | 450 | MIPS-III 64-bitars | 2004 | ett | 180 | 13.5 | 41,5 | -- | 64/64 | Nej | Nej | 159/114 [SPEC CPU2000] | |
| STLS2E | 1000 | MIPS-III 64-bitars | 2006 | ett | 90 | 47 | 36 | 7 | 64/64 | 512 | Nej | 503/503 [SPEC CPU2000] | |
| STLS2F | 1200 | MIPS-III 64-bitars | 2007 | ett | 90 | 51 | 43 | 5 | 64/64 | 512 | Nej | -- | |
| L2G | 1000 | MIPS64 | 2010 | ett | 65 | -- | -- | -- | 64/64 | 1024 | Nej | -- | |
| Gudson-3 | STLS3? | 1000 | MIPS64 | 2009 | fyra | 65 | 400+ | -- | tio | 64/64 | 2048 | Nej | -- |
| Loongson 3A1000 [6] | STLS3? | 1000 | MIPS64 (GS464) | 2010 | fyra | 65 | -- | -- | femton | 64/64 | 4096 | Nej | 16 GFLOPS toppprestanda [6] |
| Godson-3b [7] | STLS3? | 1000 | MIPS64 | 2011 | åtta | 65 | 600+ | 300 | 40 | 64/64 | 2x2048 | Nej | 128 GFLOPS toppprestanda |
| Loongson 3B1500 [7] [8] | 1200 | MIPS64 (GS464) | 2014? | åtta | 32 | 1140 | 182 | 30/60 [9] | 64/64 | 8x128 | åtta | 150 GFLOPS toppprestanda [8] | |
| Loongson 3A2000 [10] [11] | 800-1000 | MIPS64 (GS464E) | 2014 | fyra | 40 | -- | -- | femton | 64/64 | 4x256 | fyra | 16 GFLOPS toppprestanda [11] | |
| Loongson 3B2000 [12] | 800-1000 | MIPS64 (GS464E) | 2014 | fyra | 40 | -- | -- | femton | 64/64 | 4x256 | fyra | Upp till 16 GFLOPS | |
| Loongson 3A3000(3B3000) [13] [14] | 1350-1500 | MIPS64 (GS464E) | 2016 | fyra | 28 | -- | -- | trettio | 64/64 | 4x256 | åtta | Upp till 24 GFLOPS [13] 11 int / 10 fp baserat på SPEC CPU2006 [15] | |
| Loongson 3A4000(3B4000) [16] [17] | 1500-2000 | MIPS64 (GS464v) | 2019 | fyra | 28 | -- | -- | 30-50 [18] | 64/64 | 4x256 | åtta | Upp till 128 GFLOPS vid 2 GHz [16] ~20 CPU2006 SPEC-poäng [19] | |
| Loongson 3A5000(3B5000) [20] | 2300-2500 | loongarch64 (GS464V) | 2021 | fyra | 12 | -- | -- | 35 | 64/64 | 4x256 | 16 | Upp till 160 GFLOPS vid 2,5 GHz | |
| Godgson 3C5000 | 2100-2300 | loongarch64 (GS464V) | 2022 | 16 | ? | ? | ? | ? | ? | ? | 32 | Upp till 560 GFLOPs |
Det bör noteras att Godson inte är kompatibel med x86 -instruktionsuppsättningen och använder en modifierad MIPS- instruktionsuppsättning , med vissa kommandon ersatta av liknande som utvecklats av Institute of Computer Technology.
Debian GNU/Linux , gNewSense , Gentoo Linux , Red Flag Linux , NetBSD [21] , OpenBSD [22] ] har porterats för att köras på denna processor . Arbete pågår för att förbereda en version av Slackware Linux ; Inom ramen för projektet Google Summer of Code 2010 slutfördes arbetet med att portera FreeBSD [23] [24] .
En del information om praktisk användning finns i bloggarna "My CPU is Loongson" [25] och "CinnamonPirate" [26] .
Operativsystem som är designade för att köras endast på x86-arkitekturen kan inte köras på Godson ( Microsoft -datoroperativsystem som MS-DOS eller Microsoft Windows ). Operativsystemet Windows CE , som är inriktat på kompakta och inbäddade enheter, har dock porterats till processorn [27] .