Loongson er en generel mikroprocessorarkitektur udviklet af det kinesiske videnskabsakademi for at skabe et alternativ til produkter fra Intel og AMD . Chefdesigner - Professor Hu Weiu(Weiwu Hu) fra Institute of Computer Technology. Selvom arkitekturens oprindelige navn, Godson, er blevet ændret til Loongson, bliver processoren, i modsætning til arkitekturen, stadig ofte omtalt som Godson.
I 2002 grundlagde tre organisationer - Institute of Computer Technology, Det Kinesiske Videnskabsakademi og Jiangsu Zhongy Group - virksomheden ( corporation ) BLX IC Design Corporation ( Beijing ), som udvikler 32-bit og 64-bit versioner af processoren, herunder inklusive en indlejret version, samt software til den og demomodeller.
Yderligere to udviklinger er på designstadiet - Longmeng og Sinomanic .
I starten hed udviklingen Godson , som på engelsk betyder "godson". Så blev varianten Loongson foreslået , som kan oversættes til " dragens søn ".
Instruktionssættet af tidlige processorer var faktisk kompatibelt med MIPS-arkitekturen .
I marts 2006, på Computex 2006-udstillingen i Taipei , blev arbejdet annonceret med at skabe en prototype af en fuldgyldig Longmeng ("Dragon's Dream")-computer baseret på Godson II-processoren. Yellow Sheep River annoncerede også udviklingen af YSR-639 , en kompakt computer baseret på 400 MHz Godson II.
I september 2006 blev udviklingen af en 47 millioner transistorversion af Loongson IIE (Godson IIE) , også 64-bit, der kører ved 1 GHz og understøtter MIPS III instruktionssættet, annonceret .
Ifølge testresultaterne offentliggjort af udviklerne er den kinesiske processor i stand til at konkurrere med Pentium 3 , kun nogle gange overgå den.
I marts 2007 blev et vigtigt skridt taget - STMicroelectronics erhvervede en MIPS-licens til den juridisk korrekte masseproduktion af mikroprocessorer fra Godson-familien. Den nuværende model er designet til 1 GHz og 90 nm procesteknologi. Dette blev muliggjort af STMicroelectronics; der var ingen fabrikker med sådan teknologi i selve Kina på det tidspunkt (alle tidligere udgivelser var baseret på 180 nm - processen og nåede kun 500 MHz). Følgende karakteristika for Loongson 2E-processoren er angivet på virksomhedens hjemmeside [1] :
Ifølge STM-virksomheden bliver der allerede leveret pilotbatcher til individuelle kunder, der er opnået tilladelse til kontinuerlig produktion for de næste 5 år [2] .
På trods af at processoren indeholder 47 millioner transistorer (til sammenligning har Pentium 4 42 millioner), bruger den kun 3-8 watt. I slutningen af 2006 var det planlagt at opgradere processoren til version 2F, hvilket vil give 30 % mere ydeevne og 50 % energibesparelser; dens industrielle produktion skulle begynde inden 2008. Den 13. november 2006 annoncerede det kinesiske videnskabsakademi, at Godson 2E var klar til masseproduktion. Direktør for Institute of Computer Technology ved det kinesiske videnskabsakademi Li Guojie (李国杰) fortalte journalister, at springet i kapaciteter mellem processormuligheder 1 og 2B var dobbelt, og mellem 2B, 2C og 2E - trefoldigt. Han udtalte, at deres processorkapacitet i gennemsnit fordobles hvert år, det vil sige 2 gange hurtigere end Moores lov , og at Kina vil være i stand til at "kombinere en række små gennembrud til ét stort spring."
Computere baseret på 600MHz Godson 2E siges at sælge i Kina for 1.599 yuan (ca. US$200) uden skærm, mus eller tastatur.
Den første generation, Loongson I, er en 32-bit processor, der kører på 266 MHz. Fokuseret på indlejrede systemer , såsom POS-terminaler , hvor høj ydeevne og 64-bit-kapacitet ikke er påkrævet. Første gang set i 2002 .
Anden generation, Loongson II, er 64-bit. Arbejdede oprindeligt ved en frekvens på 500 MHz. 2E-versionen af processoren er designet til en øget clockfrekvens på 1 GHz. Godson-2F-versionen af processoren kører på 1,2 GHz. Undersøgelser [3] viste, at denne processor er arkitektonisk kompatibel med MIPS R10000-processoren , men producenten havde ikke en licens til at implementere MIPS-arkitekturen.
Den 26. december 2007 annoncerede Kina sin hensigt om at bygge en supercomputer baseret på dets processorer. Et designteam ledet af akademiker Chen Guoliang (陈国良), en professor ved University of Science and Technology i Kina , planlægger at bruge 330 Godson-2F-processorer. Størrelsen af supercomputeren er omtrent på størrelse med et husholdningskøleskab, prisen bør ikke overstige 800.000 yuan .
Generation Loongson III er designet til at fungere ved 1 GHz og flere (fra 4 til 16) kerner. I 2011 annoncerede Kina frigivelsen af Godson 3b-processoren med en maksimal ydeevne på 128 Gflops, der kun forbruger 40 watt elektricitet.
GS464E-arkitekturen (begyndelsen af midten af 2010'erne) implementerede MIPS64 Release 3-kommandoerne fuldt ud. Ud over dem blev der oprettet udvidelser: [4]
GS464E-instruktionssættet omtales nogle gange som LoongISA.
LoongArch -arkitekturen vil være i alle Loongson-processorer, der udvikles fra 2020. Annonceringen af LoongArch-arkitekturen og overgangen af Loongson-processorer til en ny arkitektur, mens MIPS-mikroarkitekturen blev opgivet, blev annonceret i april 2021.
Det nye instruktionssystem i LoongArch understøtter omkring 2000 instruktioner og inkluderer alle nødvendige udvidelser, inklusive vektorinstruktioner, virtualisering og binær oversættelse. Det kan oversætte kommandoer fra alle førende operativsystemer og applikationer til forståelige Loongson-processorkoder. (Loongson-processorer baseret på MIPS-arkitekturen mistede op til 20 % af ydeevnen under oversættelse). [5]
De nye 12nm Loongson 3A5000-processorer baseret på LoongArch-mikroarkitekturen vil gå i masseproduktion i sommeren 2021.
| Navn | Model | Frekvens [MHz] |
Arkitektur version |
År | kerner | Proces [nm] |
Transistorer [millioner] |
Krystalstørrelse [mm²] |
Forbrug [W] |
Cache L1I/L1D [KB] |
L2 cache [KB] |
L3-cache [MB] |
Ydeevne |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Godson-1 | en | 200 | MIPS 32-bit | 2002 | en | 180 | -- | -- | en | 8/8 | Ingen | Ingen | 19/25 [SPEC CPU2000] |
| Godson-2 | 2B | 250 | MIPS-III 64-bit | 2003 | en | 180 | -- | -- | -- | 32/32 | Ingen | Ingen | 52/58 [SPEC CPU2000] |
| 2C | 450 | MIPS-III 64-bit | 2004 | en | 180 | 13.5 | 41,5 | -- | 64/64 | Ingen | Ingen | 159/114 [SPEC CPU2000] | |
| STLS2E | 1000 | MIPS-III 64-bit | 2006 | en | 90 | 47 | 36 | 7 | 64/64 | 512 | Ingen | 503/503 [SPEC CPU2000] | |
| STLS2F | 1200 | MIPS-III 64-bit | 2007 | en | 90 | 51 | 43 | 5 | 64/64 | 512 | Ingen | -- | |
| L2G | 1000 | MIPS64 | 2010 | en | 65 | -- | -- | -- | 64/64 | 1024 | Ingen | -- | |
| Godson-3 | STLS3? | 1000 | MIPS64 | 2009 | fire | 65 | 400+ | -- | ti | 64/64 | 2048 | Ingen | -- |
| Loongson 3A1000 [6] | STLS3? | 1000 | MIPS64 (GS464) | 2010 | fire | 65 | -- | -- | femten | 64/64 | 4096 | Ingen | 16 GFLOPS topydelse [6] |
| Godson-3b [7] | STLS3? | 1000 | MIPS64 | 2011 | otte | 65 | 600+ | 300 | 40 | 64/64 | 2x2048 | Ingen | 128 GFLOPS topydelse |
| Loongson 3B1500 [7] [8] | 1200 | MIPS64 (GS464) | 2014? | otte | 32 | 1140 | 182 | 30/60 [9] | 64/64 | 8x128 | otte | 150 GFLOPS topydelse [8] | |
| Loongson 3A2000 [10] [11] | 800-1000 | MIPS64 (GS464E) | 2014 | fire | 40 | -- | -- | femten | 64/64 | 4x256 | fire | 16 GFLOPS topydelse [11] | |
| Loongson 3B2000 [12] | 800-1000 | MIPS64 (GS464E) | 2014 | fire | 40 | -- | -- | femten | 64/64 | 4x256 | fire | Op til 16 GFLOPS | |
| Loongson 3A3000(3B3000) [13] [14] | 1350-1500 | MIPS64 (GS464E) | 2016 | fire | 28 | -- | -- | tredive | 64/64 | 4x256 | otte | Op til 24 GFLOPS [13] 11 int / 10 fp baseret på SPEC CPU2006 [15] | |
| Loongson 3A4000(3B4000) [16] [17] | 1500-2000 | MIPS64 (GS464v) | 2019 | fire | 28 | -- | -- | 30-50 [18] | 64/64 | 4x256 | otte | Op til 128 GFLOPS ved 2 GHz [16] ~20 CPU2006 SPEC-punkter [19] | |
| Loongson 3A5000(3B5000) [20] | 2300-2500 | loongarch64 (GS464V) | 2021 | fire | 12 | -- | -- | 35 | 64/64 | 4x256 | 16 | Op til 160 GFLOPS ved 2,5 GHz | |
| Godgson 3C5000 | 2100-2300 | loongarch64 (GS464V) | 2022 | 16 | ? | ? | ? | ? | ? | ? | 32 | Op til 560 GFLOP'er |
Det skal bemærkes, at Godson ikke er kompatibel med x86- instruktionssættet og bruger et modificeret MIPS- instruktionssæt , med nogle kommandoer erstattet af lignende, udviklet af Institute of Computer Technology.
Debian GNU/Linux , gNewSense , Gentoo Linux , Red Flag Linux , NetBSD [21] , OpenBSD [22] ] er blevet porteret til at køre på denne processor . Der arbejdes på at forberede en version af Slackware Linux ; Inden for rammerne af Google Summer of Code 2010-projektet blev arbejdet med portering af FreeBSD [23] [24] også afsluttet .
Nogle oplysninger om praktisk brug kan findes i bloggene "My CPU is Loongson" [25] og "CinnamonPirate" [26] .
Operativsystemer designet til kun at køre på x86-arkitekturen kan ikke køre på Godson ( Microsoft desktop-operativsystemer såsom MS-DOS eller Microsoft Windows ). Windows CE -operativsystemet , rettet mod kompakte og indlejrede enheder, er imidlertid blevet overført til processoren [27] .