Loongson este o arhitectură de microprocesor de uz general dezvoltată de Academia Chineză de Științe pentru a crea o alternativă la produsele Intel și AMD . Proiectant șef - profesor Hu Weiu(Weiwu Hu) de la Institutul de Tehnologia Calculatoarelor. Deși numele original al arhitecturii, Godson, a fost schimbat în Loongson, procesorul, spre deosebire de arhitectură, este încă adesea denumit Godson.
În 2002, trei organizații - Institutul de Tehnologie a Calculatoarelor, Academia Chineză de Științe și Grupul Jiangsu Zhongy - au fondat compania ( corporația ) BLX IC Design Corporation ( Beijing ), care dezvoltă versiuni pe 32 și 64 de biți. procesorului, inclusiv inclusiv o versiune încorporată , precum și software pentru acesta și modele demo.
Încă două dezvoltări sunt în faza de proiectare - Longmeng și Sinomanic .
Inițial, dezvoltarea a fost numită Godson , care în engleză înseamnă „finul”. Apoi a fost propusă varianta Loongson , care poate fi tradusă ca „fiul dragonului ”.
Setul de instrucțiuni al procesoarelor timpurii era de fapt compatibil cu arhitectura MIPS .
În martie 2006, la expoziția Computex 2006 din Taipei , au fost anunțate lucrări pentru crearea unui prototip de computer Longmeng („Dragon’s Dream”) bazat pe procesorul Godson II. Yellow Sheep River a anunțat și dezvoltarea YSR-639 , un computer compact bazat pe Godson II de 400 MHz.
În septembrie 2006, a fost anunțată dezvoltarea unei versiuni de 47 de milioane de tranzistori a Loongson IIE (Godson IIE) , tot pe 64 de biți, care rulează la 1 GHz și care acceptă setul de instrucțiuni MIPS III .
Conform rezultatelor testelor publicate de dezvoltatori, procesorul chinez este capabil să concureze cu Pentium 3 , depășindu-l doar uneori.
În martie 2007, a fost făcut un pas important - STMicroelectronics a achiziționat o licență MIPS pentru producția în masă corectă din punct de vedere legal de microprocesoare din familia Godson. Modelul actual este proiectat pentru tehnologia de proces de 1 GHz și 90 nm . Acest lucru a fost posibil de STMicroelectronics; nu existau fabrici cu o asemenea tehnologie în China însăși la acea vreme (toate versiunile anterioare s-au bazat pe procesul de 180 nm și au ajuns doar la 500 MHz). Următoarele caracteristici ale procesorului Loongson 2E sunt prezentate pe site-ul companiei [1] :
Potrivit companiei STM, loturi pilot sunt deja livrate clienților individuali, s-a obținut o licență de producție continuă pentru următorii 5 ani [2] .
În ciuda faptului că procesorul conține 47 de milioane de tranzistori (pentru comparație, Pentium 4 are 42 de milioane), consumă doar 3-8 wați. La sfârșitul anului 2006, s-a planificat upgrade-ul procesorului la versiunea 2F, care va aduce cu 30% mai multă performanță și 50% economii de energie; producția sa industrială ar trebui să înceapă înainte de 2008. Pe 13 noiembrie 2006, Academia Chineză de Științe a anunțat că Godson 2E este gata pentru producție în masă. Directorul Institutului de Tehnologia Calculatoarelor din cadrul Academiei Chineze de Științe Li Guojie (李国杰) a declarat reporterilor că creșterea capacităților între opțiunile de procesor 1 și 2B a fost dublă, iar între 2B, 2C și 2E - de trei ori. El a declarat că, în medie, capacitățile procesoarelor lor se dublează în fiecare an, adică de 2 ori mai rapid decât Legea lui Moore și că China va putea „combine o serie de mici descoperiri într-un singur salt mare”.
Se spune că computerele bazate pe Godson 2E de 600 MHz se vând în China cu 1.599 de yuani (aproximativ 200 USD) fără monitor, mouse sau tastatură.
Prima generație, Loongson I, este un procesor pe 32 de biți care rulează la 266 MHz. Axat pe sisteme încorporate , cum ar fi terminalele POS , unde nu sunt necesare performanțe ridicate și capacitatea de 64 de biți. Văzut pentru prima dată în 2002 .
A doua generație, Loongson II, este pe 64 de biți. A funcționat inițial la o frecvență de 500 MHz. Versiunea 2E a procesorului este proiectată pentru o frecvență de ceas crescută de 1 GHz. Versiunea Godson-2F a procesorului rulează la 1,2 GHz. Studiile [3] au arătat că acest procesor este compatibil arhitectural cu procesorul MIPS R10000 , dar producătorul nu avea licență pentru implementarea arhitecturii MIPS.
Pe 26 decembrie 2007, China și-a anunțat intenția de a construi un supercomputer bazat pe procesoarele sale. O echipă de proiectare condusă de academicianul Chen Guoliang (陈国良), profesor la Universitatea de Știință și Tehnologie din China , intenționează să folosească 330 de procesoare Godson-2F. Dimensiunea supercomputerului este de aproximativ dimensiunea unui frigider de uz casnic, costul nu trebuie să depășească 800.000 de yuani .
Generația Loongson III este proiectată să funcționeze la 1 GHz și mai multe nuclee (de la 4 la 16). În 2011, China a anunțat lansarea procesorului Godson 3b cu o performanță de vârf de 128 Gflops, consumând doar 40 de wați de energie electrică.
Arhitectura GS464E (începutul anilor 2010) a implementat complet comenzile MIPS64 Release 3. Pe lângă acestea, au fost create extensii: [4]
Setul de instrucțiuni GS464E este uneori denumit LoongISA.
Arhitectura LoongArch va fi în toate procesoarele Loongson care sunt dezvoltate din 2020. Anunțul arhitecturii LoongArch și tranziția procesoarelor Loongson la o nouă arhitectură, abandonând microarhitectura MIPS, a fost anunțat în aprilie 2021.
Noul sistem de instrucțiuni din LoongArch acceptă aproximativ 2000 de instrucțiuni și include toate extensiile necesare, inclusiv instrucțiuni vectoriale, virtualizare și traducere binară. Poate traduce comenzile tuturor sistemelor de operare și aplicațiilor de top în coduri de procesor Loongson ușor de înțeles. (Procesoarele Loongson bazate pe arhitectura MIPS au pierdut până la 20% din performanță în timpul traducerii). [5]
Noile procesoare Loongson 3A5000 de 12 nm bazate pe microarhitectura LoongArch vor intra în producție de masă în vara anului 2021.
| Nume | Model | Frecvență [MHz] |
Versiune de arhitectură |
An | miezuri | Proces [nm] |
Tranzistoare [milioane] |
Dimensiunea cristalului [mm²] |
Consum [W] |
Cache L1I/L1D [KB] |
Cache L2 [KB] |
Cache L3 [MB] |
Performanţă |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| finul-1 | unu | 200 | MIPS pe 32 de biți | 2002 | unu | 180 | -- | -- | unu | 8/8 | Nu | Nu | 19/25 [SPEC CPU2000] |
| Finul-2 | 2B | 250 | MIPS-III pe 64 de biți | 2003 | unu | 180 | -- | -- | -- | 32/32 | Nu | Nu | 52/58 [SPEC CPU2000] |
| 2C | 450 | MIPS-III pe 64 de biți | 2004 | unu | 180 | 13.5 | 41,5 | -- | 64/64 | Nu | Nu | 159/114 [SPEC CPU2000] | |
| STLS2E | 1000 | MIPS-III pe 64 de biți | 2006 | unu | 90 | 47 | 36 | 7 | 64/64 | 512 | Nu | 503/503 [SPEC CPU2000] | |
| STLS2F | 1200 | MIPS-III pe 64 de biți | 2007 | unu | 90 | 51 | 43 | 5 | 64/64 | 512 | Nu | -- | |
| L2G | 1000 | MIPS64 | 2010 | unu | 65 | -- | -- | -- | 64/64 | 1024 | Nu | -- | |
| Finul-3 | STLS3? | 1000 | MIPS64 | 2009 | patru | 65 | 400+ | -- | zece | 64/64 | 2048 | Nu | -- |
| Loongson 3A1000 [6] | STLS3? | 1000 | MIPS64 (GS464) | 2010 | patru | 65 | -- | -- | cincisprezece | 64/64 | 4096 | Nu | Performanță maximă de 16 GFLOPS [6] |
| finul-3b [7] | STLS3? | 1000 | MIPS64 | 2011 | opt | 65 | 600+ | 300 | 40 | 64/64 | 2x2048 | Nu | Performanță maximă de 128 GFLOPS |
| Loongson 3B1500 [7] [8] | 1200 | MIPS64 (GS464) | 2014? | opt | 32 | 1140 | 182 | 30/60 [9] | 64/64 | 8x128 | opt | Performanță maximă de 150 GFLOPS [8] | |
| Loongson 3A2000 [10] [11] | 800-1000 | MIPS64 (GS464E) | 2014 | patru | 40 | -- | -- | cincisprezece | 64/64 | 4x256 | patru | Performanță maximă de 16 GFLOPS [11] | |
| Loongson 3B2000 [12] | 800-1000 | MIPS64 (GS464E) | 2014 | patru | 40 | -- | -- | cincisprezece | 64/64 | 4x256 | patru | Până la 16 GFLOPS | |
| Loongson 3A3000(3B3000) [13] [14] | 1350-1500 | MIPS64 (GS464E) | 2016 | patru | 28 | -- | -- | treizeci | 64/64 | 4x256 | opt | Până la 24 GFLOPS [13] 11 int / 10 fp bazat pe SPEC CPU2006 [15] | |
| Loongson 3A4000(3B4000) [16] [17] | 1500-2000 | MIPS64 (GS464v) | 2019 | patru | 28 | -- | -- | 30-50 [18] | 64/64 | 4x256 | opt | Până la 128 GFLOPS la 2 GHz [16] ~20 puncte SPEC CPU2006 [19] | |
| Loongson 3A5000(3B5000) [20] | 2300-2500 | loongarch64 (GS464V) | 2021 | patru | 12 | -- | -- | 35 | 64/64 | 4x256 | 16 | Până la 160 GFLOPS la 2,5 GHz | |
| Godgson 3C5000 | 2100-2300 | loongarch64 (GS464V) | 2022 | 16 | ? | ? | ? | ? | ? | ? | 32 | Până la 560 GFLOP |
Trebuie remarcat faptul că Godson nu este compatibil cu setul de instrucțiuni x86 și folosește un set de instrucțiuni MIPS modificat , cu unele comenzi înlocuite cu altele similare dezvoltate de Institute of Computer Technology.
Debian GNU/Linux , gNewSense , Gentoo Linux , Red Flag Linux , NetBSD [21] , OpenBSD [22] ] au fost portate pentru a rula pe acest procesor . Se lucrează la pregătirea unei versiuni de Slackware Linux ; De asemenea, în cadrul proiectului Google Summer of Code 2010, au fost finalizate lucrările de portare a FreeBSD [23] [24] .
Câteva informații despre utilizarea practică pot fi găsite în blogurile „My CPU is Loongson” [25] și „CinnamonPirate” [26] .
Sistemele de operare concepute să ruleze numai pe arhitectura x86 nu pot rula pe Godson ( sisteme de operare desktop Microsoft , cum ar fi MS-DOS sau Microsoft Windows ). Cu toate acestea, sistemul de operare Windows CE , destinat dispozitivelor compacte și încorporate, a fost portat la procesor [27] .