在当今数字化时代，芯片作为信息产业的核心，已成为全球科技竞争的焦点。从智能手机到超级计算机，从工业自动化到人工智能，芯片的性能和安全性直接决定了一个国家的科技实力和信息安全水平。
然而，长期以来，全球信息产业主要依赖于美西方主导的X86和ARM体系，这使得许多国家在核心技术上受制于人。中国作为全球最大的电子信息制造国，也在积极探索自主可控的信息技术体系，而龙芯的出现，无疑为中国信息产业的自主发展带来了新的希望。
2024年仲夏时节，海淀会客厅高朋满座，盛友如云。龙芯团队向大家展示了其近年来的研发成果。这不仅是一次技术汇报，更是一场关于中国自主信息技术体系构建的深刻探讨。
一、龙芯的初心：构建第三套体系
龙芯中科董事长胡伟武表示，龙芯的初心是构建全球第三套信息技术体系。当前，全球信息产业主要依赖于美西方主导的X86和ARM体系，这种依赖关系使得中国信息产业在核心技术上面临诸多挑战。2024年，中国规上工业企业利润率仅为5.4%，其中电子工业利润仅为4.0%，而苹果公司的利润却高达937亿美元。这一巨大的差距背后，反映出中国信息产业在核心技术上受制于人的问题。
总书记深刻洞察到这一问题，指出“在别人的墙基上砌房子，再大再漂亮也可能经不起风雨，甚至不堪一击”。中国信息产业的墙基仍然在硅谷，这种依赖关系严重制约了中国信息产业的自主发展和利润提升。
总书记提出要加速推进国产自主可控替代计划，即信创，构建安全可控的信息技术体系。这是中国共产党领袖首次明确提出中国信息产业要构建自己的体系，这一指示为中国信息产业的发展指明了方向。
中国在其他领域已经成功构建了自己的体系。例如，在导航领域，中国有北斗；在航空领域，中国有空客。那么在信息技术领域，中国也必须有自己的体系，这就是龙芯所致力于构建的“中国体系”。要实现这一目标，必须掌握根技术。改革开放以来，中国信息产业主要基于美西方的CPU和操作系统发展整机和应用，取得了一定的成就。
然而，在发展过程中，我们发现更低层的根技术仍然被“卡脖子”，依赖国外技术授权。例如，ARM的V9指令系统，部分中国企业未能获得授权，只能停留在V8；同时，国外对高性能IP的授权也对中国企业进行限制。此外，依赖国外或境外供应链的问题也十分突出，如芯片生产工艺和材料设备，尤其是光刻机对中国实施禁令。这些都表明，指令系统、IP和生产工艺是信息产业的根技术，而其中指令系统更是主根。只有掌握这些根技术，才能真正实现自主可控。
龙芯坚持“三自主”路线，即自主指令系统、自主IP核、基于自主工艺生产。这是龙芯在国内CPU企业中的独特之处。毛泽东主席曾说：“封锁吧，封锁它十年八年，中国的一切问题都解决了。”
龙芯团队坚信，从2018年美国发动科技战开始，到2027年党的二十一大之前，中国有望基本解决这些问题。龙芯在自主研发方面取得了显著成果，研发了众多IP核，包括CPU、GPU、密码IP、高速接口、内存接口、音视频接口等，并基于自主工艺开发了28纳米、十几纳米甚至几纳米的硬IP。这些IP均为龙芯自主研发，无需购买第三方IP，节省了大量成本。
二、性能提升：跨越技术高峰
在CPU性能方面，龙芯经过二十多年的积累，完成了性能“补课”，逐步缩小与市场主流产品的差距。英特尔等市场主流产品在过去几十年间性能提升迅速，尤其是在九十年代，性能每年提高50%，但近年来增速放缓。龙芯以英特尔的性能曲线为目标，努力追赶。
2002年龙芯推出时，性能相当于英特尔1995年的水平。提升性能主要有两种方法：设计优化和工艺升级。工艺升级如同武器装备，设计优化则如同战略战术。尽管龙芯承认在工艺上与对手存在一定差距，但通过设计优化仍然可以有效提升性能。龙芯的发展历程充分证明了这一点。
龙芯的第一代微结构3A1000和3B1500性能不足，市场反馈不佳。2012年发布的3A1000性能仅为当时英特尔第三代酷睿的1/10。然而，龙芯并未气馁，通过不断优化设计，第二代微结构3A2000在工艺几乎不变的情况下，性能提升了2.5倍。第三代微结构3A4000仍然采用28纳米工艺，性能却提高了两倍。第四代微结构3A6000性能进一步提升，达到2025年英特尔第四代酷睿的水平。龙芯的性能提升过程中，设计优化发挥了重要作用，其中8倍的性能提升是通过设计优化实现的。
指令系统作为信息产业的根技术之一，对产业发展具有深远影响。指令系统是计算机软硬件之间的语言，计算机硬件只认指令系统，而不认其他高级语言。中国信息产业目前主要基于X86和ARM两种指令系统，但要构建自己的信息技术体系，必须拥有自己的指令系统。指令系统的拥有者决定了商业模式和产业结构，例如英特尔和ARM分别通过不同的授权模式影响着市场格局。
龙芯于2025年推出了龙芯指令系统（LoongArch），并投入大量资源建设软件生态。尽管龙芯指令系统的生态建设还相对薄弱，但已经取得了显著进展。龙芯的指令系统得到了国际开源社区的认可，成为与X86、ARM、RISC-V并列的四大活跃指令系统之一。
龙芯基于自身指令系统构建了完整的Linux基础软件体系，能够直接构建出操作系统，并得到了操作系统企业和社区的支持，如Loongnix、统信、麒麟、欧拉、龙蜥等均有龙架构版本。此外，龙芯还积极与应用软件厂商合作，推动主流应用软件对龙架构的支持，如WPS、微信、QQ、钉钉、腾讯会议等。
三、产品系列与技术突破：迈向多元化与高性能
龙芯经过多年的发展，形成了三大CPU系列：龙芯3号面向桌面和服务器应用，龙芯2号面向工控和终端应用，龙芯1号面向嵌入式专门应用。龙芯CPU是国内自主CPU中谱系最全、应用最广的系列，因为龙芯无需依赖他人授权，拥有完全自主的研发能力。
在产品发展策略上，龙芯遵循“先单后多，先通后专”的原则。先单后多是指先提高单核性能，再增加核数。2010年前后，龙芯曾因过度追求多核而忽视单核性能，导致产品市场表现不佳。经过反思，龙芯在2010年到2025年期间专注于四核设计，提升单核性能。
2023年发布的3A6000单核性能达到市场主流产品水平，随后龙芯开始增加核数，推出多核产品。先通后专则是指先发展通用CPU，再发展专用GPU和GPGPU。龙芯的体系需要从底层逐步构建，不能急于求成。通过这种策略，龙芯逐步完善了自己的技术体系。
龙芯3C6000系列服务器CPU是龙芯在服务器领域的重要成果。3C6000采用单硅片16核32线程设计，主频在2.0到2.2G之间，受限于功耗而无法达到更高的设计频率。该芯片具备32兆片上高速缓存、四个72位内存通道和多个PCIE接口，IO性能大幅提升。
龙芯通过龙链技术实现片间互连，破解了Chiplet的关键核心技术，降低了延迟，提高了带宽效率。3C6000的性能在相同工艺下达到了上一代产品的数倍，尤其在定点多核性能方面表现出色，与自强16核处理器相当。龙芯还推出了3C6000Q，通过四个硅片实现四核128线程的配置，进一步提升了性能。龙芯3C6000系列的发布，标志着龙芯在服务器领域的技术成熟度和市场竞争力大幅提升。
龙芯2K3000（也称为3B6000M）是面向工控和终端应用的CPU，体现了龙芯“先通后专”的发展战略。该芯片集成了龙芯自主研发的364核，具备图形处理器和AI处理器功能，功耗低至0.7瓦，具有丰富的接口和功能。2K3000的发布标志着龙芯在AI领域迈出了重要一步，从端侧推理类应用开始，逐步拓展到更广泛的AI应用场景。
龙芯坚持自主研发GPGPU技术路线，其第二代LG200 GPGPU具备图形和AI处理能力，未来龙芯面向桌面的处理器都将标配GPGPU。龙芯的GPGPU架构设计经过多年的优化和创新，具备良好的可扩展性和性能表现。2K3000的成功研制不仅提升了龙芯在工控和终端领域的竞争力，还为龙芯未来在AI领域的进一步发展奠定了坚实基础。
四、生态建设：开启新征程
龙芯的生态建设是其发展的重要组成部分。龙芯通过“三剑客”——第四代微结构的3C6000、2K3000和3A6000，实现了性价比的大幅提升。龙芯的市场策略是“点面结合”，在信创市场继续磨炼生态，同时在单一应用领域，如存储服务器、工业服务器、网安设备、云终端等，凭借性价比优势逐步走向开放市场竞争。
龙芯的生态建设分为多个阶段。在“十二五”期间，龙芯主要面向国家战略，应用于工控类领域，软件生态相对简单。随着性价比的提升，龙芯逐步走向开放市场，应用场景不断拓展。在“十三五”期间，龙芯应用于电子政务和办公信息化领域，软件生态逐渐完善。进入“十四五”期间，龙芯在关键行业应用中取得突破，如教育、医疗、能源、电信等领域，应用场景进一步拓展。未来“十五五”期间，龙芯将走向开放市场应用，性价比优势将更加明显，同时龙芯还将走向“一带一路”市场，对相关国家进行技术授权，帮助他们构建自主的CPU体系。
龙芯在生态建设中还注重解决应用软件的瓶颈问题。例如，龙芯通过二进制翻译技术，解决了Linux桌面打印机驱动问题，大幅提升了Linux桌面的兼容性。此外，龙芯还实现了Linux和Windows窗口、文件系统、IO设备的三融合，降低了业务类应用的迁移适配门槛。
五、未来展望：构建全球第三套信息技术体系
龙芯的未来发展目标是构建全球第三套信息技术体系，形成与X86、ARM三足鼎立的格局。这一目标不仅需要强大的技术实力，还需要坚韧不拔的精神。毛泽东主席曾说：“世上无难事，只要肯攀登。”龙芯团队正是凭借这种精神，在自主研发的道路上不断前行。
龙芯的第五代微结构将进一步提升性能，每G赫兹性能有望达到世界领先水平。龙芯还将继续优化设计，通过增加二进制翻译指令，提升对主流桌面系统和应用的兼容性。此外，龙芯将继续拓展产品线，推出更多高性能、低功耗的芯片产品，满足不同应用场景的需求。
在生态建设方面，龙芯将继续加强与国内外合作伙伴的合作，推动自主可控的信息技术体系和产业生态的建设。龙芯将通过技术授权和合作开发，帮助更多国家和地区实现信息技术的自主可控发展。同时，龙芯还将积极参与国际开源社区，推动全球信息技术的开放与合作。
六、今日长缨在手，龙芯书写属于中国芯的辉煌篇章
龙芯的发展历程是中国信息产业自主发展的一个缩影。从最初的艰难起步，到如今在多个领域取得突破，龙芯凭借其坚定的信念和不懈的努力，为中国信息产业的自主可控发展树立了榜样。在全球科技竞争日益激烈的今天，龙芯的使命不仅是为中国信息产业提供自主可控的核心技术，更是为全球信息技术的多样化发展贡献中国智慧。
未来，龙芯将继续沿着自主可控的道路前行，不断提升技术水平，完善生态建设。我们相信，随着龙芯的不断发展，中国信息产业将在全球舞台上展现出更强的竞争力，为构建一个更加安全、可靠、自主的信息技术体系而努力奋斗。
在数字化浪潮的推动下，龙芯正以坚定的步伐迈向未来。让我们共同期待，龙芯能够在信息产业的星辰大海中，书写属于中国芯的辉煌篇章。
