国产架构的龙芯CPU可以跑QQ了！底层重写、与x86/Arm肩并肩-排行榜大全

2月24日，腾讯官方发布QQ Linux v3.1.0版本，正式开始支持龙芯中科的LoongArch龙架构平台，可在基于龙芯3A5000处理器终端的UOS、麒麟、Loongnix等操作系统上原生运行。

自此，龙架构和x86、Arm并列，成为腾讯QQ官方同步支持的三大CPU架构。

作为一款国民级即时通信软件，QQ对龙架构平台的支持，标志着龙芯生态更加丰富、好用，对于龙芯开拓消费市场，完善信创生态体系具有重要意义。

值得一提的是，龙芯厂商的产品在迭代中形成了新世界和旧世界的说法，新旧世界支持的Linux版本并不完全一致。

考虑到受众范围与结合龙芯提供的工具链等实际情况，目前的QQ Linux版优先适配了旧世界版本。

QQ Linux v3.1.0版本采用全新架构，基于QQ NT技术架构驱动，支持消息、小世界、QQ空间板块等功能。

龙架构版本的QQ适配了原QQ Linux v3.0.0的全部功能，支持“跟随系统外观，智能切换”、“全局搜索，快速搜索”、“群应用，图片、文件轻松传送”等等。

同时，新版本还增加了“多帐号登录及管理”、“截图”、“转发面板支持查看转发对象详情”等功能。

打开QQ空间

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设置跟随系统外观

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使用QQ截图

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群内传输图片

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多帐号管理

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如何看待国产龙芯处理器？

但这个团队完全没有市场思维，不懂市场经济，不懂杠杠原理。因此，即使再给20年，也还是一个市场边缘产品。

龙芯公司体量太小，人手严重不足，专职从事开发工作的工程师数量更缺，这是一个不争的事实。

针对这个现状，龙芯应该效仿ARM公司初期在自己弱小的时候走组队模式(傻子才会指望几百名工程师真的能击败英特尔AMD数万名工程师团队)。龙芯公司主动放弃开发具体的芯片产品，集中精力开发新一代ip核，切实提高新一代ip核的性能，然后将ip核授权给其他公司开发具体的芯片产品。

当前，包括中国在内的很多国家认识到过度依赖美国的英特尔和AMD的产品，会导致国家安全存在巨大的漏洞。想摆脱，自己又搞不定。这时候如果有一家公司能够出售ip核帮助这些国家尽快推出自己的计算机芯片来平衡因特尔和AMD的影响，我相信很多国家会乐观其成。像俄罗斯、印度、韩国、欧洲各国，想摆脱美国英特尔和AMD的国家真的是太多了。

在国内，可以把ip核授权给华为、联想、浪潮、紫光等公司。这样一来，龙芯相关产品的开发人员迅速壮大到数十万工程师，与之相关的从业人员达到数百万，完全不是梦。

虽然性能不如intel，但是真正的自主可控，是纯正的中国芯。

一、龙芯的自主可控

龙芯真正立项是2001年左右，当时奔着就是自主可控的方向去做的，所以选择了MIPS架构，并且直接买了下来，别人不再使用了，而不是所谓的授权，不像ARM这种。

在买下MIPS架构之后，龙芯团队还扩展了指令集，可以说龙芯是来源于MIPS,但又脱胎于MIPS，是从架构开始就属于自主可控的中国芯，是纯正的中国芯。

也正因为如此，所以目前龙芯在政府、军事、金融、教育等众多行业，对保密性有要求的领域，对安全可控非常重视的领域，得到了大量的使用。

二、龙芯的性能

对于一款芯片，自然是要考虑性能的，目前龙芯的性能和intel比较起来，确实有3-5年左右的差距，所以个人消费者对龙芯没什么感知，因为龙芯也没有面向个人消费领域，因为这个领域喜欢“不服跑个分”，自然龙芯很难得到认可。

更重要的是，个人消费领域，对生态要求很高，目前windows只能安装在X86架构的intel\AMD芯片上，不支持龙芯，所以使用龙芯的笔记本、台式机非常少。

三、龙芯的意义

另外，目前很多人对于龙芯有误解，觉得这芯片性能不行，完全是在靠政府补贴的货，但其实还真不是的，国家早就不补贴龙芯了。

龙芯现在是商业化动作，完全的自负盈亏的，并且在2014年龙芯就实现了盈利，2019年利润有1亿多，这些年以来龙芯纳的税早已经超过了政府给予的补贴，所以不要拿骗补来说龙芯。

龙芯一旦成功，将真正的使中国芯摆脱国外的依赖，毕竟ARM还要依赖ARM架构，但龙芯啥都不依赖，完全的100%纯正中国芯，意义重大，值得大家支持。

龙芯是基于MIPS指令集来的，而且获得了相关指令集的永久授权，可以说在指令集等知识产权上面龙芯不存在被卡脖子的问题了，不过因为MIPS指令集在目前的市场上已经没有什么地位，所以其应用领域比较有限，起码在消费级市场上面是看不到多少希望了，消费市场上的PC主要是X86架构处理器，而手机等中端主要是ARM处理器，根本就没有留给龙芯多少空间，虽然很多人说龙芯的性能达到了英特尔某些产品的多少多少，或者达到了AMD挖土机多少多少的性能，但是因为架构不同，实际上这种对比对于普通用户意义不大，因为目前普通消费者的生态对龙芯的支持很差，就算能够运行Windows系统，那也是模拟的，表现自然会打折扣。

虽然龙芯在消费级大众市场上面没有什么起色，但是在一些细分领域还是可以慢慢发展的，而且有龙芯的技术在手，起码解决了有还是没有的问题，在面对国外的竞争时，底气足一些，而且龙芯的研发和应用发展过程中，也培育了自己的人才，所以长远来看，龙芯的意义还是不小的，所以初期龙芯的发展还是以政府扶持为主，后来龙芯开始自负盈亏，到了2015年据说已经开始盈利了，这点还是很不错的，算是洗刷了当年汉芯的历史耻辱吧，当然还是会有很多人质疑龙芯，估计是因为汉芯当年的负面影响太大了吧。

当然很多人会拿ARM和MIPS相比较，因为二者都是精简指令集的处理器，二者之间当然有不少差异，但是MIPS对商业不敏感，错失了移动化的浪潮，所以虽然MIPS出现的比ARM还要早，而且当初在性能上并不输于ARM，但是因为没有把握住机会，这些年MIPS的发展并不理想，ARM这些年反而发展很快，MIPS被拆分，然后卖来卖去的，基本上已经GG了，至于今后MIPS还有没有机会，目前来看，难度比较大就是了，不过我们还是希望龙芯能够在未来发展起来。

可以说，龙芯最能提现军事应用上芯片的自主可控。

2015年3月，由中科院负责研制的新一代导航卫星I1-S（北斗三号首发星）首次使用了中国制造的“龙芯”中央处理器（CPU）。之后发射的每一颗北斗导航卫星都配备了大量的龙芯。这些龙芯除了当CPU外，最典型的一个应用就是可重构技术。也就是说在轨卫星的软件随时可以通过地面上注进行重构，这就大大提高了软件的生存能力。从五年的实际应用来看，龙芯1E和龙芯1F的在轨性能还是要更好一些，处理能力和可靠性也与进口CPU持平，当然价格会是进口的一半。

龙芯是中科院北京计算机所研发，龙芯成立的目标只有一个，那就是全球第一的芯片帝国 Intel。但是目前看来，龙芯军事应用居多，普及商用还是任重而道远。

最有前景难度最大最自主的国产处理器持续关注龙芯15-16年了现在送去流片的3A5000CPU有望单核跑到2.5ghz 30分（转自知乎：2017年AMD在3.4G赫兹下使用gcc4.6编译器优化参数-o2，3代CPU的spec int06测试值分为：打桩机20.7 ；挖掘机19.2 ；ryzen31.5）看样子还算不错。

龙芯设计团队是国内内功最扎实的团队之一，龙芯老大胡伟武的目标是三分天下有其一不同于其他国产CPU 可以搭上现有成熟生态体系的快车从而高速发展龙芯要自建生态打造一个不受外部环境制约的第三套软件体系（图片内有个别厂家预测分数）

关于龙芯的简介

一直以来，因为曾经汉芯骗局以及可能存在的故意混淆，很多人对龙芯要么不了解、要么误解，还有人是因为没看到龙芯CPU出现在普通电脑中从而认为龙芯也是骗局。就此问题我在这里简单介绍一下龙芯是怎么回事。

龙芯的团队:

龙芯团队由中科院计算所研究员胡伟武任总师于2001年起步，并于2002年正式获得立项并得到500万人民币的研发资金，至2010年龙芯团队成立公司以前，总共获得国家资金五亿人民币，对比英特尔公司2015年一年的研发投入124亿美元、2017年一年研发投入不低于130亿美元，龙芯九年间的资金合计连人家一年的零头都差远了。不过很奇怪，龙芯从2011年起就不拿扶持资金了、只拿过北京市政府和其它公私营机构和企业的合计两亿人民币的投资，但还是有大量帖子到处宣扬龙芯骗经费，而且动不动就指责龙芯骗取上百亿千亿经费！

龙芯的指令集：

一开始龙芯直接采用了MIPS指令集，在金融危机期间低价购买了MIPS指令集527条指令的永久授权，后来根据自己的规划修改并增加到1907条指令，因此现在是具备自主知识产权的龙芯指令集（loogISA），已经不能叫做MIPS指令集了，1907条指令基本情况如下:

源自MIPS的指令：

216条MIPS基础指令，获得永久授权；

311条DSP指令，获得永久授权。

龙芯自主指令：

MIPS基础指令扩展——148条loongEXT；

虚拟机扩展——5条loongVM指令；

二进制翻译扩展——213条loongBT；

向量指令扩展——1014条loongSIMD。

龙芯目前的型号命名:

龙芯1系列：分别是面向特种、嵌入应用；

龙芯2系列：面向高端嵌入、工控、特种应用、服务器、桌面；

龙芯3系列：用于PC、服务器、高级特种应用，其中3A是四核、3B是不低于3A的可多路互联（常用于服务器）。

龙芯7：目前定位是桥片，也就是南北桥芯片，现只有一款龙芯7A-1000，其中还集成了龙芯自研的第一款GPU，估计其图形性能不会比十年前的主板集显更好，但至少普通日常应用是可以的，而且该桥片支持独显，可以用英伟达或AMD的显卡来提高性能，并且龙芯正在与英伟达开展合作。

龙芯的性能：

2015年，基于大改内核GS464E、使用国内40nm低速工艺制造的主频1GHz的龙芯3A-2000四核CPU的单核性能测试SPEC CPU2006分值6~7分，达到了GS464单核的3倍左右；2016年最高主频1.5GHz的龙芯3A-3000测SPEC CPU2006单核分值11、四核分值36，也就是说SPEC CPU2006测试下，龙芯GS464E内核的每GHz得分为7分，距离AMD和英特尔的每GHz得分10~15分还有距离。

2019年12月24日发布的基于新研发GS464V内核的龙芯3A/B-4000每GHz分值提高到10分，主频提高到2.0GHz，因此得分21分，接近了AMD前两年的挖掘机CPU，距离英特尔和AMD现在主流的得分在30~40分的CPU差距已经不太大了。

龙芯的经营:

当然，微软和谷歌不可能给龙芯做兼容，因此虽然龙芯通过二进制模拟X86指令的方式实现了安装运行WindowsXP，但较大软件和专业性的软件（比如PS、股票、游戏等软件）还不能使用，这样一来龙芯还不能正常使用Windows和安卓，那么龙芯目前就无法进入消费产业领域，普通用户自然就看不到龙芯处理器。

所以，龙芯团队于2010年离开中科院成立龙芯公司开始自负盈亏以后，起步靠北京市政府天使投资近两亿人民币维持存在，从低端嵌入领域起步，扩展到行业领域和特种、定制领域，毕竟作为企业得自己赚钱生存，能活下来才谈得上理想，不过龙芯在行业领域混的还不错，上到网络服务器、存储服务器、卫星用的抗辐照处理器，中到行业定制电脑、机顶盒、电视机CPU、军用指挥控制系统、高温高压等特种处理器，下至红绿灯、充电桩等低端嵌入等等应用场景都在做，同时也在做软件等业务。

2015年龙芯实现扭亏为盈，除持续增长的嵌入和特种等领域业务以外，龙芯桌面应用也开始增长，2018年龙芯桌面CPU销售5万片，占中国桌面电脑CPU市场份额的0.1%；2019年龙芯CPU中的桌面用CPU销售达50万片，占国内桌面CPU市场份额的1%；

胡伟武说，以前龙芯连英特尔的影子都看不到，2020年龙芯从性能上可以看到英特尔的后脑勺，并在局部形成体系，在行业市场领域应该能做到国内企业第一位，之后会扩展业务逐渐向消费领域进军，争取到2030年后能与英特尔、AMD、IBM同台竞技。

注：有兴趣可以在B站搜索“龙芯”，可以找到2019年4月19日龙芯公司的张福新博士在山东大学做了题目为《从inside到outside，龙芯的发展和产业生态建设》的演讲，2019年6月龙芯总师胡伟武在中山大学的演讲，2019年12月24日龙芯发布会中胡伟武的演讲，这些里面有超出一般想象的信息，比如：通过这两年的局部试点，公务员用的设备即将大规模使用龙芯设备；龙芯在军用装备领域已经呈面上铺开趋势、还为军队制作了数字地球，结合以前的信息来看（官方主动讲的，不涉及泄密），龙芯军用范围至少包括指挥控制、导弹制导、精确定位、坦克等战车控制或火控系统、军用信息系统；等等等等

必须要有存在

龙芯必须存在，别家的石头，不可靠！

虚心向优秀的企业学习，坚持独立自主，这样才能发展有底气。

支持国产，说明国家芯片更上一层楼。

半导体系列（三）：芯片设计篇之CPU研究，国产CPU到底行不行

CPU又称中央处理器，作为计算机系统的运算和控制核心，是半导体产业技术最密集、最具战略价值的产品，是一个国家技术势力的象征。

目前CPU的市场基本被美国的两大公司垄断，分别是大哥Intel和小弟AMD，两家几乎占领了99%的市场份额。

目前Intel和AMD以X86指令集和微软共同建立了庞大的生态系统并且不对外开放，这样一来，中国队想要自己做CPU的空间不多了。

01 CPU定义

CPU在半导体行业中是人们常接触到的一种芯片，最常见的应用就是在电脑中，其中有名的有Intel的 i9-11980HK 和AMD的 R7-5800X 。

按照CPU种类来分类，可以分为服务器CPU、家用电脑CPU、嵌入式设备CPU和手机CPU，服务器CPU需要更出色的性能、稳定性和安全性，要求服务器365天开机运行，连续工作，一个服务器可以安装多个CPU；而家用电脑CPU性能要求相对较低，容量较小，不要求连续工作，一个电脑只能安装一个CPU；嵌入式设备和手机对CPU的性能要求相对更低。

按照CPU指令集架构来分类，CPU可以分为RISC和CISC。

CISC 即复杂指令系统计算机，物如其名，CISC是比较复杂的，指令系统比较丰富，有特定的指令来完成对应的功能，可以处理特殊任务。

RISC及精简指令集计算机，把精力集中在经常使用的指令上，对不常用的功能，通过组合指令来完成，实现简单高效的特点，一次RISC不能处理特殊任务。通俗来说就是经常用的功能简单化，不经常用的功能复杂化。

这其中CISC代表的指令集有X86，RISC代表的指令集有ARM、MIPS、RISC-V、Alpha、SPARS，除了这两种之外，还有我国自主研发的指令集DEC和LoongArch。

02 六大国产CPU

首先我们来了解一下什么是CPU的生态环境， CPU的生态环境就是一块CPU推出后，系统和软件对它的支持和优化有多少， 比如国产CPU龙芯就没有一个好的生态，不论是采用MIPS还是自主研发的LoongArch都不能支持Windows系统。

自主建立生态环境又难于上青天，而生态如果没有建立，软件商店就不会有软件（比如QQ在Linux中停更），这也是国产CPU发展最大的瓶颈之一。

目前国内有六大CPU设计厂商，他们是华为、飞腾、兆芯、申威、龙芯、海光（均未上市），他们分别以不同的方式参与CPU的设计。

CPU国产替代的故事得从Intel开始。

Intel趁着PC的东风迅速发展，建立了X86架构，标识了一套通用计算机指令集合，并且与微软一起在X86指令集上建立了庞大的生态。

目前的X86指令集不对外授权，只被英特尔和AMD所掌握，而X86又是PC、服务器领域做得最好的，别的指令集的生态环境远远抵不过X86，留给中国队的发展空间实属有限。

中国队CPU分为3个路线。

其一是由龙芯和申威代表的：自研指令集

龙芯最初采用的是MIPS精简指令集，制作通用CPU，主要产品是自主可控消费类例如服务器、台式机、嵌入式、航天器等领域。

申威最初采用的是Alpha精简指令集，主要应用在超级计算机和军事领域。

龙芯和申威都因为生态的原因，很难发展起来，尤其是龙芯，想要打入服务器和台式机市场必须有很好的生态。

龙芯因为MIPS的分崩离析，开始发展自己的指令集—— LoongArch ，它是完全有龙芯自主研发，可以兼容MIPS生态， 并且开始尝试用二进制翻译兼容ARM、X86处理器，龙芯的目标是在2025年消除指令集之间的壁垒，彻底搞定兼容问题。

申威也因为Alpha被收购，开始发展自主研发的指令集—— SW64 ，它是由Alpha改进而来，申威制作的神威·太湖之光超级计算机便采用SW64指令集，被称为“国之重器”，在国际上都有一定的地位，多项指标全球第一。

第二路线是由华为和飞腾代表的：ARM指令集授权

华为芯片“四大天王”麒麟、鲲鹏、巴龙、升腾中，除了巴龙以外，均采用ARM指令集授权来开发。这其中最著名的就是“麒麟”了，在手机领域一度领先，直至海外因畏惧华为的崛起，开始了制裁华为事件，就此“麒麟”短暂隐身。

飞腾也是国内目前使用ARM架构制作CPU的厂商之一，其技术不弱于高通，目前公司也被美国列入黑名单，其芯片制造环节同样被卡脖子，可能成为第二个华为。

除了华为和飞腾以外，国内以ARM架构制作芯片的厂商还有很多，例如贵州华芯通、展讯通信等。

第三路线是由兆芯和海光代表的：合资获取X86授权

兆芯的X86架构授权是源自于VIA公司将部分X86处理器相关技术、资料等IP产权以1.18亿美元价格卖给兆芯。兆芯基于X86的生态和技术，性能方面普遍高于龙芯，但还是不能和英特尔比肩。

海光的X86架构授权是通过和AMD合资公司来拥有AMD授权IP，但并不是完整的技术转让，而是阉割后的残缺版，所以性能上面和AMD锐龙、高通骁龙差一个档次。

03 RISC-V

RISC-V近些年流行的新型指令集，它是一种开源式指令集，对使用者免费开放，也是这种特性使它被众多专家认为是中国处理器产业的一次机会，而且可能是最后一次机会。

目前全球CPU的市场格局是以X86架构垄断PC、服务器行业；ARM架构垄断移动设备行业，这两家几乎涵盖了所有CPU市场需求。

X86架构归“Wintel”（英特尔+微软）所属，是一种封闭指令集，不对外授权， 简单说就是谁也别想用，就我自己能用 ；ARM架构属于可授权指令集+可授权设计， 简单说就是你用需要经过我同意并且收费，你想再它基础上设计还得再经过我同意并且再收费。

正因为如此，RISC-V作为开放式指令集，被中国队大力支持，看作救命稻草。

那RISC-V究竟有没有那么好呢？我们主要得看两方面： 一个是它的生态好不好，生态是决定指令集发展空间的最大因素；另一个就是它到底是不是彻头彻尾的免费，日后会不会再被卡脖子。

第一，RISC-V的生态怎么样。

RISC-V具有性能高、功率低、面积小、易于扩展等技术特点，最重要的是它的开源、免费的独特属性，为其带来众多合作商，影响力逐步扩大。

从2015年组织RISC-V基金会成立是的25个成员，到现在已经有超过300多个单位的加入，其中包括阿里、谷歌、华为、英伟达、高通、中科院、麻省理工等等。

日前，有知情人士表明，英特尔将以20亿美元收购RISC-V领域的重量级公司SiFive，这也表明了英特尔的态度。

虽然英特尔靠X86架构在PC、服务器领域无人能敌，但是移动设备一直是他的心病，ARM在移动设备领域是他无法抗衡的，而RISC-V的出现，给了机会。

但是看好归看好，ARM的垄断地位依旧很难撼动，RISC-V后续可能与X86联手对抗ARM，但更大的可能是打入嵌入式设备市场中，做物联网领域的“一哥”。

总体来说，不论是PC、服务器，还是移动设备，都很难被RISC-V介入，相反一些嵌入式设备比如空调、冰箱、扫地机器人、电动车等等发展环境更好。

第二，RISC-V是否永远免费。

RISC-V源于2010年，加州大学伯克利分校的一个研究团队研发，当时他们因为市场已存在的指令集相当复杂，且成本和门槛太高，所以建立了新的指令集。

“开源架构RISC-V将永久免费，成为人类共有财产。相较于X86和ARM架构的高门槛，开源架构RISC-V将带来芯片设计的革命”——RISC-V架构开发者之一Krste Asanovic博士。

这是RISC-V架构开发者的原话，表明该指令集是完全开源免费的，到目前为止他们也很好的履行了，甚至把基金会总部搬离美国，迁移至瑞士（永久中立国）以防止美国地方政策的限制。

尽管RISC-V从表现来看做得很优秀，但抽丝剥茧，终究还是有隐患在的。

实现RISC-V指令级架构的处理器内核有很多个不同的微架构实现，而微架构实际的模式是分不同类型的，其中有开放的、需授权的以及封闭的。

虽然基于RISC-V开发CPU不需要支付授权费用，但如果直接用RISC-V内核设计，也是需要支付授权费的。通俗来说就是你用我不需要收费，但是想在它的基础上设计得经过我同意，甚至收费（我们目前是全免费，但我有权利在以后收些钱）。

总结来说，目前全球的指令集呈现以X86、ARM、RISC-V三足鼎立的局势，RISC-V作为新时代的弄潮儿得到了各大厂商的认可，有发展的空间，但它不足以撼动其他两个指令集的地位，不过可以预料到的是，等RISC-V成长起来，仍然有可能对我国CPU发展卡脖子，我们需要保持隐患意识，在跟随洋人步伐的同时，发展自身CPU业务。

纵观国内厂商在电脑CPU领域，龙芯以自研为主，开发属于中国的指令集，目前已经可以满足一些党政领域以及机密工作的需求，但打入家用电脑领域仍需要提升CPU的生态和性能；服务器CPU中，申威在超算上小有成绩；华为近期也有消息称完成40nm去美化工作线投产，在明年更将攻破20nm的工作线，麒麟可能会重新归来；一些未上市公司如芯来科技、平头哥等也有在尝试RISC-V领域。

种种迹象都在证明，虽然我们起步慢了30年之久，但国产CPU一直在突破，路途艰辛却一路披荆斩，长夜漫漫，但黎明终将到来。

全文由各种资料查证，如有专业领域上的错误，希望可以抛砖引玉，有所探讨。

芯片全产业链图（绿底已经写完）

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