Loongson es una arquitectura de microprocesador de uso general desarrollada por la Academia China de Ciencias para crear una alternativa a los productos de Intel y AMD . Jefe de Diseño - Profesor Hu Weiu(Weiwu Hu) del Instituto de Tecnología Informática. Aunque el nombre original de la arquitectura, Godson, se cambió a Loongson, el procesador, a diferencia de la arquitectura, todavía se conoce como Godson.
En 2002, tres organizaciones, el Instituto de Tecnología Informática, la Academia de Ciencias de China y el Grupo Jiangsu Zhongy , fundaron la empresa ( corporación ) BLX IC Design Corporation ( Beijing ), que desarrolla versiones de 32 y 64 bits. del procesador, incluida una versión integrada , así como software para él y modelos de demostración.
Dos desarrollos más están en etapa de diseño: Longmeng y Sinomanic .
Inicialmente, el desarrollo se llamó Godson , que en inglés significa "ahijado". Luego se propuso la variante Loongson , que puede traducirse como "hijo del dragón ".
El conjunto de instrucciones de los primeros procesadores era en realidad compatible con la arquitectura MIPS .
En marzo de 2006, en la exhibición Computex 2006 en Taipei , se anunció el trabajo para crear un prototipo de una computadora Longmeng ("Dragon's Dream") completa basada en el procesador Godson II. Yellow Sheep River también anunció el desarrollo del YSR-639 , una computadora compacta basada en el Godson II de 400 MHz.
En septiembre de 2006, se anunció el desarrollo de una versión de 47 millones de transistores del Loongson IIE (Godson IIE) , también de 64 bits, funcionando a 1 GHz y compatible con el conjunto de instrucciones MIPS III .
Según los resultados de las pruebas publicados por los desarrolladores, el procesador chino puede competir con el Pentium 3 , superándolo solo en ocasiones.
En marzo de 2007, se dio un paso importante: STMicroelectronics adquirió una licencia MIPS para la producción en masa legalmente correcta de microprocesadores de la familia Godson. El modelo actual está diseñado para tecnología de proceso de 1 GHz y 90 nm . Esto fue posible gracias a STMicroelectronics; no había fábricas con tal tecnología en China en ese momento (todas las versiones anteriores se basaron en el proceso de 180 nm y solo alcanzaron los 500 MHz). Las siguientes características del procesador Loongson 2E se dan en el sitio web de la empresa [1] :
Según la empresa STM, ya se están entregando lotes piloto a clientes individuales, se ha obtenido una licencia para producción continua para los próximos 5 años [2] .
A pesar de que el procesador contiene 47 millones de transistores (en comparación, el Pentium 4 tiene 42 millones), consume solo entre 3 y 8 vatios. A fines de 2006, se planeó actualizar el procesador a la versión 2F, que brindará un 30% más de rendimiento y un 50% de ahorro de energía; su producción industrial debería comenzar antes de 2008. El 13 de noviembre de 2006, la Academia de Ciencias de China anunció que el Godson 2E estaba listo para la producción en masa. El director del Instituto de Tecnología Informática de la Academia de Ciencias de China, Li Guojie (李国杰), dijo a los periodistas que el salto en las capacidades entre las opciones de procesador 1 y 2B fue doble, y entre 2B, 2C y 2E, triple. Afirmó que, en promedio, sus capacidades de procesador se duplican cada año, es decir, 2 veces más rápido que la Ley de Moore , y que China podrá "combinar una serie de pequeños avances en un gran salto".
Se dice que las computadoras basadas en Godson 2E de 600MHz se venden en China por 1.599 yuanes (aproximadamente US$200) sin monitor, mouse o teclado.
La primera generación, Loongson I, es un procesador de 32 bits que funciona a 266 MHz. Enfocado en sistemas embebidos , como terminales POS , donde no se requiere alto rendimiento y capacidad de 64 bits. Visto por primera vez en 2002 .
La segunda generación, Loongson II, es de 64 bits. Inicialmente trabajaba a una frecuencia de 500 MHz. La versión 2E del procesador está diseñada para una frecuencia de reloj aumentada de 1 GHz. La versión Godson-2F del procesador funciona a 1,2 GHz. Los estudios [3] demostraron que este procesador es arquitectónicamente compatible con el procesador MIPS R10000 , pero el fabricante no tenía una licencia para implementar la arquitectura MIPS.
El 26 de diciembre de 2007, China anunció su intención de construir una supercomputadora basada en sus procesadores. Un equipo de diseño dirigido por el académico Chen Guoliang (陈国良), profesor de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China , planea utilizar 330 procesadores Godson-2F. El tamaño de la supercomputadora es aproximadamente del tamaño de un refrigerador doméstico, el costo no debe exceder los 800.000 yuanes .
La Generación Loongson III está diseñada para operar a 1 GHz y múltiples (de 4 a 16) núcleos. En 2011, China anunció el lanzamiento del procesador Godson 3b con un rendimiento máximo de 128 Gflops, con un consumo de solo 40 vatios de electricidad.
La arquitectura GS464E (principios-mediados de la década de 2010) implementó completamente los comandos MIPS64 Release 3. Además de ellos, se crearon extensiones: [4]
El conjunto de instrucciones GS464E a veces se denomina LoongISA.
La arquitectura LoongArch estará en todos los procesadores Loongson que se estén desarrollando a partir de 2020. El anuncio de la arquitectura LoongArch y la transición de los procesadores Loongson a una nueva arquitectura abandonando la microarquitectura MIPS se anunció en abril de 2021.
El nuevo sistema de instrucciones en LoongArch admite alrededor de 2000 instrucciones e incluye todas las extensiones necesarias, incluidas instrucciones vectoriales, virtualización y traducción binaria. Puede traducir comandos de todos los principales sistemas operativos y aplicaciones en códigos de procesador Loongson comprensibles. (Los procesadores Loongson basados en la arquitectura MIPS perdieron hasta un 20 % de rendimiento durante la traducción). [5]
Los nuevos procesadores Loongson 3A5000 de 12nm basados en la microarquitectura LoongArch entrarán en producción en masa en el verano de 2021.
| Nombre | Modelo | Frecuencia [MHz] |
Versión de arquitectura |
Año | núcleos | Proceso [nm] |
transistores [millones] |
Tamaño del cristal [mm²] |
Consumo [W] |
Caché L1I/L1D [KB] |
Caché L2 [KB] |
Caché L3 [MB] |
Actuación |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ahijado-1 | una | 200 | MIPS de 32 bits | 2002 | una | 180 | -- | -- | una | 8/8 | No | No | 19/25 [ESPECIFICACIÓN CPU2000] |
| ahijado-2 | 2B | 250 | MIPS III de 64 bits | 2003 | una | 180 | -- | -- | -- | 32/32 | No | No | 52/58 [ESPEC. CPU2000] |
| 2C | 450 | MIPS III de 64 bits | 2004 | una | 180 | 13.5 | 41.5 | -- | 64/64 | No | No | 159/114 [ESPEC. CPU2000] | |
| STLS2E | 1000 | MIPS III de 64 bits | 2006 | una | 90 | 47 | 36 | 7 | 64/64 | 512 | No | 503/503 [ESPECIFICACIÓN CPU2000] | |
| STLS2F | 1200 | MIPS III de 64 bits | 2007 | una | 90 | 51 | 43 | 5 | 64/64 | 512 | No | -- | |
| L2G | 1000 | MIPS64 | 2010 | una | sesenta y cinco | -- | -- | -- | 64/64 | 1024 | No | -- | |
| ahijado-3 | ¿STLS3? | 1000 | MIPS64 | 2009 | cuatro | sesenta y cinco | 400+ | -- | diez | 64/64 | 2048 | No | -- |
| Loongson 3A1000 [6] | ¿STLS3? | 1000 | MIPS64 (GS464) | 2010 | cuatro | sesenta y cinco | -- | -- | quince | 64/64 | 4096 | No | Rendimiento máximo de 16 GFLOPS [6] |
| Ahijado-3b [7] | ¿STLS3? | 1000 | MIPS64 | 2011 | ocho | sesenta y cinco | 600+ | 300 | 40 | 64/64 | 2x2048 | No | Rendimiento máximo de 128 GFLOPS |
| Loongson 3B1500 [7] [8] | 1200 | MIPS64 (GS464) | 2014? | ocho | 32 | 1140 | 182 | 30/60 [9] | 64/64 | 8x128 | ocho | Rendimiento máximo de 150 GFLOPS [8] | |
| Loongson 3A2000 [10] [11] | 800-1000 | MIPS64 (GS464E) | 2014 | cuatro | 40 | -- | -- | quince | 64/64 | 4х256 | cuatro | Rendimiento máximo de 16 GFLOPS [11] | |
| Loongson 3B2000 [12] | 800-1000 | MIPS64 (GS464E) | 2014 | cuatro | 40 | -- | -- | quince | 64/64 | 4х256 | cuatro | Hasta 16 GFLOPS | |
| Longson 3A3000(3B3000) [13] [14] | 1350-1500 | MIPS64 (GS464E) | 2016 | cuatro | 28 | -- | -- | treinta | 64/64 | 4х256 | ocho | Hasta 24 GFLOPS [13] 11 int/10 fp según SPEC CPU2006 [15] | |
| Longson 3A4000(3B4000) [16] [17] | 1500-2000 | MIPS64 (GS464v) | 2019 | cuatro | 28 | -- | -- | 30-50 [18] | 64/64 | 4х256 | ocho | Hasta 128 GFLOPS a 2 GHz [16] ~20 puntos CPU2006 SPEC [19] | |
| Longson 3A5000(3B5000) [20] | 2300-2500 | loongarch64 (GS464V) | 2021 | cuatro | 12 | -- | -- | 35 | 64/64 | 4x256 | dieciséis | Hasta 160 GFLOPS a 2,5 GHz | |
| Godgson 3C5000 | 2100-2300 | loongarch64 (GS464V) | 2022 | dieciséis | ? | ? | ? | ? | ? | ? | 32 | Hasta 560 GFLOP |
Cabe señalar que Godson no es compatible con el conjunto de instrucciones x86 y utiliza un conjunto de instrucciones MIPS modificado , con algunos comandos reemplazados por otros similares desarrollados por el Instituto de Tecnología Informática.
Debian GNU/Linux , gNewSense , Gentoo Linux , Red Flag Linux , NetBSD [21] , OpenBSD [22] ] han sido portados para ejecutarse en este procesador . Se está trabajando para preparar una versión de Slackware Linux ; Asimismo, en el marco del proyecto Google Summer of Code 2010, se completó el trabajo de portabilidad de FreeBSD [23] [24] .
Se puede encontrar alguna información sobre el uso práctico en los blogs "Mi CPU es Loongson" [25] y "CinnamonPirate" [26] .
Los sistemas operativos diseñados para ejecutarse solo en la arquitectura x86 no pueden ejecutarse en Godson ( sistemas operativos de escritorio de Microsoft como MS-DOS o Microsoft Windows ). Sin embargo, el sistema operativo Windows CE , dirigido a dispositivos compactos e integrados, ha sido portado al procesador [27] .