选自《证券基金行业信息技术应用创新前沿》第一期 

文｜龙芯中科技术股份有限公司

自主程度高，不怕卡脖子

龙芯5000系列处理器采用龙芯全自主设计的LoongArch指令系统，在国际GNU组织中获得与X86、ARM、MIPS等平级的独立编号258号。在国内通过相关权威机构检测认证和知识产权分析评估，针对ALPHA、ARM、MIPS、POWER、RISC-V、X86等国际上主要指令系统有关资料和几万件专利进行深入对比分析，得出结论：（1）LoongArch在指令系统设计、指令格式、指令编码、寻址模式等方面进行了自主设计。（2）LoongArch指令系统手册在章节结构、指令说明结构和指令内容表达方面与上述国际上主要指令系统存在明显区别。（3）LoongArch基础架构未发现对上述国际上主要指令系统中国专利的侵权风险。

指令系统是软件生态的起点，只有从指令系统的根源上实现自主，才能打破软件生态发展受制于人的锁链。龙芯自主指令系统的推出，是龙芯长期坚持自主研发理念的成果，是在完成CPU性能补课、全面转向生态建设历史关头的重大技术跨越，标志着龙芯在自主信息技术体系和产业生态建设方面从跟随性发展的必然王国走向了自主发展的自由王国。

从已发生的一系列国际安全事件中可以看出，国外CPU的后门和漏洞是真实存在的。自由软件基金会（FSF）研究指出，国外大量处理器内置了子系统Management Engine，能访问和控制PC，能读取文件，能捕捉屏幕截图，还有网络等接口，允许植入程序。在IEEE隐私与安全大会上发表的国际论文表明，一些CPU中存在着硬件木马，可以实现物理入侵，劫持电流穿过二极管的路线，触发CPU销毁。谷歌Project Zero安全研究团队发现的“熔断”和“幽灵”漏洞，在Intel、AMD和ARM处理器中大量存在。外部黑客或间谍可以利用这些安全漏洞开展一系列的窃密、破坏等活动。

龙芯5000系列芯片采用12/14nm工艺节点，在流片渠道等方面具备安全的供应链保障能力。除了在指令系统设计和核心技术授权上解决了“卡脖子”问题，具备长远可持续发展能力以外，龙芯还一直采取高度安全的供应链保障策略，如通过采用成熟工艺并做工艺备份等多种方式来保证供应安全，为高安全等级客户提供长期优质的服务保障，并为相关客户提供技术支持兜底服务承诺。与其他厂商情况不同，龙芯中科目前未出现断供情况或供应链不可控风险。

龙芯遵循先提升单核设计能力再多核发展的科学发展思路，实现5年内性能10倍的提升，5000系列芯片每GHz主频的Spec性能分值近11分。3A5000是首款基于LoongArch架构的桌面CPU，单芯片为4核，主频2.3/2.5GHz，单核SPEC CPU2006性能Base分值大于26分，Peak分值大于30分。根据第三方权威测试机构出具的性能测试说明，龙芯3A5000桌面CPU性能在国产同类CPU中性能领先。单核性能与国内ARM架构7nm工艺的CPU性能相当，四核性能与用户体验已明显超过国内ARM架构14nm工艺的最新八核产品，与市场主流的Intel/AMD桌面CPU用户体验相当。

龙芯3C5000L是第一款基于loongArch架构的服务器CPU，单芯片为16核，同时支持主流的2路、4路高性能互连结构。龙芯3C5000L双路32核服务器成熟稳定，具备高性价比、高能耗比的特点，并可为用户提供多样化的定制服务。龙芯3C5000L四路64核服务器，SPEC分值900分左右，性能达到业内中高端水平。同时，龙芯5000系列CPU核内进行256位浮点向量计算优化设计，双精度浮点计算性能尤为突出，适合于通用计算与高性能计算相结合的各种高算力应用场景。龙芯服务器可为客户提供定制化服务，并在商密云、云存储等方面具备独特优势与系统解决方案整合优势。

LoongArch架构具有自主研发、技术先进、兼容生态三方面特点，具备高度的自主性与安全性，并通过工信部下属专业机构的知识产权评估与备案，同时可通过二进制翻译策略实现对X86和ARM平台的应用程序兼容。

基于二十余年的软件生态建设经验和团队能力积累，龙芯中科已成为世界范围内除美国主导的X86和ARM体系外极少数建立完整的基础软件技术生态体系的CPU公司，能够支撑通用信息化、嵌入式工控等领域的应用需求。

龙芯中科采取真正开放的技术与商业模式，从底层核心技术层面与产业链伙伴进行开放合作，提升企业的核心技术能力，促进技术进步。龙芯可进行CPU IP对外授权，帮助下游企业开展定制化芯片设计；龙芯采取芯片级开放而非主板级开放策略，可为下游整机厂商开放主板公版设计研制相关资料，能够使得整机厂商真正掌握整机的核心研制能力并进行差异化设计；龙芯具备雄厚的操作系统研发与支持团队，通过龙芯社区版操作系统Loongnix与LoongOS，可为下游客户提供OS定制化的能力。根据行业用户特点与地方产业发展需要，与相关合作伙伴进行下游产品与解决方案的联合开发与深度赋能，助力行业或区域数字经济发展与产业结构升级。通过独立自主且完全开放的商业模式，龙芯与产业链合作伙伴一起构建我国自立自强的信息产业命运共同体。

目前，loongArch架构已经原生支持了几乎所有的Linux主流应用开发环境，包括：基础开发环境、基础函数库，以及云计算、大数据、数据库、中间件、浏览器等专业组件的支持。在开源社区方面，龙芯中科在国际社区已经创立了与ARM、X86并列的LoongArch分支，向GNU组织申请ELF Machine编号258号，开始大量提交代码。目前，包括如BIOS、内核、GCC编译器、LLVM编译器、GoLang编译器、Java虚拟机、JavaScript虚拟机、.NET虚拟机、浏览器、媒体播放器、图形库、Spice、KVM、Docker等操作系统核心模块全部实现对LoongArch的支持。

在操作系统版本方面，龙芯采取开放的商业模式，一方面自身形成了开源免费的龙芯社区版操作系统Loongnix与LoongOS，并基于此实现与国内龙蜥、OpenEuler等社区的合作支持；在商业操作系统方面，统信软件V10和麒麟软件V20都已经发布了基于LoongArch的操作系统正式版本，并为最终用户提供丰富、全面、易用的用户体验。

在商业软件方面，如腾讯微信、阿里钉钉、百度网盘、360浏览器、搜狗输入法等一线互联网软件全面支持LoongArch平台，其中腾讯微信于2021年12月31日同步发布了支持龙芯3A5000平台的Linux版本，也意味着LoongArch和X86、ARM并列成为国内主要互联网厂商官方同步支持的三大CPU架构之一。

由于掌握CPU核心IP与操作系统核心模块的设计与修改能力，强大的用户服务与技术支持能力是龙芯生态的优势所在。基于龙芯二十余年的Linux生态建设经验以及LoongArch指令系统的先进特性，龙芯在以下几个方面具备较为明显的生态领先优势：

1.跨指令平台的二进制翻译技术

二进制翻译是把一种指令集架构的二进制文件转换成用另一种指令描述逻辑的过程。通过龙芯独有的二进制翻译技术，可在龙芯3A5000平台的Linux系统之上实现直接运行X86平台上的Windows软件，实现跨指令系统兼容，打破应用生态壁垒。目前龙芯3A5000上可以流畅运行Windows版本的微信、Photoshop、DreamWeaver、CS等数十种大型商业软件，并可根据用户需求，对其所需Windows应用软件进行自动化迁移和支持开发服务。

2.龙芯打印利旧应用方案

通过龙芯二进制翻译技术，在龙芯电脑上可运行原生的Windows驱动程序，无需再适配，完善兼容市场上主流打印机型号，可以不用连接网络，直接连接打印机，具备高安全的特点，为国产替代提供非常实用的工具方案。目前，龙芯可协助提供自动化安装工具，适配支持佳能、惠普、兄弟、富士施乐等28家外设厂商的1200余款支持Windows驱动的打印机型号，通过二进制翻译效率的提升，解决了上述打印机无法安装Linux驱动的问题。

3.龙芯浏览器解决方案

龙芯在浏览器方面具备专业的开发团队与技术服务能力。龙芯维护Chromium与Mozilla国际开源社区，推出的龙芯浏览器在国产领域经过大量应用适配，是国产领域最早具备相关资质的三大浏览器之一。龙芯浏览器支持通过软硬件实现国密算法，支持4K视频，支持主流插件标准与扩展功能，支持网络安全防护。完成与第三方国密、安全等应用适配工作，满足等保应用需求。龙芯浏览器具备跨平台支持的能力，可同时支持龙芯、ARM、X86等平台，支持统一管控平台。某大型央企开始全部采用龙芯浏览器对其桌面业务进行统一化改造。龙芯浏览器针对IE浏览器实现最高程度的兼容性支持，提供针对IE兼容的统一解决方案，能够截获不能识别的样式或视频格式等并根据规则自动修改或替代，保障原IE上的应用业务正常运行。

龙芯中科作为信息技术核心基础产品研发企业，为打造自主开放产业生态和技术体系，正积极布局金融等重点行业。龙芯在金融机具、办公系统、业务系统、金融云、金融安全等方面的产品研发适配工作正全面展开，目前已与多家合作伙伴推出多款“龙芯CPU + 底层基础设施 + 上层应用软件”的整体解决方案，并在大行、股份制银行、地方农信、城商行、保险、证券基金等各领域做出了典型示范案例。

完善的生态体系建设，构建起了基于核心硬件设备（桌面终端、服务器），涵盖外部设备及特定功能设备（外设、网络设备、安全设备、运维一体机、专用机）的国产化软硬件架构，为包含金融机具、应用系统在内的金融行业自主软硬件基础设施建设提供了有力支撑，保障了金融信息安全。

金融应用案例介绍

2.基金行业注册登记系统（TA）

某基金公司采用龙芯3A5000终端+3C5000L平台，平行迁移恒生、华睿、融先等系统，实现业务系统的信创改造工作。

图 基金行业注册登记系统（TA）

基于龙芯办公管理系统目前已在全国30余家金融机构实现应用落地，包含大行、股份制银行、地方农信、城商行、保险、证券基金等。

2021年7月，在中国农业银行总行和浙江省分行的大力支持下，龙芯中科国产自助服务终端营业厅在金华分行营业部上线启用，该营业厅是全国首个正式投入使用的国产芯片自助设备营业厅，设备包括CRS自助柜员机、超级智能柜台以及自助服务终端，实现了存取款、改密、查询、账户管理、基金业务、公共事业、外汇业务、查询业务、理财业务、对公业务、贷款业务等功能交易。

图 金融机具

该项目的成功，证明了以龙芯为代表的自主技术路线能够满足金融行业应用标准，为金融领域信息技术应用创新工程落地提供了有益参考。

在电子政务办公等领域具有成熟广泛的应用方案，龙芯CPU在内网专用市场占有率常年保持占有率第一，总体市场占有率处于领先位置，在北京、江苏、安徽、江西、西藏等诸多区域市场份额超50%，并围绕电子公文、业务OA、门户网站、档案管理、安全体系建设等方面，具备丰富成熟的案例与实践经验，承载了省/部、市、县三级应用，全面提升了电子政务自主安全水平，芯片销量达上百万颗。

与各大能源企业合作，在DCS、仪控终端、数据终端等实现自主化替代。参与了35KV、110KV、500KV、750KV的智能变电站自主装置，用于网安防护、发电DCS等安全设备研发。基于龙芯的数据采集、控制系统、网关单元等实现了控制系统的国产化，在电力安全网关、核电门禁、电力防火墙、电表集中器等各种场景都已经开展应用。龙芯石油DTU设备、电信FSU设备，负责监测生产过程中的潜在危险，保障系统数据安全。

电信行业

中国移动浙江公司金华分公司基于龙芯CPU成功打造了全国首家移动国产示范营业厅，湖州分公司打造了全国首家基于LoongArch指令系统的营业厅，顺利完成包括前台业务受理、设备国产化改造、业务受理系统等在内的36个业务系统国产替代。龙芯3C5000L问世以来，浙江移动基于龙芯3C5000L服务器，对数据库应用进行平稳迁移上线，率先完成了龙芯5000系列从营业终端到应用服务器、数据库服务器在通信领域的首次端到端投产。

龙芯中科在交通行业拥有大量实践案例，应用于轨道交通、车联网、交通信息化等诸多领域，相关产品和方案覆盖高铁远程监控与诊断系统CMD、城市交通智能控制系统、ETC/MTC工控计算机、地面联锁安全计算机、交通环境检测系统、红绿灯控制器等系列产品，基于龙芯CPU的交通信号灯与ETC车道等已实际投入使用长达四、五年之久。

在高教领域，龙芯通过“龙芯CPU开源计划”“龙芯杯系统能力培养大赛”，将LoongArch指令集及配套IP核开放给院校，教大学生从“用”计算机到“造”计算机转变，目前龙芯CPU教学实验平台已在全国110多所高等院校使用。在普教领域，联合合作伙伴推出教育电脑、电子教室、STEAM课程、机器人编程等，联合江苏省中小学教学研究室编著出版了中学和小学信息技术教材（龙芯版），具备全面完整的信息技术国产化教学方案。龙芯教育电脑目前在江苏、浙江、山西等地正在开展万套以上规模试点，打造中小学教育信息化标杆。

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