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2003年12月20日，在中科院计算所开放日上展出了龙芯2号，公布了龙芯CPU的最新研究进展。
“龙芯2号”是国家863计划和中国科学院知识创新工程共同支持的重大项目，其目标是在2004年中期，用0.18微米的工艺，实现主频500MHz、SPEC CPU 2000测试分值超过300的64位通用CPU芯片。SPEC分值的指标意味着这款芯片的实际性能与1GHz的奔腾4差不多，是龙芯1号实测性能的10-15倍。
为了达到这个目标，龙芯2号采用了先进的四发射超标量体系结构(即每个时钟周期可以同时执行4条指令)、5个强大的功能部件、乱序执行机制、动态存储访问机制及更大的片上高速缓存。在具体实现方面，龙芯2号逐步采用全定制的设计技术，并通过多次流片，不断验证新的功能，不断提高时钟频率和实际性能。
2003年8月，在中国科学院EDA中心MPW项目的帮助下，龙芯2号在上海中芯国际(SMIC)进行了首次流片。2003年10月16日起，项目组对龙芯2号的第一次样片进行了严格的测试，结果表明样片功能正确，性能指标符合设计要求，功耗只有1.3瓦左右。龙芯2号CPU已在项目组自己开发的服务器主板和PC主板上稳定运行两个月，并已通过SPEC CPU2000基准测试。龙芯样机上能运行完整的64位中文Linux操作系统，全功能的Mozilla浏览器、多媒体播放器和Open Office办公套件，具备了桌面PC的基本功能。
龙芯2号样片采用了中国科学院微电子研究所设计的全定制3写6读寄存器堆，北京微电子研究所也参与了龙芯2号的物理设计。设计过程中，美国Synopsys公司和Aptix公司分别提供了验证服务。
目前完成的龙芯2L样片是龙芯2 CPU研制过程的一个阶段成果，其目的主要是对芯片的总体功能进行充分的功能验证，同时为基于龙芯2号的系统软件、应用软件和应用样机的开发提供足够多数量、足够高性能的基础平台。今后，项目组将在目前工作的基础上，一方面继续改进体系结构并通过全定制设计实现在明年达到500MHz@0.18mm的目标，另一方面协助应用单位开发基于龙芯2号的整机产品。
龙芯2号是我国自主研制的可用于桌面和笔记本PC的通用CPU，其主要应用目标是Linux桌面PC、安全服务器、网络防火墙等，其低功耗的版本也可以用于NC、无盘工作站等瘦客户机。计算所非常愿意跟有兴趣的主板、系统或软件厂商合作，共同开发基于龙芯2号的应用产品,开拓我国集成电路和计算机产业的新局面。
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