在龍芯完成3A2000之后，雖然在同主頻性能上已經(jīng)優(yōu)于同時(shí)期的技術(shù)引進(jìn)CPU——龍芯GS464E內(nèi)核設(shè)計(jì)非常成功，就性能來(lái)說(shuō)，已經(jīng)優(yōu)于同時(shí)期從境外廠商引進(jìn)的X86和ARM CPU核。但由于技術(shù)引進(jìn)的X86和ARM CPU基本采用了臺(tái)積電28nm工藝，優(yōu)于龍芯采用的中芯國(guó)際40nm工藝，因而在主頻上明顯處于優(yōu)勢(shì)。

為了在技術(shù)上超越技術(shù)引進(jìn)CPU，龍芯基于GS464E內(nèi)核開(kāi)發(fā)了龍芯3A3000。3A3000主要通過(guò)工藝優(yōu)化提升性能，對(duì)龍芯3A2000的CPU核略作修改：

一是結(jié)合3A2000的性能瓶頸分析把定點(diǎn)/浮點(diǎn)發(fā)射隊(duì)列從16/24項(xiàng)增加到32/32項(xiàng)；

二是把最后一級(jí)Cache從4MB提高到8MB。

因此，CPU內(nèi)核設(shè)計(jì)的工作量較小，很快就完成了RTL源代碼修改，全面展開(kāi)物理設(shè)計(jì)階段。

3A3000物理設(shè)計(jì)中繼續(xù)需要定制包括HT-PHY、DDR-PHY、鎖相環(huán)、多端口寄存器堆、CAM等全定制模塊。

3A3000物理設(shè)計(jì)中另一個(gè)難點(diǎn)是時(shí)序收斂。3A3000使用的28nm FD SOI工藝晶體管確實(shí)比3A2000使用的40nm LL快60%左右，但連線延遲大，而且互相干擾也大，廢了很多周折。物理組在2016年春節(jié)期間也沒(méi)有休息，終于在2016年2月中旬交付流片。

2016年9月，龍芯3A3000成功流片，很快就運(yùn)行了SPEC CPU2000和SPEC CPU2006等大型程序，均未發(fā)現(xiàn)異常。主頻可以達(dá)到1.5GHz左右。進(jìn)一步的測(cè)試結(jié)果比想象的好：

一是內(nèi)存頻率可以達(dá)到750MHz以上，而且信號(hào)眼圖還非常好，STREAM測(cè)試帶寬達(dá)到13GB/s；

二是雖然主頻只提高了50%，但綜合SPEC CPU2006和SPEC CPU2000分值可以提高60%，其中SPEC CPU2006單核分值為定點(diǎn)11分以上、浮點(diǎn)10分以上，四核分值為定點(diǎn)36分，浮點(diǎn)33分；

三是可以運(yùn)行在很低電壓下，例如運(yùn)行在1.0V電壓下主頻1GHz時(shí)功耗還不到3A2000運(yùn)行1GHz時(shí)的一半。對(duì)于黨政辦公中常見(jiàn)的打開(kāi)幾十MB的大文件，3A3000的用戶體驗(yàn)比3A2000有顯著提高。

3A3000研制成功對(duì)自主CPU來(lái)說(shuō)具有里程碑意義。3A3000的通用處理性能已經(jīng)跨過(guò)了國(guó)際通用處理器性能的第一個(gè)門檻，其單核SPEC CPU2006性能已經(jīng)不低于ARM用于服務(wù)器的高端處理器、Intel的低端系列（凌動(dòng)系列）處理器以及威盛處理器，而且3A3000的訪存帶寬達(dá)到13GB，已經(jīng)與AMD以及Intel的高端酷睿系列持平。這樣的性能玩復(fù)雜的3D游戲可能還有差距，但對(duì)于以黨政辦公為代表的事務(wù)處理應(yīng)用是足夠了。

目前，龍芯3A4000已經(jīng)完成設(shè)計(jì)，正在流片中。按照以往的經(jīng)驗(yàn)，一般半年后就會(huì)有結(jié)果。

根據(jù)在FPGA上的模擬成績(jī)來(lái)看，龍芯在IPC上有望提升30%—40%，在主頻上相對(duì)于龍芯3A3000提升30%左右，達(dá)到1.8—2G。

非?？少F的是，龍芯3A3000與龍芯3A4000同樣使用28nm工藝。龍芯3A4000之所以使用28nm工藝的一個(gè)重要原因就是研發(fā)資金匱乏，畢竟，目前國(guó)家核高基01專項(xiàng)重點(diǎn)扶持的是引進(jìn)X86和ARM技術(shù)的CPU公司，對(duì)龍芯的扶持力度微乎其微，龍芯基本拿不到多少國(guó)家經(jīng)費(fèi)扶持。

此前，當(dāng)技術(shù)引進(jìn)CPU普遍使用28nm工藝時(shí)，龍芯3A2000依舊在使用中芯國(guó)際的40nm工藝。在制造工藝上落后技術(shù)引進(jìn)CPU 1至2代已經(jīng)是龍芯的常態(tài)了。

不過(guò)，使用28nm工藝也有一個(gè)好處，那就是充分展示了龍芯在CPU設(shè)計(jì)上的實(shí)力。由于制造工藝本身沒(méi)有進(jìn)步，這就導(dǎo)致龍芯在IPC上的提升和在主頻上的提升，完全依靠自身的前端設(shè)計(jì)和后端設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。這與一些在CPU核升級(jí)上完全依賴從外商購(gòu)買，在制造工藝上高度依賴臺(tái)積電先進(jìn)工藝的廠商形成鮮明對(duì)比。對(duì)于馬甲CPU來(lái)說(shuō)，龍芯3A3000和龍芯3A4000對(duì)于馬甲CPU來(lái)說(shuō)堪稱打臉的存在。