龙芯3D5000通过芯粒（Chiplet）技术把两个3C5000的硅片封装在一起，是一款面向服务器市场的32核产品。龙芯3D5000集成了32个LA464处理器核和64MB片上共享缓存，支持8个满足4-3200规格的访存通道，可以通过5个高速HyperTransport连接I/O扩展桥片和构建单路/双路/四路服务器系统，单机系统最多可支持四路128核。龙芯3D5000片内还集成了安全可信模块功能。
龙芯3D5000采用LGA-4129封装形式，芯片尺寸为75.4mm×58.5mm×6.5mm，频率支持2.0GHz以上，典型功耗小于130W@2.0GHz或170W@2.2GHz，T功耗不超过300W@2.2GHz。单路和双路服务器的EC CPU2006 Base实测分值分别超过400分和800分，预计四路服务器的SPEC CPU2006 Base分值可以达到1600分。
龙芯3D5000的推出，标志着龙芯中科在服务器CPU芯片领域进入国内行列。龙芯中科正在进行龙芯3D5000芯片产品化工作，预计将在2023年上半年向产业链伙伴提供样片、样机。