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國(guó)產(chǎn)自主CPU重磅消息！龍芯推出自主指令系統(tǒng)架構(gòu)！可“兼容”x86/ARM/MIPS

2021-04-16 13:19:02 EETOP

點(diǎn)擊關(guān)注->創(chuàng)芯網(wǎng)公眾號(hào)，后臺(tái)告知EETOP論壇用戶名，獎(jiǎng)勵(lì)200信元

昨日，據(jù)龍芯官微消息，近日，龍芯自主指令系統(tǒng)架構(gòu)（Loongson Architecture，以下簡(jiǎn)稱龍芯架構(gòu)或LoongArch）的基礎(chǔ)架構(gòu)通過(guò)國(guó)內(nèi)第三方知名知識(shí)產(chǎn)權(quán)評(píng)估機(jī)構(gòu)的評(píng)估，并在2021年信息技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新論壇主論壇上正式對(duì)外發(fā)布。

CPU指令系統(tǒng)長(zhǎng)期受制于人，龍芯自主指令架構(gòu)推出正當(dāng)時(shí)！

CPU指令系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)的軟硬件界面，是CPU所執(zhí)行的軟件指令的二進(jìn)制編碼格式規(guī)范。一種指令系統(tǒng)承載了一個(gè)軟件生態(tài)，如X86指令系統(tǒng)和Windows操作系統(tǒng)形成的

Wintel生態(tài)以及ARM指令系統(tǒng)和Android操作系統(tǒng)形成的AA生態(tài)。

國(guó)外CPU廠商以指令系統(tǒng)作為控制生態(tài)的手段，需要獲得“授權(quán)”才能研制與之相兼容的CPU。采用授權(quán)指令系統(tǒng)可以研制產(chǎn)品，但不可能形成自主產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

目前，構(gòu)建自主可控的信息技術(shù)體系和產(chǎn)業(yè)生態(tài)已成為共識(shí)，同時(shí)自主產(chǎn)業(yè)生態(tài)企業(yè)也深切感受到，“在別人的墻基上砌房子，再大再漂亮也可能經(jīng)不起風(fēng)雨，甚至?xí)豢耙粨?rdquo;，而指令系統(tǒng)就是信息產(chǎn)業(yè)的墻基，因此龍芯架構(gòu)（LoongArch）的推出正當(dāng)其時(shí)。

LoongArch架構(gòu)簡(jiǎn)介

LoongArch包括基礎(chǔ)架構(gòu)部分，以及向量擴(kuò)展LSX、高級(jí)向量擴(kuò)展LASX、虛擬化LVZ、二進(jìn)制翻譯LBT等擴(kuò)展部分，總共接近2000條指令，同時(shí)不包含龍芯此前使用的
MIPS指令系統(tǒng)。

龍芯中科從2020年起新研的CPU，均支持LoongArch。

LoongArch具有完全自主、技術(shù)先進(jìn)、兼容生態(tài)三個(gè)方面的特點(diǎn)。

首先，LoongArch從整個(gè)架構(gòu)的頂層規(guī)劃，到各部分的功能定義，再到細(xì)節(jié)上每條指令的編碼、名稱、含義，都在架構(gòu)上進(jìn)行了自主重新設(shè)計(jì)，具有充分的自主性。

其次，LoongArch摒棄了傳統(tǒng)指令系統(tǒng)中，部分不適應(yīng)當(dāng)前軟硬件技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的陳舊內(nèi)容，同時(shí)吸納了近年來(lái)指令系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域諸多先進(jìn)的技術(shù)發(fā)展成果。相比于原有的兼容指令系統(tǒng)，不僅在硬件方面更易于高性能低功耗設(shè)計(jì)，在軟件方面也更易于編譯優(yōu)化和操作系統(tǒng)、虛擬機(jī)的開(kāi)發(fā)。

可“兼容”MIPS/ARM/x86等

我們知道目前全球已經(jīng)有x86、ARM、MIPS、RISC-V、Alpha、Power等多種指令集系統(tǒng)，龍芯之前的處理器甚至都是基于MIPS授權(quán)的，而新出的LoongArch在設(shè)計(jì)時(shí)充分了考慮兼容生態(tài)需求，融合了各國(guó)際主流指令系統(tǒng)的主要功能特性，同時(shí)依托龍芯團(tuán)隊(duì)在二進(jìn)制翻譯方面十余年的技術(shù)積累創(chuàng)新，不僅能夠確保現(xiàn)有龍芯平臺(tái)應(yīng)用二進(jìn)制的無(wú)損遷移，而且能夠?qū)崿F(xiàn)多種國(guó)際主流指令系統(tǒng)的高效二進(jìn)制翻譯。

對(duì)應(yīng)芯片已成功流片

目前，支持LoongArch的龍芯3A5000處理器芯片已經(jīng)流片成功，完整操作系統(tǒng)也已穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)，從其它主流指令系統(tǒng)到龍新架構(gòu)的二進(jìn)制翻譯系統(tǒng)，也已成功演示運(yùn)行基于其它主流指令系統(tǒng)的復(fù)雜應(yīng)用程序。

2020年第二季度開(kāi)始，龍芯中科委托國(guó)內(nèi)第三方知名知識(shí)產(chǎn)權(quán)評(píng)估機(jī)構(gòu)，對(duì)LoongArch進(jìn)行深入細(xì)致的知識(shí)產(chǎn)權(quán)評(píng)估。

雙方投入上百人月，將LoongArch與Alpha、ARM、MIPS、Power、RISC-V、X86等國(guó)際主要指令系統(tǒng)的有關(guān)資料和幾萬(wàn)件專利進(jìn)行了深入對(duì)比分析。

2021年1月，評(píng)估機(jī)構(gòu)認(rèn)為：

1、LoongArch在指令系統(tǒng)設(shè)計(jì)、指令格式、指令編碼、尋址模式等方面進(jìn)行了自主設(shè)計(jì)。

2、LoongArch指令系統(tǒng)手冊(cè)在章節(jié)結(jié)構(gòu)、指令說(shuō)明結(jié)構(gòu)和指令內(nèi)容表達(dá)方面與上述國(guó)際上主要指令系統(tǒng)存在明顯區(qū)別。

3、未發(fā)現(xiàn)LoongArch基礎(chǔ)架構(gòu)對(duì)上述國(guó)際主要指令系統(tǒng)中國(guó)專利的侵權(quán)風(fēng)險(xiǎn)。

目前，龍芯中科已經(jīng)在一定范圍內(nèi)發(fā)布LoongArch的基礎(chǔ)架構(gòu)指令系統(tǒng)手冊(cè)，后續(xù)會(huì)在更大范圍內(nèi)發(fā)布更完整的版本，并將聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈伙伴，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間建立開(kāi)放指令系統(tǒng)聯(lián)盟，免費(fèi)共享LoongArch、有關(guān)龍芯IP核。

關(guān)鍵詞： CPU 龍芯 x86