国产CPU的崛起?龙芯推出自主指令架构——新方向!

2021年四月十五日上午 , 龙芯中科胡威武院士在山西省煤炭中心开展的全国信息技术应用创新论坛上正式对外公布了自主指令集架构——LoongArch 。
LoongArch不包含龙芯中科之前使用的MIPS指令系统 , 完全自主研发 , 可以参与构建我国自主的信息技术体系和产业生态 。
国产CPU的崛起?龙芯推出自主指令架构——新方向!
文章图片
什么是指令集架构?CPU指令系统是计算机的软硬件界面 , 是CPU所执行指令的二进制编码格式规范 。
一种指令系统承载了一个软件生态 , 如X86指令系统和Windows操作系统形成的Wintel生态、ARM指令系统和Android操作系统形成的AA生态 。 国外CPU厂商以指令系统作为控制生态的手段 , 需要获得授权才能研制与之相兼容的CPU 。 指令系统是信息产业的墙基 , 基于国外授权的指令系统 , 难以建设自主的信息技术体系和产业生态 。
国产CPU的崛起?龙芯推出自主指令架构——新方向!】来一个形象的比喻 , 我们可以用外国石头盖房子 , 但不能把自己的房子盖在别人的地基上 , 因为这意味着被他人所控制 。 这也就是拥有指令集的公司很容易就能对获得授权的芯片设计公司卡脖子的原因 , 因此LoongArch对中国集成电路产业而言是一个历史性突破 。
龙芯中科基于二十年的CPU研制和生态建设积累推出了龙芯架构(LoongArch) , 包括基础架构部分和向量指令、虚拟化、二进制翻译等扩展部分 , 近2000条指令 。
国产CPU的崛起?龙芯推出自主指令架构——新方向!
文章图片
LoongArch摒弃了传统指令系统中部分不适应当前软硬件设计技术发展趋势的陈旧内容 , 吸纳了指令系统设计领域诸多先进成果 。
同原有兼容指令系统相比 , LoongArch不仅在硬件方面更易于高性能低功耗的设计 , 而且在软件方面更易于编译优化和操作系统、虚拟机的开发 。
LoongArch在设计时充分考虑兼容生态需求 , 融合了各国际主流指令系统的主要功能特性 , 同时在二进制翻译方面进行了技术创新 , 不仅能够确保现有龙芯PC上应用二进制的无损迁移 , 而且能够实现多种国际主流指令系统的高效二进制翻译 。
龙芯中科已经在一定范围内发布LoongArch的基础架构指令系统手册 。 待完成评估后 , 龙芯中科将在更大范围内发布更完整的LoongArch指令系统手册 。 龙芯中科还将联合产业链伙伴在适当的时间建立开放指令系统联盟 , 在联盟成员内免费共享LoongArch及有关龙芯IP核 。
国产CPU的崛起?龙芯推出自主指令架构——新方向!
文章图片
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 。
菊花已经证明了 , 走arm道路就是死路一条 。
兆芯 , 海光也是用的x86的授权 , 人家想掐就掐了 。
开源的RISC-V有很多缺陷 , 不适合应用在pc上 。
所以要在这方面真的不被卡脖子 , 只能走自己的路 , 自己搞架构 , 龙芯中科是第一个膛过来的 。
从某些方面讲 , 龙芯这次的成功某些方面有运气原因 , 美国没有注意到这个小企业 , 舆论上对龙芯也不友好 , 所以可以在亏损状态下偷偷发展出来 。
现在龙芯的LoongArch有龙芯自己的Loongnix系统 , 完成度较低 , 但统信UOS也对龙芯做了适配 , 所以龙芯的生态是从Linux上出发的 , 起点就比较高 , 但很多应用在Linux上还是没有 , 比如最常用的QQ微信 , 生态建设将仍有很长的路要走 。