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国产CPU新突破:自主指令级架构发布

发稿时间: 2021-04-16 09:08 来源:北京日报 作者:孙奇茹 2021-04-16

记者昨天从龙芯中科获悉,龙芯自主指令系统架构(简称龙芯架构或LoongArch)的基础架构通过国内第三方知名知识产权评估机构的评估,并在2021年信息技术应用创新论坛主论坛上正式对外发布。

“指令系统是计算机软件和硬件的最基础界面,如果把设计芯片比作写文章,指令系统就好比是语言。中国人可以用英文写文章,但不可能基于英文发展民族文化体系。”龙芯中科董事长、中科院计算研究所研究员胡伟武说。

据介绍,一种指令系统承载了一套生态体系,比如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,就是目前世界上最主流的两套生态体系。长期以来,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。国内的企业如果采用国外厂商授权的指令系统,可以研制产品,但难以建设自主的信息技术体系和产业生态。

2020年,龙芯中科基于20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。

龙芯方面称,龙芯架构从整个架构的顶层规划,到各部分的功能定义,再到细节上每条指令的编码、名称、含义,在架构上进行自主重新设计,具有充分的自主性。值得注意的是,龙芯架构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,吸纳了近年来指令系统设计领域诸多先进的技术发展成果。同原有兼容指令系统相比,不仅在硬件方面更易于高性能低功耗设计,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。

随着全球缺芯潮和国际科技、贸易等领域大变局到来,集成电路领域核心技术的自主可控越来越受关注。据悉,目前,支持龙芯架构的龙芯3A5000处理器芯片已经流片成功,基于新架构的完整操作系统已经在3A5000计算机上稳定运行。从其它主流指令系统到LoongArch的二进制翻译系统已经可以在3A5000计算机上演示运行基于其它主流指令系统的复杂应用程序。

“发展核心技术不要幻想弯道超车,像芯片这样的高复杂系统能力建设需要以30年为周期,既要撸起袖子加油干,还要耐着性子坚持干。”胡伟武称,经过20年的技术积累,龙芯即将发布的基于LoongArch自主指令系统的龙芯3A5000系列CPU,产品性能已经接近市场主流产品水平。

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