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廣皓天
這幾年，國產半導體不斷取得新突破，尤其是最核心的CPU處理器，已經有了多家方案并行，應用場景也越來越廣。
但是除了制造工藝和代工問題，國產CPU最欠缺的就是最基礎的指令集，它是CPU執行軟件指令的二進制編碼格式規范，一套指令系統就承載了一個操作系統、應用軟件生態。
此前的國產CPU指令集，無論x86、ARM、MIPS、RISC-V、Alpha、Power，無論封閉、授權還是開源，根基其實都掌握在別人手里，一旦出現意外根本不堪一擊。
現在，作為國產CPU的標桿企業，龍芯中科正式發布了自主指令系統架構“Loongson Architecture”，簡稱為“龍芯架構”或者“LoongArch”，已經通過了國內第三方知名知識產權評估機構的評估。
LoongArch包括基礎架構部分，以及向量擴展LSX、高級向量擴展LASX、虛擬化LVZ、二進制翻譯LBT等擴展部分，總共接近2000條指令，同時不包含龍芯此前使用的MIPS指令系統。
龍芯中科從2020年起新研的CPU，均支持LoongArch。
LoongArch具有完全自主、技術先進、兼容生態三個方面的特點。
首先，LoongArch從整個架構的頂層規劃，到各部分的功能定義，再到細節上每條指令的編碼、名稱、含義，都在架構上進行了自主重新設計，具有充分的自主性。
其次，LoongArch摒棄了傳統指令系統中，部分不適應當前軟硬件技術發展趨勢的陳舊內容，同時吸納了近年來指令系統設計領域諸多先進的技術發展成果。相比于原有的兼容指令系統，不僅在硬件方面更易于高性能低功耗設計，在軟件方面也更易于編譯優化和操作系統、虛擬機的開發。
再次，LoongArch在設計時充分了考慮兼容生態需求，融合了各國際主流指令系統的主要功能特性，同時依托龍芯團隊在二進制翻譯方面十余年的技術積累創新，不僅能夠確保現有龍芯平臺應用二進制的無損遷移，而且能夠實現多種國際主流指令系統的高效二進制翻譯。
目前，支持LoongArch的龍芯3A5000處理器芯片已經流片成功，完整操作系統也已穩定運行，同時，從其它主流指令系統到龍新架構的二進制翻譯系統，也已成功演示運行基于其它主流指令系統的復雜應用程序。
2020年第二季度開始，龍芯中科委托國內第三方知名知識產權評估機構，對LoongArch進行深入細致的知識產權評估。
雙方投入上百人月，將LoongArch與Alpha、ARM、MIPS、Power、RISC-V、X86等國際主要指令系統的有關資料和幾萬件專利進行了深入對比分析。
2021年1月，評估機構認為：
1、LoongArch在指令系統設計、指令格式、指令編碼、尋址模式等方面進行了自主設計。
2、LoongArch指令系統手冊在章節結構、指令說明結構和指令內容表達方面與上述國際上主要指令系統存在明顯區別。
3、未發現LoongArch基礎架構對上述國際主要指令系統中國專利的侵權風險。
目前，龍芯中科已經在一定范圍內發布LoongArch的基礎架構指令系統手冊，后續會在更大范圍內發布更完整的版本，并將聯合產業鏈伙伴，在適當的時間建立開放指令系統聯盟，免費共享LoongArch、有關龍芯IP核。
(原標題：國產CPU歷史性跨越！龍芯發布自主指令集LoongArch)
浙公網安備 33010602000006號
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