打破Wintel和AA體系，龍芯破冰

本文作者：包永剛

2022-01-13 18:12

導(dǎo)語：推出一個指令系統(tǒng)不難，難的是生態(tài)的構(gòu)建，LoongArch邁出了關(guān)鍵一步。

歷經(jīng)幾十年的發(fā)展，全球形成了Wintel（Windows+Intel）和AA（Android+Arm）兩大信息化生態(tài)體系，并且都由美國主導(dǎo)。

“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)，就像中國人可以用英文寫文章，但不可能基于英文形成民族文化。” 龍芯中科董事長胡偉武此前對雷峰網(wǎng)(公眾號：雷峰網(wǎng))說，“于是在內(nèi)因和外因的共同作用下，我們決定自主開發(fā)一套指令集LoongArch。”

“我們敢于構(gòu)建新的指令系統(tǒng)的生態(tài)，是因?yàn)檫^去20年的積累讓我們掌握了9個能力。”胡偉武表示。

龍芯掌握的9個能力包括：3個基礎(chǔ)編譯器（GCC、LLVM、GOLANG）；3個虛擬機(jī)（Java虛擬機(jī)、JavaScript虛擬機(jī)、.NET虛擬機(jī)）；3個二進(jìn)制翻譯系統(tǒng)（X86、ARM和MIPS指令系統(tǒng)的翻譯）。

2021年4月，龍芯正式發(fā)布完全自主指令集架構(gòu)Loongson Architecture，簡稱龍芯架構(gòu)或LoongArch，包括基礎(chǔ)架構(gòu)部分和向量指令、虛擬化、二進(jìn)制翻譯等擴(kuò)展部分，近2000條指令，不包含MIPS指令系統(tǒng)，具有完全自主、技術(shù)先進(jìn)、兼容生態(tài)三方面特點(diǎn)。

三個月后的2021年7月，首款采用自主指令系統(tǒng)LoongArch的處理器龍芯3A5000 CPU發(fā)布，該處理器包含四個處理器核心，其中每個處理器核心都采用64位超標(biāo)量GS464V自主微結(jié)構(gòu)，包含4個定點(diǎn)單元、2個256位向量運(yùn)算單元和2個訪存單元。

根據(jù)龍芯的說法，與龍芯上一代處理器3A4000處理器，3A5000處理器在保持引腳兼容的基礎(chǔ)上，性能提升50%以上，功耗降低30%以上。

“龍芯架構(gòu)的發(fā)布，是中國信息產(chǎn)業(yè)的一個重要成果，希望龍芯等國產(chǎn)CPU開展協(xié)同攻關(guān)，開拓創(chuàng)新，能夠成為國家網(wǎng)信事業(yè)的堅強(qiáng)底座。”中國工程院院士倪光南表示，“國產(chǎn)軟硬件的發(fā)展過程一般要經(jīng)歷‘不可用’到‘可用’再到“好用”三個階段，采用自主知識產(chǎn)權(quán)龍芯架構(gòu)的龍芯3A5000/3C5000L等國產(chǎn)CPU，已經(jīng)在我國各領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，并取得了令人矚目的成就。”

胡偉武說：“過去把指令系統(tǒng)和CPU芯片聯(lián)系起來比較多，其實(shí)指令系統(tǒng)更多關(guān)系到的是軟件生態(tài)，比如X86支撐Windows生態(tài)、ARM支撐Android生態(tài)。只要把軟件想清楚了，CPU換指令系統(tǒng)并不難。”

也就是說，推出一個指令系統(tǒng)不難，難的是生態(tài)的構(gòu)建，這也是芯片業(yè)界的共識。

2022年1月13日，龍芯舉辦首屆LoongArch生態(tài)創(chuàng)新大會，這是龍芯構(gòu)建生態(tài)的關(guān)鍵性一步，也是徹底打破由Wintel及AA國外廠商主導(dǎo)的基于指令集及芯片設(shè)計的生態(tài)體系，填補(bǔ)國家信息化發(fā)展對芯片要求性能優(yōu)異并具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)空白的破冰之舉。

打破Wintel和AA體系，龍芯破冰

胡偉武在龍芯首屆生態(tài)大會上表示，一個優(yōu)秀的生態(tài)有三個主要特點(diǎn)。一是開放，越開放合作伙伴越多。二是兼容，把合作伙伴的工作形成合力。三是優(yōu)化，通過系統(tǒng)優(yōu)化而不僅僅是CPU升級來提高性能。龍芯中科將秉承上述開放、兼容、優(yōu)化的理念與合作伙伴一起共建自主生態(tài)。

雷峰網(wǎng)了解到，統(tǒng)信操作系統(tǒng)、麒麟操作系統(tǒng)、龍蜥操作系統(tǒng)、WPS辦公軟件、微信、360瀏覽器等均已支持LoongArch。通過二進(jìn)制翻譯支持了X86/Linux平臺和X86/Windows平臺的部分應(yīng)用以及X86/Windows平臺的大量打印機(jī)外設(shè)。

未來，龍芯將推出基于LoongArch的充分考慮兼容需求的自主編程框架。

眾多的合作也在龍芯首屆生態(tài)大會上發(fā)布，包括統(tǒng)信桌面操作系統(tǒng)V20（ LoongArch版）、銀河麒麟桌面操作系統(tǒng)V10SP1（龍芯版）、龍蜥操作系統(tǒng)(Anolis OS) 8 LoongArch 版本、聯(lián)想開天M540Z龍芯3A5000臺式機(jī)、同方超銳L860-T2龍芯3A5000筆記本、七〇六天熠系列龍芯3C5000L服務(wù)器、龍芯瀏覽器V3等多款聯(lián)合產(chǎn)品。

打破Wintel和AA體系，龍芯破冰

當(dāng)然，生態(tài)的構(gòu)建更需要最終用戶的支持。

龍芯中科副總裁張戈表示，已有近百家廠商推出了數(shù)百款基于LoongArch的龍芯桌面、服務(wù)器、網(wǎng)安、密碼等產(chǎn)品，龍芯從去年開始牽頭成立了龍芯生態(tài)適配服務(wù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，目前已經(jīng)有70余家適配中心和相關(guān)機(jī)構(gòu)加入，形成了遍布全國的適配服務(wù)聯(lián)動體系。

后續(xù)龍芯會致力于在國際社區(qū)創(chuàng)立LoongArch分支，同時組建LoongArch聯(lián)盟，把LoongArch指令集免費(fèi)開放，聯(lián)盟不光對指令集本身開放，也將對部分處理器的IP核實(shí)現(xiàn)代碼也全部開放，以最大的開放程度來打造LoongArch生態(tài)聯(lián)盟。

生態(tài)大會上，來自中國民生銀行、浙江移動、江蘇省電化教育館、中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司等不同行業(yè)的專家分別就龍芯在金融、通信、教育、交通等關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的行業(yè)信息化建設(shè)及應(yīng)用進(jìn)行講解，充分說明了國產(chǎn)芯片由能用已經(jīng)走到了好用的階段。

據(jù)悉，龍芯將在金融、通信、教育、交通、醫(yī)療領(lǐng)域打造LoongArch的應(yīng)用標(biāo)桿。另外，龍芯也通過生態(tài)伙伴計劃，以中小企業(yè)為中心打造全過程的生態(tài)伙伴成長體系，支持創(chuàng)業(yè)者，持續(xù)推動龍芯生態(tài)的建設(shè)。

打破Wintel和AA體系，龍芯破冰