据新华网的报道,龙芯中科技术有限公司在14日发布了新一代自主指令系统架构--龙芯架构,据有关研究人员介绍龙芯架构已经对从顶层规划到各部分的功能定义,再到每条指令的编码、名称、含义都进行了自主重新设计,同时还能兼容多种主流指令系统。此前的CPU一直都以x86以及ARM为主流架构,而市场也被英特尔以及ARM垄断,龙芯架构粉墨登场能带领中国芯片走向国产自主化。
指令系统是十分重要的,指令系统是软件生态的起点,相当于计算机硬件设施的基础界面,有指令才能产生实践,如果没有人发号施令,芯片设计乃至芯片生产都将成为纸上谈兵,指令就是最基础的那个元素,没有这个元素其他原子也无法构成。
国内CPU厂家并不算多,国内的华为、申威、海思、飞腾、海光、兆兴以及龙芯是为数不多的cpu厂家,而在美国的打压政策之下不少企业已经被列入了出口管制的实体清单中。这些cpu厂家都选择了x86或是ARM公司授权的架构系统,这就意味着芯片的研究不需要从头做起,但同时也会受到来自美国打压政策的管制,龙芯选择的MIPS指令集也被其拥有者Wave Computing所抛弃(Wave Computing已转投RISC-V阵营),RISC-V架构系统是中科昊芯依据研发的,并且全新的龙芯架构不再包含MIPS指令集,龙芯中科基于20几年的研究推出了技术上完全自主、兼容生态以及技术先进的龙芯架构。
龙芯架构的成果与华为的鸿蒙系统旗鼓相当,华为的鸿蒙系统打破了ios和安卓的市场垄断,龙芯架构则是国内第一个完成对指令集架构完全自主研发的,这也打破了英特尔和ARM公司对cpu市场的垄断,虽然龙芯架构还没有像华为一样建立一个完备的生态链,龙芯架构仍然还有很长一段路要走,但相信龙芯架构能迅猛发展,成为cpu的中流砥柱也只不过是时间问题。
下面就让我们来聊一聊龙芯架构的过人之处。龙芯架构(LoongArch),包括了基础的架构部分、向量指令、虚拟化、二进制翻译等扩展部分,以及将近2000条指令。在具体的架构上,龙芯自下而上的进行了自主设计,从整个架构的顶层规划,到部分的功能定义,再具体到每个指令的编码、名称以及含义,都拥有着完备的自主权,不再受制于美国。
从性能方面,龙芯架构也有了升级,龙芯架构除去了以往传统旧指令中不合适的内容,对指令系统进行了升级设计和完善处理,与原有指令系统相比较,龙芯架构不仅在硬件方面有着高性能低功耗的特点,在软件设施上也使编译优化和操作系统的开发变得简单。
从兼容方面来看,龙芯指令集融合了各国际主流指令系统的主要功能特性,以及相关团队对二进制方面的研究,这使得龙芯架构能在实现多种国际主流指令系统的状态下进行高效二进制翻译。
为了确保龙芯架构的研发自主性以及消除外界对龙芯架构与其他国际主流指令系统是否存在知识产权的疑虑,龙芯还委托国内第三方知识产权评估机构对龙芯架构了只是产权的评估,最终得出龙芯指令集在实现兼容多种国际主流的指令系统的基础上,做到了完全自主,拥有了自主的知识产权,这也就意味着芯片产业将不再受制于第三方。
从上述我们能得出一个结论,龙芯指令集的推出对中国整个芯片产业有着十分重要的意义,这将成为中国迈入国产芯片自主化的第一步,只有从指令系统上实现自主,才能在软件生态上摆脱他人的牵制,从硅的自主到实现光刻机的研制,再到鸿蒙系统以及全新工艺5nm芯片,到如今完全自主的指令集系统,中国在芯片方面的进步越来越大,在不久的将来中国也将成为芯片自由自主的国家。