北京2021年4月15日 /美通社/ -- 近日，龍芯自主指令系統(tǒng)架構（Loongson Architecture，以下簡稱龍芯架構或LoongArch）的基礎架構通過國內(nèi)第三方知名知識產(chǎn)權評估機構的評估，并在2021年信息技術應用創(chuàng)新論壇主論壇上正式對外發(fā)布。
CPU指令系統(tǒng)是計算機的軟硬件界面，是CPU所執(zhí)行的軟件指令的二進制編碼格式規(guī)范。一種指令系統(tǒng)承載了一個軟件生態(tài)，如X86指令系統(tǒng)和Windows操作系統(tǒng)形成的Wintel生態(tài)以及ARM指令系統(tǒng)和Android操作系統(tǒng)形成的AA生態(tài)。國外CPU廠商以指令系統(tǒng)作為控制生態(tài)的手段，需要獲得“授權”才能研制與之相兼容的CPU。采用授權指令系統(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小說，但不可能基于英文形成中華民族文化。
目前，構建自主可控的信息技術體系和產(chǎn)業(yè)生態(tài)已成為共識，同時自主產(chǎn)業(yè)生態(tài)企業(yè)也深切感受到，“在別人的墻基上砌房子，再大再漂亮也可能經(jīng)不起風雨，甚至會不堪一擊”，而指令系統(tǒng)就是信息產(chǎn)業(yè)的墻基，基于國外授權的指令系統(tǒng)難以建設自主的信息技術體系和產(chǎn)業(yè)生態(tài)。2020年，龍芯中科基于二十年的CPU研制和生態(tài)建設積累推出了龍芯架構（LoongArch），包括基礎架構部分和向量指令、虛擬化、二進制翻譯等擴展部分，近2000條指令。龍芯架構不包含MIPS指令系統(tǒng)。
龍芯架構具有完全自主、技術先進、兼容生態(tài)三方面特點。
龍芯架構從整個架構的頂層規(guī)劃，到各部分的功能定義，再到細節(jié)上每條指令的編碼、名稱、含義，在架構上進行自主重新設計，具有充分的自主性。
龍芯架構摒棄了傳統(tǒng)指令系統(tǒng)中部分不適應當前軟硬件設計技術發(fā)展趨勢的陳舊內(nèi)容，吸納了近年來指令系統(tǒng)設計領域諸多先進的技術發(fā)展成果。同原有兼容指令系統(tǒng)相比，不僅在硬件方面更易于高性能低功耗設計，而且在軟件方面更易于編譯優(yōu)化和操作系統(tǒng)、虛擬機的開發(fā)。
龍芯架構在設計時充分考慮兼容生態(tài)需求，融合了各國際主流指令系統(tǒng)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(chuàng)新，不僅能夠確保現(xiàn)有龍芯電腦上應用二進制的無損遷移，而且能夠?qū)崿F(xiàn)多種國際主流指令系統(tǒng)的高效二進制翻譯。
龍芯自主指令系統(tǒng)構成
目前，支持龍芯架構的龍芯3A5000處理器芯片已經(jīng)流片成功，基于新架構的完整操作系統(tǒng)已經(jīng)在3A5000計算機上穩(wěn)定運行。從其它主流指令系統(tǒng)到LoongArch的二進制翻譯系統(tǒng)已經(jīng)可以在3A5000計算機上演示運行基于其它主流指令系統(tǒng)的復雜應用程序。龍芯中科從2020年起新研的CPU均支持LoongArch架構。
龍芯中科高度重視與龍芯架構相關的知識產(chǎn)權工作，委托國內(nèi)第三方知名知識產(chǎn)權評估機構對龍芯基礎架構進行深入細致的知識產(chǎn)權評估。從2020年二季度開始，雙方投入上百人員，將LoongArch與ALPHA、ARM、MIPS、POWER、RISC-V、X86等國際上主要指令系統(tǒng)有關資料和幾萬件專利進行深入對比分析。2021年1月，針對被評估的基礎架構版本該評估機構認為：（1）LoongArch在指令系統(tǒng)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(tǒng)手冊在章節(jié)結構、指令說明結構和指令內(nèi)容表達方面與上述國際上主要指令系統(tǒng)存在明顯區(qū)別。（3）未發(fā)現(xiàn)LoongArch基礎架構對上述國際主要指令系統(tǒng)中國專利的侵權風險。
龍芯中科已經(jīng)在一定范圍內(nèi)發(fā)布LoongArch的基礎架構指令系統(tǒng)手冊。待完成評估后，龍芯中科將在更大范圍內(nèi)發(fā)布更完整的LoongArch指令系統(tǒng)手冊。龍芯中科還將聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈伙伴在適當?shù)臅r間建立開放指令系統(tǒng)聯(lián)盟，在聯(lián)盟成員內(nèi)免費共享LoongArch及有關龍芯IP核。
指令系統(tǒng)是軟件生態(tài)的起點，只有從指令系統(tǒng)的根源上實現(xiàn)自主，才能打破軟件生態(tài)發(fā)展受制于人的鎖鏈。龍芯自主指令系統(tǒng)的推出，是龍芯中科長期堅持自主研發(fā)理念的重要成果體現(xiàn)，是在完成CPU性能補課、全面轉向生態(tài)建設歷史關頭的重大技術跨越，標志著龍芯中科在自主信息技術體系和產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設方面從跟隨性發(fā)展的必然王國走向了自主發(fā)展的自由王國。
