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国产CPU历史性跨越!龙芯推出自主指令系统架构

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人民日报客户端

世界互联网大会上展示的龙芯芯片。谷业凯摄

人民日报客户端4月15日消息,记者今天从龙芯中科获悉,龙芯自主指令系统架构(以下简称龙芯架构)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。目前支持该架构的龙芯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,这标志着国产自主信息技术体系和产业生态建设取得重要进展。

CPU指令系统是计算机的软硬件界面,是CPU所执行的软件指令的二进制编码格式规范。一种指令系统承载了一个软件生态,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。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。指令系统是信息产业的墙基,基于国外授权的指令系统,难以建设自主的信息技术体系和产业生态。

基于二十年的CPU研制和生态建设积累,龙芯中科推出了龙芯架构,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,具有完全自主、技术先进、兼容生态三方面特点。

自主性方面,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,均进行自主重新设计;同原有兼容指令系统相比,龙芯架构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;龙芯架构在设计时还充分考虑了兼容生态需求,融合了国际主流指令系统的主要功能特性,不仅能够确保现有龙芯电脑上应用二进制的无损迁移,而且能够实现多种国际主流指令系统的高效二进制翻译。

据了解,龙芯中科从2020年起新研的CPU均支持龙芯架构。龙芯中科已经在一定范围内发布龙芯架构的基础架构指令系统手册,待完成评估后将在更大范围内发布更完整的龙芯架构指令系统手册。龙芯中科还将联合产业链伙伴在适当的时间建立开放指令系统联盟,在联盟成员内免费共享架构及有关龙芯IP核。

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