龍芯中科胡偉武：“三箭齊發(fā)”與四大計劃，LoongArch擘畫生態(tài)藍圖

4月24日消息（林想）4月19日，龍芯中科董事長胡偉武在線上發(fā)表了關(guān)于LoongArch生態(tài)建設(shè)的演講。胡偉武表示，指令系統(tǒng)是自主信息產(chǎn)業(yè)繞不過去的話題，我國不可能基于國外指令系統(tǒng)建設(shè)自主信息產(chǎn)業(yè)生態(tài)。為了降低產(chǎn)業(yè)鏈難度，做好芯片與操作系統(tǒng)之間的軟硬結(jié)合，龍芯同時具備了“2+3+3+2”的十大技術(shù)能力。龍芯中科與國際開源軟件界開展了緊密合作。

此外，胡偉武透露，目前LoongArch架構(gòu)得到了國際開源軟件社區(qū)的廣泛認可與支持，LoongArch正在成為與X86/ARM并列的頂層開源生態(tài)系統(tǒng)。為了進一步讓件生態(tài)生長駛?cè)?ldquo;快車道”，基于LoongArch的軟件生態(tài)思路是“三箭齊發(fā)”。

“2+3+3+2”：既自主又兼容夯實信息產(chǎn)業(yè)

“我國信息產(chǎn)業(yè)面臨改開以來最大變局！”胡偉武指出，一方面國際貿(mào)易的不確定性倒逼國內(nèi)行業(yè)和企業(yè)使用自主研發(fā)的CPU和操作系統(tǒng)，另一方面，自主化應(yīng)用帶動我國自主信息產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。

此外，目前我國的信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展是兩條技術(shù)路線多款CPU并存。其中引進技術(shù)路線，主要基于ARM（飛騰、鯤鵬）、X86（海光、兆芯），強調(diào)融入國際體系；而自主研發(fā)路線，則是以龍芯、申威為代表的企業(yè)，強調(diào)構(gòu)建自主體系。

在胡偉武看來，推出自主指令系統(tǒng)，是建立自主體系的需要，更是實現(xiàn)技術(shù)自由的必要條件。“上萬億的投入、幾千萬人付出巨大努力的結(jié)果，如果僅培養(yǎng)出一個百億級（千萬臺電腦/年）的CPU企業(yè)，那是得不償失的；如果培養(yǎng)出第三套信息技術(shù)體系和產(chǎn)業(yè)生態(tài)，那就賺了。”

信息產(chǎn)業(yè)本質(zhì)上是“解決方案為王”的產(chǎn)業(yè)，解決方案決定用戶習慣和產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)權(quán)。胡偉武強調(diào)，“要想從本質(zhì)上扭轉(zhuǎn)信息產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀就要做解決方案，當然解決方案的底座就是一個信息技術(shù)平臺。”

要想夯實解決方案的底座必須堅持自主研發(fā)，完成性能“補課”。在胡偉武看來，指令系統(tǒng)是自主信息產(chǎn)業(yè)繞不過去的話題，我國不可能基于國外指令系統(tǒng)建設(shè)自主信息產(chǎn)業(yè)生態(tài)。龍芯中科于2021年正式發(fā)布了自主指令系統(tǒng)架構(gòu)LoongArch，已經(jīng)通過權(quán)威機構(gòu)系統(tǒng)的知識產(chǎn)權(quán)分析，做到了既自主又兼容，并充分融合主流指令系統(tǒng)X86、ARM等的主要特點。

為了降低產(chǎn)業(yè)鏈難度，做好芯片與操作系統(tǒng)之間的軟硬結(jié)合，龍芯同時具備了“2+3+3+2”的十大技術(shù)能力，第一個“2”即BIOS、操作系統(tǒng)內(nèi)核能力；第二個“3”指的是三大編譯器社區(qū)GCC、LLVM、GOLANG；第三個“3”指的是虛擬機Java、javaScript、.NET；最后一個“2”則是兩大二進制翻譯系統(tǒng)LATX、LATA。

據(jù)悉，龍芯指令系統(tǒng)架構(gòu)LoongArch具備先進、兼容性、模塊化和擴展性四大優(yōu)勢。值得一提的是，LoongArch還通過國內(nèi)權(quán)威機構(gòu)的知識產(chǎn)權(quán)評估，MIPS只有3種格式，立即數(shù)均為16位，而LoongArch有9種格式，多種立即數(shù)。

“壯”生態(tài)：LoongArch的三條思路與四大計劃

在掌握上述關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，龍芯中科與國際開源軟件界開展了緊密合作。目前LoongArch架構(gòu)得到了國際開源軟件社區(qū)的廣泛認可與支持，LoongArch正在成為與X86/ARM并列的頂層開源生態(tài)系統(tǒng)。胡偉武表示，希望到2022年底，開源社區(qū)對LoongArch的支持基本完善。

其實今年初，在龍芯中科首屆LoongArch生態(tài)創(chuàng)新大會上，胡偉武曾指出，龍芯自主生態(tài)建設(shè)的主要瓶頸從性能不足轉(zhuǎn)向軟件生態(tài)不夠豐富。為了破解這一瓶頸，讓軟件生態(tài)生長進入“快車道”，基于LoongArch的軟件生態(tài)思路則是“三箭齊發(fā)”。

一是提供基礎(chǔ)版開源操作系統(tǒng)：操作系統(tǒng)的Windows模式和Android模式，降低產(chǎn)業(yè)鏈門檻（BIOS、內(nèi)核、編譯器、虛擬機、瀏覽器、圖形庫等核心模塊開發(fā)和驗證），另一方面規(guī)范硬件兼容性，通過統(tǒng)一系統(tǒng)架構(gòu)實現(xiàn)操作新跨硬件兼容；

二是形成充分考慮兼容需求的自主編程框架，先實現(xiàn)兼容框架，克服Linux系統(tǒng)版本間不兼容問題 ，后形成自主編程語言和編程框架，形成新型APP流派；

三是通過高效二進制翻譯系統(tǒng)消除指令系統(tǒng)壁壘，實現(xiàn)廣泛兼容。作為過渡手段，在龍芯平臺上運行X86/Windows應(yīng)用（不運行Windows）；通過軟硬件結(jié)合大幅提高二進制翻譯效率。

為了進一步強壯生態(tài)，胡偉武在會上還透露了LoongArch生態(tài)近期的四大計劃：

一是持續(xù)推動在國際上游社區(qū)創(chuàng)立LoongArch分支，成為與X86/ARM并列的分支。Binutils、GCC、GDB、LLVM、瀏覽器、媒體播放器等已并入上游社區(qū)，爭取2022年全面完成上游社區(qū)LoongArch架構(gòu)并入；

二是持續(xù)開展二進制翻譯系統(tǒng)研發(fā)和優(yōu)化。瀏覽器兼容IE應(yīng)用、兼容Windows打印機驅(qū)動、.NET已經(jīng)可用，通用二進制翻譯平臺2022H1基本可用，2022年底可用，2025年消除指令系統(tǒng)間的壁壘 ；

三是開展自主編程語言和編程框架的研究，調(diào)研Windows、IOS、Android編程框架，形成自己的編程框架；

四是LoongArch開源計劃，有組織（兼容）的開放，部分處理器IP核（Cortex A53以下性能）源碼免費開放；高校計劃方面實現(xiàn)核心課程遷移，實驗平臺遷移，相關(guān)競賽遷移，已簡化形成幾十條指令的小系統(tǒng)。

演講最后，胡偉武表示，經(jīng)過20年發(fā)展，龍芯已基本完成CPU性能“補課”，開啟生態(tài)建設(shè)新征程。龍芯中科愿以LoongArch為契機，實現(xiàn)2025年走向開放市場，自主信息技術(shù)體系基本建成；2030年走向國際市場，自主信息技術(shù)體系更加完善；2035年實現(xiàn)“三足鼎立”的三大新目標，在自主創(chuàng)新的奮斗征程中一往無前。

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