龙芯胡伟武：克服奴才心态，做自己的CPU指令系统！( 二 ) 2022年6月6日

文章图片
LoongArch正成为与X86/Arm并列的顶层开源生态系统
其实CPU指令系统的是否需要自主研发，这在多年前就有讨论，至今至少已经有长达15年了。自主研发有自主研发的好处，但是最大的难题在于生态的建设。而选择采用或兼容国外指令集的优势则是能够直接共享现有的国外指令集的软硬件生态。而龙芯在做了20年之后的选择是，在自主的同时去兼容。
2021年4月，龙芯正式发布了自主指令系统架构LoongArch ，在做到了完全的自主可控，拥有完全的自主知识产权的同时，龙芯的LoongArch指令集还实现兼容多种国际主流的指令系统。

文章图片
胡伟武表示，要做到既完全自主又兼容，需要“2＋3＋3＋2”的十大基础软件能力。即，两大核心软件：BIOS和操作系统内核（含驱动和虚拟化）；三大编译器：GCC、LLVM、GOLANG；三大虚拟机：Java、JavaScript、.NET；两大二进制翻译系统：x86和Arm 。 “我们不光要纵向构建自己的软件生态，横向还能接入x86和Arm 。 ”
“LoongArch指令系统正在与x86、Arm一样成为一个国际主流的指令系统，它以后还会开源，但它跟RISC-V不一样， RISC-V的开源是美国人主导的，而我们LoongArch的开源是我们中国人自己的开源指令系统。虽然过去我们国内曾经有过一些自主研发的指令系统都没成功，但是我相信我们的LoongArch是可以成功的。 ”胡伟武说道。

文章图片
据介绍， LoongArch架构已得到国际开源软件界广泛认可与支持，并已向GNU组织申请到ELFMachine编号(258号) ，即LoongArch的“身份证"；Linux内核社区版本也将持续支持龙芯系列CPU和桥片。 Binutils、GDB等基础工具已实现对LoongArch的原生支持， ACPI国际标准中纳入了对LoongArch架构特性的支持；GCC已实现与LoongArch架构的原生支持， LLVM、GO已经初步实现对LoongArch架构的原生社区支持；龙芯与.Net、V8、Mozilla等社区紧密合作，基于LoongArch架构实现了Java、Javascript、.Net等三大虚拟机运行环境。
龙芯3C5000服务器处理器发布：16核心性能媲美Arm64核处理器
2021年7月，龙芯正式发布了首款基于自主研发的指令系统LoongArch的处理器芯片龙芯3A5000 ，性能实现大幅跨越，代表了我国自主CPU设计领域的最新里程碑成果。
作为首款基于LoongArch指令集系统的龙芯3A5000处理器，主频为2.3GHz-2.5GHz ，包含4个处理器核心。每个处理器核心采用64位超标量GS464V自主微结构，包含4个定点单元、2个256位向量运算单元和2个访存单元。龙芯3A5000集成了2个支持ECC校验的64位DDR4-3200控制器， 4个支持多处理器数据一致性的HyperTransport3.0控制器。龙芯3A5000支持主要模块时钟动态关闭，主要时钟域动态变频以及主要电压域动态调压等精细化功耗管理功能。
根据龙芯中科公布的国内第三方测试机构的测试结果显示，龙芯3A5000处理器在GCC编译环境下运行SPECCPU2006的定点、浮点单核Base分值均达到26分以上，四核分值达到80分以上。基于国产操作系统的龙芯3A5000桌面系统的Unixbench单线程分值达1700分以上，四线程分值达到4200分以上。上述测试分值已经逼近市场主流桌面CPU水平，在国内桌面CPU中处于领先地位。
较上一代龙芯3A4000处理器，龙芯3A5000处理器在保持引脚兼容的基础上，性能提升50%以上，功耗降低30%以上。
据龙芯中科副总裁张戈介绍，此次发布的龙芯3C5000系列是龙芯面向服务器领域倾力打造的高性能通用处理器，采用全新的龙芯LoongArch自主指令系统，具备超强算力性能卓越的特点，可满足通用计算大型数据中心云计算中心的计算需求。