龙芯中科胡伟武：“三箭齐发”与四大计划，LoongArch擘画生态蓝图

　　4月19日，龙芯中科董事长胡伟武在线上发表了关于LoongArch生态建设的演讲。胡伟武表示，指令系统是自主信息产业绕不过去的话题，我国不可能基于国外指令系统建设自主信息产业生态。为了降低产业链难度，做好芯片与操作系统之间的软硬结合，龙芯同时具备了“2+3+3+2”的十大技术能力。龙芯中科与国际开源软件界开展了紧密合作。

　　此外，胡伟武透露，目前LoongArch架构得到了国际开源软件社区的广泛认可与支持，LoongArch正在成为与X86/ARM并列的顶层开源生态系统。为了进一步让件生态生长驶入“快车道”，基于LoongArch的软件生态思路是“三箭齐发”。

　　“2+3+3+2”：既自主又兼容夯实信息产业

　　“我国信息产业面临改开以来最大变局！”胡伟武指出，一方面国际贸易的不确定性倒逼国内行业和企业使用自主研发的CPU和操作系统，另一方面，自主化应用带动我国自主信息产业快速发展。

　　此外，目前我国的信息产业发展是两条技术路线多款CPU并存。其中引进技术路线，主要基于ARM（飞腾、鲲鹏）、X86（海光、兆芯），强调融入国际体系；而自主研发路线，则是以龙芯、申威为代表的企业，强调构建自主体系。

　　在胡伟武看来，推出自主指令系统，是建立自主体系的需要，更是实现技术自由的必要条件。“上万亿的投入、几千万人付出巨大努力的结果，如果仅培养出一个百亿级（千万台电脑/年）的CPU企业，那是得不偿失的；如果培养出第三套信息技术体系和产业生态，那就赚了。”

　　信息产业本质上是“解决方案为王”的产业，解决方案决定用户习惯和产业主导权。胡伟武强调，“要想从本质上扭转信息产业的现状就要做解决方案，当然解决方案的底座就是一个信息技术平台。”

　　要想夯实解决方案的底座必须坚持自主研发，完成性能“补课”。在胡伟武看来，指令系统是自主信息产业绕不过去的话题，我国不可能基于国外指令系统建设自主信息产业生态。龙芯中科于2021年正式发布了自主指令系统架构LoongArch，已经通过权威机构系统的知识产权分析，做到了既自主又兼容，并充分融合主流指令系统X86、ARM等的主要特点。

　　为了降低产业链难度，做好芯片与操作系统之间的软硬结合，龙芯同时具备了“2+3+3+2”的十大技术能力，第一个“2”即BIOS、操作系统内核能力；第二个“3”指的是三大编译器社区GCC、LLVM、GOLANG；第三个“3”指的是虚拟机Java、javaScript、.NET；最后一个“2”则是两大二进制翻译系统LATX、LATA。

　　据悉，龙芯指令系统架构LoongArch具备先进、兼容性、模块化和扩展性四大优势。值得一提的是，LoongArch还通过国内权威机构的知识产权评估，MIPS只有3种格式，立即数均为16位，而LoongArch有9种格式，多种立即数。

　　“壮”生态：LoongArch的三条思路与四大计划

　　在掌握上述关键技术的基础上，龙芯中科与国际开源软件界开展了紧密合作。目前LoongArch架构得到了国际开源软件社区的广泛认可与支持，LoongArch正在成为与X86/ARM并列的顶层开源生态系统。胡伟武表示，希望到2022年底，开源社区对LoongArch的支持基本完善。

　　其实今年初，在龙芯中科首届LoongArch生态创新大会上，胡伟武曾指出，龙芯自主生态建设的主要瓶颈从性能不足转向软件生态不够丰富。为了破解这一瓶颈，让软件生态生长进入“快车道”，基于LoongArch的软件生态思路则是“三箭齐发”。

　　一是提供基础版开源操作系统：操作系统的Windows模式和Android模式，降低产业链门槛（BIOS、内核、编译器、虚拟机、浏览器、图形库等核心模块开发和验证），另一方面规范硬件兼容性，通过统一系统架构实现操作新跨硬件兼容；

　　二是形成充分考虑兼容需求的自主编程框架，先实现兼容框架，克服Linux系统版本间不兼容问题 ，后形成自主编程语言和编程框架，形成新型APP流派；

　　三是通过高效二进制翻译系统消除指令系统壁垒，实现广泛兼容。作为过渡手段，在龙芯平台上运行X86/Windows应用（不运行Windows）；通过软硬件结合大幅提高二进制翻译效率。

　　为了进一步强壮生态，胡伟武在会上还透露了LoongArch生态近期的四大计划：

　　一是持续推动在国际上游社区创立LoongArch分支，成为与X86/ARM并列的分支。Binutils、GCC、GDB、LLVM、浏览器、媒体播放器等已并入上游社区，争取2022年全面完成上游社区LoongArch架构并入；

　　二是持续开展二进制翻译系统研发和优化。浏览器兼容IE应用、兼容Windows打印机驱动、.NET已经可用，通用二进制翻译平台2022H1基本可用，2022年底可用，2025年消除指令系统间的壁垒 ；

　　三是开展自主编程语言和编程框架的研究，调研Windows、IOS、Android编程框架，形成自己的编程框架；

　　四是LoongArch开源计划，有组织（兼容）的开放，部分处理器IP核（Cortex A53以下性能）源码免费开放；高校计划方面实现核心课程迁移，实验平台迁移，相关竞赛迁移，已简化形成几十条指令的小系统。

　　演讲最后，胡伟武表示，经过20年发展，龙芯已基本完成CPU性能“补课”，开启生态建设新征程。龙芯中科愿以LoongArch为契机，实现2025年走向开放市场，自主信息技术体系基本建成；2030年走向国际市场，自主信息技术体系更加完善；2035年实现“三足鼎立”的三大新目标，在自主创新的奋斗征程中一往无前。

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