指令集|龙芯彭飞：LoongArch 的自主与兼容 App|弹窗|app|深度观察|清零|ic

雷峰网按：2021 年 12 月 9 日-2021 年 12 月 11 日，2021 第六届全球人工智能大会（GAIR 2021）于深圳正式召开。历经五年，见证数次潮水的转向，成为目前为止粤港澳大湾区人工智能领域规模最大、规格最高的学术、工业和投资领域跨界盛会。
在大会第二天举办的“集成电路高峰论坛：国产高端芯片之路”上，汇聚来自学术界、产业界和投资界的 15 位大咖，共同探讨了国产高端芯片的实力以及 RISC-V 带给中国芯片的机会。
CPU 是一个复杂系统，在我们国家追求自主性的过程中，牵涉到三个维度的自主性，包括基于自主 IP 核的芯片设计、基于自主指令系统的软件生态，以及基于自主材料设备的生产工艺。
一个芯片里集成大量的 IP 核，IP 核是否自主设计是最基础的维度。指令集系统承载着软件生态，软件生态控制着产业体系，而产业体系是最大的卡脖子环节，基于国外指令集不可能发展自主的信息产业体系。由此，自主性显得十分重要。

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彭飞指出，中国一定要下定决心构建独立于 Wintel 体系和 AA 体系之外的自主的信息技术体系和产业生态体系。
前两大生态体系——X86 的生态体系和 ARM 的生态体系——是美国主导的信息化生态体系，未来要有基于我国的指令系统、国产的操作系统形成的，和这两个生态体系平行的一套生态体系。
除了自主性，指令集的兼容性也很重要。龙芯中科基于二十年的CPU研制和生态建设积累推出的 LoongArch 指令系统，充分考虑兼容生态的需求，融合 X86、 ARM 等国际主流指令系统的主要功能特性，并依托龙芯研发团队在二进制翻译方面十余年的技术积累创新，可实现跨指令平台应用兼容，从而达到融合生态的目的。
以下是彭飞在 GAIR 2021 的演讲内容，雷峰网进行了不改变原意的编辑整理：
今天从 CPU 的角度介绍一下基于指令集的国内发展现状。CPU 是一个复杂系统，在我们国家追求自主性的过程中，主要牵涉到三个维度的自主性：
【 指令集|龙芯彭飞：LoongArch 的自主与兼容】1、自主 IP 核。
一个芯片会集成大量的 IP 核，CPU、GPU 仅是其中一个 IP 核，IP核是否能自主设计是考虑自主性最基础的维度。
2、基于自主指令系统的软件生态。
指令集是芯片对外的接口，同时是承载上面软件生态的体系基础。
过去，全世界基本上是基于两大生态体系：一是基于 Windows+Intel，X86 架构的产业生态体系；二是 AA 体系，就是ARM+Android，ARM 架构的产业生态体系，分别在桌面服务器、移动设备领域构建出了两大体系。我们国家要打造第三套信息化体系。
2020 年，龙芯中科正式推出了自主指令系统 LoongArch，不包括国外任何授权，是跟 X86、ARM 平行的指令系统。
3、自主材料的设备工艺自主性。
现在外界常说的“卡脖子”问题，“卡”得最严重的就是这个维度。为什么会出现这种情况？
可能有两方面原因：一是我国没有承接国外先进的产业转移。集成电路起源于美国，当集成电路生产，从美国向外产业转移的时候，有的转移到日本、转移到韩国，有的转移到我们国家的台湾，但没有转移到中国大陆。
另一个是过去国家集成电路设计相对比较薄弱，不能通过设计带动工艺的发展。不过，这几年我国芯片设计能力有了大幅提升，通过芯片设计带动整个工艺快速发展，从行业发展来看，虽然还有差距，但相信再过五到十年，这个差距可以补齐。
在 70 年代，美国硅谷的各种芯片蓬勃发展，当时芯片设计还不是美国一家独大，日本、欧洲、韩国都有芯片设计能力。Intel 曾在 70 年代向日本公司授权，让其采用兼容 Intel 的架构设计 CPU，这些 CPU 既便宜又好用，后来还反销到美国。1986 年，美国挥起了制裁的大棒。
回顾那段历史可以发现，美国制裁他国高端芯片的发展并不新鲜，历史在反复上演。为什么会出现这样的情况？
当时日本犯了一个最大错误，就是只重视 CPU 产品的研发，忽视生态主导权。如果一直做生态里某一款产品，会难以实现超越。因此，掌握生态主导权极其重要。
1982 年，NEC 生产的个人 PC 用的是 Intel 的芯片，1985 年换成了自研芯片，1986 年又换回去了。为什么？因为制裁失去了生态的主导权，这给我们很大的启示。
中国一定要下定决心构建自己的信息化生态体系，前两大生态体系，X86 的生态体系和 ARM 的生态体系是美国主导的信息化生态体系。希望未来基于我们自己的指令系统、国产操作系统形成和这两个生态体系平行的一套生态体系，它是产业的基础，在别人的基础上盖房子总是不牢靠的。