LoongArch
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LoongArch，簡稱LA，是一個龍芯中科研發的指令集架構。該架構包含了架構翻譯（Architecture Translate）的指令子集，可在軟硬配合下高效率翻譯諸如x86-64、ARM架構、MIPS架構、RISC-V架構等指令集架構。其擁有基礎指令337條、虛擬機擴展10條、二進制翻譯擴展176條、128位向量擴展1024條、256 位向量擴展1018條，共計2565條原生指令。[1][2]
| 推出年份 | 2020年8月13日 |
|---|---|
| 設計公司 | 龍芯中科 |
| 是否開放架構？ | 是（僅限LA Primary） |
| 體系結構類型 | 寄存器-寄存器，Load-Store |
| 字長/暫存器資料寬度 | 32位、64位 |
| 位元組序 | 小端序 |
| 指令集架構設計策略 | 精簡指令集（RISC） |
| 擴展指令集 | LSX1/2 LASX LBT1/2/3 LVZ |
| 分支預測結構 | 比較和分支 |
| 通用暫存器 | 32 |
2020年8月13日，龍芯中科董事長胡偉武在視頻會議上首次公開介紹了LoongArch。2021年4月15日，LoongArch在2021年山西信息技術應用創新論壇主論壇上正式對外發布。[3][4]2021年4月30日，LoongArch32和LoongArch64基本指令集手冊正式公布。[5]
設計
設計理念
LoongArch為32位定長RISC指令集，32個通用寄存器、32個浮點/向量寄存器，LoongArch可用的格式多達10種 ，其包含3種無立即數格式和7種有立即數格式。相對於MIPS，摒棄部分不適合現代CPU的指令，做了改進和擴展，例如單條指令支持的立即數從MIPS的最大16位擴展到最大24位，分支跳轉偏移也從64KiB擴展到1MiB字節，以及尋址空間從固定分段改變為單一平面等，有效減少編譯結果的目標指令條數和訪存次數，提高了效能。[1][2]
指令格式
| 類型 | 位 | |||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 31 | 30 | 29 | 28 | 27 | 26 | 25 | 24 | 23 | 22 | 21 | 20 | 19 | 18 | 17 | 16 | 15 | 14 | 13 | 12 | 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | |
| 無立即數 | rj (5) | rd (5) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| rk (5) | rj (5) | rd (5) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| fa (5) | fk (5) | rj (5) | rd (5) | |||||||||||||||||||||||||||||
| 有立即數 | immediate (6) | rj (5) | rd (5) | |||||||||||||||||||||||||||||
| immediate (8) | rj (5) | rd (5) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| immediate (12) | rj (5) | rd (5) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| immediate (14) | rj (5) | rd (5) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| immediate (16) | rj (5) | rd (5) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| immediate [15:0] | rj (5) | immediate [20:16] | ||||||||||||||||||||||||||||||
| immediate [15:0] | immediate [24:16] | |||||||||||||||||||||||||||||||
指令子集
| 指令集名稱 | 描述 | 指令數量 |
|---|---|---|
| 基本指令集 | ||
| LoongArch64 | 64位基礎指令 | 337 條 |
| LoongArch32 | 32位基礎指令 | |
| LoongArch
Primary |
32位精簡指令 | 79 條 |
| 擴展指令子集 | ||
| LSX | 128位向量擴展 | 1024 條 |
| LASX | 256位向量擴展 | 1018 條 |
| LBT | 二進制翻譯擴展 | 176 條 |
| LVZ | 虛擬機擴展 | 10 條 |
指令集架構和微架構實現特點
寄存器集中包含RISC所具備的0號寄存器。[1]整體上，LoongArch64是MIPS64R6和RV64GC的超集，且原生上兼容RISC-V64的用戶態指令。
糾紛
2021年6月2日，上海芯聯芯發布公告，稱LoongArch或與其所擁有的MIPS專利存在知識產權侵權，在香港國際仲裁中心發起仲裁訴訟。[6][7]之後雙方在廣州、上海、北京多地知識產權法院提起訴訟。[8][9]2023年2月，北京知識產權法院審理認為龍芯未侵權，[10]但芯聯芯稱結果暫無法律效力。[11]2023年6月25日，香港仲裁結果公布，芯聯芯提出的7項仲裁主張中有6項被駁回，1項（少報版稅）被判定為尚待解決事項，本次仲裁不會對龍芯中科技術方面產生重大不利影響。[12][13]
參見
參考資料
- ^ 1.0 1.1 1.2 guee. 如何看待龙芯对外公开的 LoongArch 指令集？. 2020-08-21 [2020-10-11].
- ^ 2.0 2.1 maomaobear. 龙芯放弃MIPS指令集就能实现自主可控吗？. 2020-08-18 11:30:34 [2020-10-11]. （原始內容存檔於2020-08-20）.
- ^ 自主需要从根--龙芯中科正式发布完全自主指令集架构LoongArch. 2021-04-16 17:15:31 [2021-06-07]. （原始內容存檔於2021-06-07）.
- ^ IT之家. 龙芯3A5000国产CPU即将发布：基于完全自主指令系统架构LoongArch. 2021-04-22 12:20:13 [2021-06-07]. （原始內容存檔於2021-06-07）.
- ^ 龙芯正式发布LoongArch指令系统手册. 2021年04月30日 20:50:26 [2021-06-07]. （原始內容存檔於2021-06-07）.
- ^ 龙芯中科LoongArch或存知识产权侵权风险 芯联芯称已对其提起仲裁_腾讯新闻. new.qq.com. [2021-06-07]. （原始內容存檔於2021-06-07）.
- ^ 龙芯中科LoongArch或存知识产权侵权风险被提起仲裁_财经_澎湃新闻-The Paper. www.thepaper.cn. [2021-06-07]. （原始內容存檔於2021-06-07）.
- ^ 起诉龙芯大败而归：芯联芯内部巨变 干不下去了. [2024-04-18]. （原始內容存檔於2024-04-18）.
- ^ 自由時報電子報. 「芯」情很差！中國判龍芯未侵權 台籍團隊被坑了 - 自由財經. ec.ltn.com.tw. 2023-02-09 [2024-04-18]. （原始內容存檔於2024-04-18） （中文（臺灣））.
- ^ 科技plus. 龙芯官司赢了！LoongArch指令集100%自研，不再依赖国外MIPS_LoongISA_路线_技术. www.sohu.com. [2023-04-10]. （原始內容存檔於2023-04-19）.[來源可靠？]
- ^ 声明. www.cipunited.com. 2023-02-08 [2023-04-10]. （原始內容存檔於2023-04-10）.[需要非第一手來源]
- ^ 500亿芯片巨头知识产权纠纷，有了最新结果！. www.stcn.com. [2024-04-18]. （原始內容存檔於2024-04-18）.
- ^ 国产龙芯自研指令集未侵权MIPS，芯联芯7项仲裁主张6项被驳回. [2024-04-18]. （原始內容存檔於2024-04-18）.
外部連結
- 丢掉幻想！龙芯中科将推出LoongArch自主指令集，深度兼容Windows、Linux、Android程序. 《麻省理工科技評論》中文網. [2020-10-18]. （原始內容存檔於2020-11-17）.
- xianyi/OpenBLAS / kernel/loongarch64 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）: LSX/LASX 匯編在龍芯OpenBLAS實現中的例子，由"Robin" （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）發現
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