龙芯|突破制约 龙芯自主指令集架构是怎样建立的?

国产芯片行业一直备受业内外人士的关注,但随着近些年西方国家的一些政策,中国芯的发展也遭受多方位打压,禁止授权、断供等操作屡屡发生,也是我们俗称的“卡脖子”现象 。
在这种环境下,因为缺少关键核心技术,没办法进行替代,为了企业能够活下去,大部门国产芯片企业只能选择与虎谋皮,选择在别人的框架规则下发展自己的芯片产业 。但一旦被限制,就无力抵抗,就像被人扼住咽喉卡住脖子一样难受 。造不如买或许短期好用,却终归不是长久之计 。
1 这家企业带来了国产自主芯片
芯片作为电子硬件中最为精密的元件,制造绝非易事 。除了广为人知的光刻机制造外,芯片设计更是重中之重,框架规则限制就来自芯片设计中的底层芯片架构 。所以想要突破制约,中国需要一套自主芯片架构 。
在突破底层制约方面,其实有国内一家国产芯片企业已经迈出了第一步,它就是龙芯中科 。
龙芯|突破制约 龙芯自主指令集架构是怎样建立的?
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提起龙芯中科,大部分用户应该都有一些印象,作为一家国产自研芯片企业,龙芯中科从中科院旗下课题组脱胎而生,已经有了20年历史,积累了大量技术研发经验 。
在2020年龙芯中科推出了完全自主指令集龙架构(LoongArch),从此国内算正式拥有了自己的指令集架构生态 。
2 为何要建立完全自主指令集架构?
指令集架构是CPU用来控制和计算指令的一种系统规范,也是芯片设计中最底层的一环,如果把芯片制造流程比作盖房子,那指令集架构就相当于地基,重要性不言而喻 。
目前桌面计算机是X86指令集架构体系的天下,移动端是ARM指令集架构的王朝 。桌面端X86体系下有Windows系统和Intel构建的Wntel生态 。移动端ARM下的安卓体系,一直是挡在芯片国产化前的几座大山,依托于底层架构带来的庞大生态体系难以撼动 。
芯片目前国内企业发展芯片主要依靠购买国外授权为主,区别只是谁用X86,用ARM授权的问题,而有授权了就可以兼容Windows和开源的安卓,也是最容易让芯片企业实现商业化的方法 。
但最近几年各种芯片断供问题屡见不鲜,而X86和ARM又是最底层的指令,国内厂商根本无力抵抗断供问题 。
所以要真正的做出国产自主芯片,就要突破底层指令系统的封锁,打造完全自己的指令集架构,建立自己的芯片生态环境,这也是龙芯推出龙架构的原因 。
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3 龙芯与MIPS
龙架构的诞生并不是一帆风顺 。因为龙芯中科在2019年之前,旗下产品一直使用MIPS指令授权,龙架构也是龙芯与MIPS合作破裂后诞生的 。
MIPS是X86和ARM之外的另一大指令集,拥有开源特性同时可以自由更改增加指令,龙芯十分看重这一点,因此龙芯中科在2010年开始产业化时,选择与MIPS合作,购买了终身授权,希望能在MIPS上构建自治生态 。
但是很遗憾,从2018国内芯片行业受到打压后,MIPS在合作上也跟龙芯产生分歧,2019年MIPS更是直接宣布关闭开源计划 。
MIPS的闭源让龙芯意识到,依靠国外授权发展自主芯片产业只是在温水煮青蛙,不掌握芯片核心架构设计根本无法打造国内自己的芯片产业,依旧受制于人 。
龙芯中科董事长胡伟武先生也曾表示,“我过去有过幻想,我过去觉得基于X86和ARM不可能做自己的生态,但基于比较开放的指令系统,授权比较开放,比如说可以自己加指令,是可以做自己的生态的 。但是这个幻想破灭了 。”