先簡單總結(jié)一下胡偉武報(bào)告中關(guān)于LoongArch的內(nèi)容：

　　1、LoongArch 是全新的指令集，不是在 MIPS 上做的擴(kuò)展。包含基礎(chǔ)指令 337 條、虛擬機(jī)擴(kuò)展 10 條、二進(jìn)制翻譯擴(kuò)展 176 條、128 位向量擴(kuò)展 1024 條、256 位向量擴(kuò)展 1018 條，共計(jì) 2565 條原生指令。相對于MIPS，摒棄了部分不適合現(xiàn)代CPU的指令，又做了大量改進(jìn)和擴(kuò)展。例如單條指令支持的立即數(shù)從MIPS的最大16位擴(kuò)展到最大24位，分支跳轉(zhuǎn)偏移也從64K擴(kuò)展到1M字節(jié)，以及尋址空間從固定分段改變?yōu)閱我黄矫娴�，都有效減少了編譯結(jié)果的目標(biāo)指令條數(shù)和訪存次數(shù)，提高了效能。

　　2、LoongArch 仍為RISC指令集，32位定長指令、32個通用寄存器、32個浮點(diǎn)/向量寄存器。MIPS只有3種指令格式，LoongArch重新設(shè)計(jì)了指令格式 ，使可用的格式多達(dá)10種 ，其包含3種無立即數(shù)格式和7種有立即數(shù)格式。重新設(shè)計(jì)的指令格式可以包含更多的指令槽，有利于以后的長遠(yuǎn)發(fā)展。LoongArch的指令系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時，以先進(jìn)性、擴(kuò)展性、兼容性為目標(biāo)，其中兼容性是指融合MIPS/x86/ARM指令系統(tǒng)的主要特點(diǎn)，高效支持二進(jìn)制翻譯。

　　3、龍芯提供基于 LoongArch 的 Linux 操作系統(tǒng)，在此操作系統(tǒng)中除了運(yùn)行原生的 LoongArch 程序，還能通過翻譯的方式兼容 MIPS、x86、ARM、RISC-V 這幾種指令集的 Linux 程序。使用LoongArch翻譯任何指令時大致流程都相同，只是隨著指令系統(tǒng)的差異而在效率上也會有所差異。其中MIPS盡管二進(jìn)制編碼與LoongArch不同，但大部分LoongArch基礎(chǔ)指令仍與MIPS相似，因此翻譯開銷極小。對ARM和RISC-V的翻譯效率也比x86更高。龍芯還會提供以LoongArch為目標(biāo)架構(gòu)的編譯器，已知編譯器已經(jīng)實(shí)現(xiàn)把 MIPS 匯編代碼編譯為 LoongArch 二進(jìn)制，內(nèi)嵌MIPS匯編的C/C++源代碼甚至不用修改就能編譯。

　　4、龍芯的二進(jìn)制翻譯與 qemu 的軟件翻譯不同，龍芯是軟硬件結(jié)合方式。例如對x86標(biāo)志寄存器的支持、RISC-V原子同步指令的支持、內(nèi)存地址虛實(shí)轉(zhuǎn)換的支持等都有專門的硬件實(shí)現(xiàn)。qemu 軟件跨體系翻譯一般只有 5% ~ 20% 的性能，龍芯的翻譯相對于 qemu 在整數(shù)運(yùn)算方面有數(shù)倍提升，而在浮點(diǎn)運(yùn)算方面有數(shù)十倍的性能提升，這都是CPU中增加專門的硬件處理帶來的性能改善。

　　5、翻譯執(zhí)行 MIPS 目標(biāo)為 100% 的原生性能，翻譯執(zhí)行 ARM 目標(biāo)為 90% 原生性能，翻譯執(zhí)行 x86 目標(biāo)為 80% 原生性能，并可通過某種方式安裝運(yùn)行 Windows，對 Windows 的整體翻譯執(zhí)行目標(biāo)為 70% 原生性能。

　　6、從當(dāng)前已有的測試結(jié)果來看，把 C/C++ 代碼編譯為 MIPS 和 LoongArch 分別運(yùn)行測試，LoongArch 比 MIPS 有近 17% 的性能提升，翻譯執(zhí)行 MIPS 平均性能在 100% 左右。

　　7、龍芯 2020 年之后生產(chǎn)的 CPU 都不再原生支持 MIPS，但因?yàn)榭梢?100% 翻譯執(zhí)行 MIPS，所以以前的 MIPS 生態(tài)仍然完全兼容，但以后會以發(fā)展 LoongArch 原生生態(tài)為主。

　　8、將會組建自主指令系統(tǒng)聯(lián)盟，聯(lián)盟成員免費(fèi)使用 LoongArch 指令集，聯(lián)盟成員可以免費(fèi)獲得龍芯的低于 ARM A53 性能的那些CPU核心設(shè)計(jì)，聯(lián)盟成員之間不發(fā)生指令系統(tǒng)訴訟（防止Intel/ARM等擠進(jìn)來，它們一旦加入就相當(dāng)于x86/ARM指令集充公了）。

再說說個人的看法：

　　龍芯推出LoongArch是有多年準(zhǔn)備的，并非倉促而為，二進(jìn)制翻譯部分和向量加速部分，都有10年以上的技術(shù)儲備。但以前并未下定決心設(shè)計(jì)自己的指令集，而是想以MIPS為基礎(chǔ)發(fā)展自己獨(dú)立生態(tài)。但隨著時間推移，各種情況發(fā)生變化，龍芯的發(fā)展路線也必須調(diào)整，從而利用多年的積累，推出了獨(dú)立的指令集LoongArch。不能因?yàn)辇埿粳F(xiàn)在使用LoongArch，就以當(dāng)下的視角去否定龍芯曾經(jīng)的MIPS路線，而應(yīng)該以當(dāng)時的實(shí)際情況去看待當(dāng)時發(fā)生的事情。龍芯并未否定MIPS授權(quán)的積極作用，例如MIPS寬松的授權(quán)模式促進(jìn)了龍芯的獨(dú)立發(fā)展，例如不需面對針對MIPS的任何知識產(chǎn)權(quán)訴訟。龍芯推出LoongArch也并非完全與MIPS分道揚(yáng)鑣，而是以20年來對MIPS的實(shí)現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)做到了平均100%效率的翻譯執(zhí)行MIPS指令，以前及將來的MIPS軟件都可以完全兼容，不會因?yàn)楦鼡Q了指令系統(tǒng)就出現(xiàn)生態(tài)真空的情況。令龍芯下定決心推出新的指令系統(tǒng)，個人認(rèn)為有以下的幾點(diǎn)原因：

　　1、時至今日，MIPS的設(shè)計(jì)顯得有些老邁，不能完全適合現(xiàn)代的CPU設(shè)計(jì)和操作系統(tǒng)，例如對實(shí)現(xiàn)睿頻不友好、跳轉(zhuǎn)偏移量范圍小、部分老舊指令拉低性能等等。MIPS經(jīng)過龍芯多年擴(kuò)展，傳聞指令槽已經(jīng)用完，會影響今后的發(fā)展。龍芯想要進(jìn)一步提高性能，就需要對指令系統(tǒng)進(jìn)行較大改動，并預(yù)留足夠今后繼續(xù)擴(kuò)展的指令槽。事實(shí)證明，龍芯對指令系統(tǒng)的重新設(shè)計(jì)非常成功，在仿真測試中，只是修改了CPU譯碼部分，其他部分完全沒變，LoongArch就比MIPS平均提高了超過16%的性能；

　　2、MIPS再弱小，也會對龍芯造成很大的干擾。在使用原生MIPS指令集的時候，龍芯無法對外授權(quán)自己的擴(kuò)展指令集，因?yàn)樽鳛榛�礎(chǔ)的MIPS指令集龍芯沒有權(quán)利對第三方授權(quán)。龍芯甚至不能公開指令集詳細(xì)規(guī)范的手冊，因?yàn)闀�侵犯著作�?quán)。以MIPS為基礎(chǔ)時，龍芯指令集手冊大部分內(nèi)容只能對著MIPS的指令集手冊照抄，即使只有擴(kuò)展指令集的內(nèi)容，也不可避免地會引用到MIPS基礎(chǔ)指令集的相關(guān)說明，這很為難。還有更深層的原因，龍芯大量的擴(kuò)展指令被用在軍方項(xiàng)目中，會有保密的需要，甚至早年開放過的LoongMMI擴(kuò)展，現(xiàn)在外界也沒有了詳細(xì)的資料。在常規(guī)項(xiàng)目中，大量的向量計(jì)算只能使用MIPS的MSA指令集，而MSA的詳細(xì)規(guī)范也只能去看MIPS手冊，龍芯不能越俎代庖。另外，在當(dāng)前的國際形勢下，使用來自美國的指令集，也會引起客戶的疑慮，很難向客戶對CPU自主程度進(jìn)行解釋；

　　3、雖然開源社區(qū)對MIPS的貢獻(xiàn)越來越少，但相對于龍芯，開源社區(qū)更認(rèn)可MIPS是不爭的事實(shí)。盡管各種重要的基礎(chǔ)軟件項(xiàng)目的MIPS分支，幾乎已經(jīng)是龍芯和其合作伙伴們在維護(hù)，但使用到龍芯擴(kuò)展指令的代碼卻很少。當(dāng)然這也這龍芯無法公開自己的擴(kuò)展指令集有很大關(guān)系，不能公開指令集的原因上面有提到�？傊�龍芯用于提升性能的擴(kuò)展指令幾乎沒有用武之地，影響了性能的發(fā)揮，這也是民間測試往往達(dá)不到的龍芯官方分值的重要原因。而使用自己重新設(shè)計(jì)的指令集，就不需要再考慮代碼是否與MIPS標(biāo)準(zhǔn)兼容，也與某些保密項(xiàng)目沒有直接關(guān)系，不再有其它的顧忌，只要完成了知識產(chǎn)權(quán)風(fēng)險(xiǎn)評估，就可以開放完整的指令集手冊，易于社區(qū)開發(fā)人員的參與，形成合力。對開源項(xiàng)目建立新架構(gòu)的分支，對任何開源項(xiàng)目都能擁有極高的自主權(quán)，可以毫無限制地優(yōu)化代碼性能，減少因?yàn)檐浖��?yōu)化不夠而導(dǎo)致CPU性能發(fā)揮不好的問題；

　　4、當(dāng)年美國寧愿把MIPS剝離，也不準(zhǔn)賣給中國，在當(dāng)時可以理解為美國限制中國發(fā)展的常規(guī)手段。但近年國際情況的變化加劇，中美對抗已經(jīng)明朗化，MIPS所有權(quán)不在中國，就可能隨時變成會爆炸的暗雷。盡管龍芯擁有MIPS的永久授權(quán)，但以美國現(xiàn)在不要臉的程度，有可能以龍芯參與軍用設(shè)備研制為理由，單方面宣布授權(quán)取消，那么龍芯的合法性在中國之外就會受到質(zhì)疑。龍芯必須未雨綢繆，消除隱患；

　　5、提高獨(dú)立性，龍芯的核心設(shè)計(jì)都是自己完成，如果指令集也完全是自己完成的獨(dú)立系統(tǒng)，加上較老的工藝制程，那么就完全杜絕了被人卡脖子的可能。龍芯長期依賴提高核心設(shè)計(jì)能力來提高單核性能，能使用老工藝就不使用新工藝 ，這種策略 不但節(jié)省了有限的資金，也一定程度上保障了生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的安全；

　　6、自建獨(dú)立軟件生態(tài)，龍芯的操作系統(tǒng)還是Linux，基礎(chǔ)庫雖然和其它的Linux一樣來自開源，但龍芯上許多的辦公軟件都是來自國內(nèi)企業(yè)的開發(fā)和移植。龍芯以兼容方式保留現(xiàn)有生態(tài)，鼓勵合作企業(yè)把軟件編譯為LoongArch，就可以得到更高性能的原生程序。且不會出現(xiàn)ARM桌面生態(tài)建設(shè)的尷尬——國內(nèi)企業(yè)的努力，都是為ARM添磚加瓦，一旦國產(chǎn)ARM無法生產(chǎn)，那么就容易被國外的ARM產(chǎn)品替代，之前的勞動就都成了資敵的笑話。

　　7、更好的為中國信息安全兜底。保障中國信息安全是龍芯的初衷，也是龍芯20年來堅(jiān)守的底線 。從3A1000開始，龍芯的新款CPU生產(chǎn)工藝，都堪堪壓著國內(nèi)當(dāng)時生產(chǎn)能力的底線，可能不完全是因?yàn)槿卞X 。當(dāng)前美國越來越瘋狂，如果因?yàn)槟承┰�因，�?dǎo)致很多部門單位不能再使用x86和arm處理器，那么只要換成可以兼容各種指令集的龍芯，就可以做到連軟件都不用修改，工作生產(chǎn)繼續(xù)進(jìn)行 ；

　　8、龍芯開放指令集，并免費(fèi)提供相當(dāng)于ARM A53以下性能的IP，既為了助力聯(lián)盟內(nèi)企業(yè)嵌入式芯片的發(fā)展，也能對自己的生態(tài)建設(shè)起到良好的推動作用。免費(fèi)IP的舉動也會對ARM形成沖擊，因?yàn)橹械投饲度胧紺PU用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過手機(jī)中用的中高端CPU，ARM的很大一部分收入來源于授權(quán)中低端IP。龍芯也是國內(nèi)唯一一家，能夠?qū)ν馐跈?quán)指令集和IP的通用CPU企業(yè) ，龍芯的自主可控程度是國產(chǎn)的其它CPU無法企及的 。

　　9、龍芯翻譯執(zhí)行其它指令集程序的穩(wěn)定性及性能即使達(dá)不到預(yù)定目標(biāo)，也不需要擔(dān)心。只要能保證對MIPS的兼容性沒有問題，那么龍芯的軟件生態(tài)就與當(dāng)前沒有任何區(qū)別，龍芯仍然能在保持現(xiàn)有生態(tài)的同時，慢慢建立獨(dú)立的軟硬件生態(tài)。因此懷疑指令集翻譯的穩(wěn)定性和效率根本沒有意義，即使不兼容x86/ARM或者翻譯效率低下，在最差情況下，也可以把使用LoongArch的新款CPU當(dāng)作一次常規(guī)的性能升級。如果指令集翻譯基本有效，只要能在龍芯上正常運(yùn)行部分x86和ARM軟件，哪怕只是兩三款，也是對龍芯軟件生態(tài)的有益補(bǔ)充。就算翻譯效率低于50%也沒有關(guān)系，Intel Atom CPU 的性能要比 i3 還低幾個等級，它們之間還有奔騰和賽揚(yáng)，龍芯新款CPU如果性能接近相同核心數(shù)量的 i5，那它的 50% 性能肯定比相同核心數(shù)量的 Atom 高得多，運(yùn)行常規(guī)辦公軟件沒有壓力。何況指令集翻譯本身只是過渡的手段，為了增加用戶群體，隨著龍芯的獨(dú)立軟件生態(tài)逐漸強(qiáng)大，指令集翻譯就會越來越邊緣化，成為錦上添花之舉。