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LoongArch

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LoongArch
推出年份2020年8月13日,​17個月前​(2020-08-13
設計公司龙芯中科
是否開放架構?是(仅限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

LoongArch,简称LA,是一个龙芯中科研发的指令集架构。该架构包含了架构翻译(Architecture Translate)的指令子集,可在软硬配合下高效率翻译诸如x86-64ARM架构MIPS架构RISC-V架构等指令集架构。其拥有基础指令 337 条、虚拟机扩展 10 条、二进制翻译扩展 176 条、128 位向量扩展 1024 条、256 位向量扩展 1018 条,共计 2565 条原生指令。[1][2]

2020年8月13日,龙芯中科董事長胡伟武在视频会议上首次公开介绍了LoongArch。2021年4月15日,LoongArch在2021年山西信息技术应用创新论坛主论坛上正式对外发布。[3][4]2021年4月30日,LoongArch32和LoongArch64基本指令集手册正式公布。[5]

设计[编辑]

设计理念[编辑]

LoongArch为32位定长RISC指令集,32个通用寄存器、32个浮点/向量寄存器,LoongArch可用的格式多达10种 ,其包含3种无立即数格式和7种有立即数格式。相对于MIPS,摒弃部分不适合现代CPU的指令,做了改进和扩展,例如单条指令支持的立即数从MIPS的最大16位扩展到最大24位,分支跳转偏移也从64KiB扩展到1MiB字节,以及寻址空间从固定分段改变为单一平面等,有效减少编译结果的目标指令条数和访存次数,提高了效能。[1][2]

指令格式[编辑]

类型
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
无立即数 rj (5) rd (5)
rk (5) rj (5) rd (5)
fa (5) fk (5) rj (5) rd (5)
有立即数 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[编辑]

指令集名称 描述 指令数量
基本指令集
LoongArch64 64基础指令 337 条
LoongArch32 32位基础指令
LoongArch

Primary

32位精简指令 79 条
扩展指令子集
LSX 128位向量扩展 1024 条
LASX 256位向量扩展 1018 条
LBT 二进制翻译扩展 176 条
LVZ 虚拟机扩展 10 条

指令集架构和微架构实现特点[编辑]

寄存器集中包含RISC所具备的0号寄存器。[1]整体上,LoongArch64是MIPS64R6和RISC64GC的超集,且原生上兼容RISC64的用户态指令。

纠纷[编辑]

2021年6月2日,上海芯联芯发布公告,称LoongArch或与其所拥有的MIPS专利存在知识产权侵权,在香港启动仲裁审理。[6][7]

參見[编辑]

參考資料[编辑]

  1. ^ 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. ^ 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]. (原始内容存档于2020-08-20). 
  3. ^ 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]. (原始内容存档于2021-06-07). 
  4. ^ 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]. (原始内容存档于2021-06-07). 
  5. ^ 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]. (原始内容存档于2021-06-07). 
  6. ^ 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]. (原始内容存档于2021-06-07). 
  7. ^ 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]. (原始内容存档于2021-06-07). 

外部連結[编辑]


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