龙芯指令系统架构技术

来源：计算机研究与发展杂志2023年第1期北京时间：

作者：胡伟武,汪文祥,吴瑞阳,王焕东,曾露,徐成华,高翔,张福新,

摘要：介绍了统筹考虑先进性和兼容性要求的龙芯指令系统架构——龙架构(LoongArch).LoongArch吸纳了近年来指令系统设计领域诸多先进的技术发展成果，易于高性能低功耗的实现和编译优化;融合了各种国际主流指令系统的主要功能特性，不仅能够确保现有龙芯电脑上应用二进制的无损迁移，而且能够实现多种国际主流指令系统的高效二进制翻译.LoongArch已经被实现于龙芯中科技术股份有限公司研制的3A5000四核CPU.SPECCPU2006的实验结果表明，在相同微结构下，LoongArch性能比龙芯CPU原指令系统MIPS平均提升超过7%.在硬件辅助支持下，SPECCPU2000程序从MIPS翻译到LoongArch可以实现无损翻译，其定点程序子集和浮点程序子集从x86翻译到LoongArch的效率分布达QEMU二进制翻译器的3.6倍和47.0倍.LoongArch有望消除指令系统之间的壁垒，使得不同指令集的软件能够融合到统一的LoongArch平台上，不加区别地高效运行.

关键词：龙芯CPU, MIPS架构, 龙架构, 二进制翻译, 兼容, 软件生态系统,