Китайская компания Loongson подтвердила завершение разработки собственной процессорной архитектуры LoongArch. Публично новая система команд и процессоры на ней будут представлены позже в этом году на ежегодном Форуме инноваций в области информационных технологий. Чипы на LoongArch уже выпускаются и успешно работают, демонстрируя способность китайских инженеров не только копировать чужие разработки, но также создавать свои решения на высшем уровне.
По словам представителей Loongson, «невозможно построить надёжный дом на чужом фундаменте, пусть даже внешне он будет красивый». В компании 20 лет строили «дом» — микропроцессоры Godson — на лицензируемой системе команд MIPS 32/64, поэтому они знают, о чём говорят. Полученный при проектировании первых четырёх поколений процессоров Godson опыт позволил специалистам Loongson разработать собственную уникальную систему команд и основанную на них микропроцессорную архитектуру.
Все разрабатываемые с 2020 года процессоры Loongson базируются на архитектуре LoongArch. Через десять лет, обещает руководитель проекта Loongson и фактически отец китайских процессоров Ху Вэйу (Weiwu Hu), экосистема процессоров на архитектуре LoongArch достигнет такой зрелости и поддержки, что можно будет говорить о независимом развитии китайской компьютерной индустрии во всех сферах её применения.
Архитектура и система команд LoongArch включает базовую архитектуру и расширения, такие как векторные инструкции, виртуализацию и двоичную трансляцию с почти 2000 инструкциями. В ней нет ни одной команды от архитектуры MIPS. Архитектура LoongArch создана независимо от верхнего уровня всей архитектуры вплоть до определения функции каждой части, кода, имени и значения каждой инструкции в деталях.
Более того, LoongArch отбросила часть устаревшего содержимого традиционной командной системы, которая не подходит для текущей тенденции развития технологий проектирования программного и аппаратного обеспечения, и вобрала в себя многие передовые технологические достижения в области проектирования систем управления за последние годы.
По сравнению с исходной совместимой системой инструкций, процессоры на основе LoongArch не только проще проектировать с учётом высокой производительности и низкого энергопотребления с точки зрения оборудования, но также для неё проще компилировать и оптимизировать ПО, а также разрабатывать операционные системы и виртуальные машины с точки зрения программного обеспечения. Это тот задел, который, как минимум, поможет китайским вычислительным системам на равных соперничать с ветеранами в лице Intel и AMD. Последним приходится раз за разом использовать «костыли» для сквозной совместимости команд и архитектур, а китайцы разом избавились от всех «костылей». Определённо, в этом есть глубокий смысл.
При этом, что важно, в Loongson обеспечили возможность поддержки новой системы команд всеми предыдущими процессорами за счёт «двоичной неразрушающей миграции» и заявляют об «эффективной двоичной трансляцией для запуска на LoongArch множества международных основных командных систем».
«В настоящее время микросхема процессора Loongson 3A5000 (12-нм), поддерживающая архитектуру LoongArch, успешно производится, а операционная система, основанная на новой архитектуре, стабильно работает на компьютере на основе 3A5000. Система двоичного перевода из других основных систем инструкций в LoongArch уже может демонстрировать и запускать сложные приложения, основанные на других основных системах инструкций на компьютере 3A5000. Все недавно разработанные процессоры Loongson с 2020 года поддерживают архитектуру LoongArch», — говорится в пресс-релизе компании.
Начиная со второго квартала 2020 года Loongson с партнёрами инвестировали сотни человеко-месяцев для проведения углубленного сравнения и анализа LoongArch и систем команд ALPHA, ARM, MIPS, POWER, RISC-V, X86 и других основных международных систем управления с оценкой десятков тысяч патентов. В январе 2021 года оценочное агентство сообщило, что для представленной на анализ версии инфраструктуры LoongArch может считаться самостоятельно разработанным дизайном системы инструкций, формата инструкций, кодировки инструкций, режимов адресации и так далее. Руководство по системе инструкций LoongArch отличается от вышеупомянутых основных международных систем обучения с точки зрения структуры глав, структуры описания инструкций и выражений, а также содержания инструкций. Не было обнаружено риска нарушения инфраструктурой LoongArch китайских патентов вышеупомянутых основных международных систем управления.
Компания Loongson и эксперты утверждают о лицензионной чистоте новой архитектуры и системы команд. Теперь в этой области никто ничего не сможет диктовать китайцам.
