龙芯指令系统架构技术

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.SPEC CPU2006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,SPEC CPU2000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.