步入“比好”階段，龍芯中科如何落子自主軟件生態(tài)棋局？

6月6日消息（高娟）當今世界正面臨百年未有之大變局，技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)變革持續(xù)加速，國際環(huán)境不確定性正在增加，經(jīng)濟安全和國家安全被置于各國國家戰(zhàn)略的優(yōu)先位置。構(gòu)建現(xiàn)代化基礎(chǔ)設(shè)施體系已經(jīng)成為保障大變局下國家安全的重要依托。

在今天召開的“2022年LoongArch生態(tài)發(fā)展暨通明湖創(chuàng)新應(yīng)用論壇”上，中國工程院院士鄭緯民明確表示，現(xiàn)階段加強關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，必須從芯片安全做起，筑牢算力底座。

芯片既是信息產(chǎn)業(yè)最基礎(chǔ)的關(guān)鍵根基，也對國民經(jīng)濟和國家安全有著重大的意義。事實上，經(jīng)過20多年發(fā)展，我國自主CPU和OS已基本完成“補課”，步入好用階段；與此同時，信創(chuàng)工作主要矛盾遷轉(zhuǎn)到應(yīng)用生態(tài)。在自主軟件生態(tài)從“比爛”到“比好”階段，作為全世界范圍內(nèi)極少數(shù)建設(shè)形成完整基礎(chǔ)軟件生態(tài)體系的CPU公司，龍芯中科將堅持基于自主指令系統(tǒng)構(gòu)建自主生態(tài)“到底”，打造最好生態(tài)；兼容并包打造自主可控基礎(chǔ)軟硬件生態(tài)，縱深助力生態(tài)“向上”。

比好？

三大方向，基于自主指令系統(tǒng)構(gòu)建自主生態(tài)“到底”

“我國信息產(chǎn)業(yè)面臨改革開放以來最大變局！”胡偉武指出，一方面國際貿(mào)易的不確定性倒逼國內(nèi)行業(yè)和企業(yè)使用自主研發(fā)的CPU和操作系統(tǒng)，另一方面，自主化應(yīng)用帶動我國自主信息產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。

龍芯中科董事長 胡偉武

在胡偉武看來，CPU芯片、操作系統(tǒng)軟件下面還有兩層才能“到底”，是我國信息產(chǎn)業(yè)的短板；要構(gòu)建自主信息技術(shù)體系需要自主指令系統(tǒng)，基于國外指令系統(tǒng)的信息產(chǎn)業(yè)支撐不了中華民族偉大復(fù)興。

近兩年，我國信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展如火如荼?；仡櫚l(fā)展歷程不難發(fā)現(xiàn)，信創(chuàng)發(fā)展過程中的主要矛盾也從CPU性能、操作系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到應(yīng)用生態(tài)。伴隨著信創(chuàng)應(yīng)用場景大大拓展，大量X86/Windows應(yīng)用的遷移以及Linux平臺本身的應(yīng)用兼容性問題，龍芯基礎(chǔ)軟件工作重點也從操作系統(tǒng)與硬件結(jié)合部轉(zhuǎn)向操作系統(tǒng)與應(yīng)用結(jié)合部。

“自主研發(fā)CPU一定會體現(xiàn)為最高的性能、最低的成本、最好的生態(tài)。”胡偉武強調(diào)，一直以來，龍芯都堅持自主研發(fā)，完成性能“補課”。此前，采用自主知識產(chǎn)權(quán)龍芯架構(gòu)的龍芯3A5000/3C5000L等國產(chǎn)CPU已經(jīng)接近國際主流水平，達到好用的階段。胡偉武還宣布龍芯3A6000處理器核進一步提高IPC，再次刷新“好用”的感知度。數(shù)據(jù)顯示，龍芯3A6000的LA664處理器核比3A5000的LA464處理器核同頻性能提高（FPGA結(jié)果）；加上內(nèi)存控制器優(yōu)化（帶寬效率從50%提高到70%），爭取同頻定點性能提高40%。

在胡偉武看來，指令系統(tǒng)是自主信息產(chǎn)業(yè)繞不過去的話題，我國不可能基于國外指令系統(tǒng)建設(shè)自主信息產(chǎn)業(yè)生態(tài)，龍芯CPU將堅持基于自主指令系統(tǒng)構(gòu)建自主生態(tài)“到底”。同時對于業(yè)界指令系統(tǒng)自主與兼容的長期爭論，能不能做到既自主又兼容的疑問，龍芯也做出了完美的解答，那就是具備“2+3+3+2”的十大基礎(chǔ)軟件能力。

第一個“2”即BIOS、操作系統(tǒng)內(nèi)核能力；第二個“3”指的是三大編譯器社區(qū)GCC、LLVM、GOLANG；第三個“3”指的是虛擬機Java、javaScript、.NET；最后一個“2”則是兩大二進制翻譯系統(tǒng)LATX、LATA。有了這十大能力加持，龍芯指令系統(tǒng)架構(gòu)LoongArch具備先進、兼容性、模塊化和擴展性四大優(yōu)勢，也進一步打開了基于LoongArch的軟件生態(tài)思路。

“自主指令系統(tǒng)+自主編程框架是自主軟件生態(tài)的底座。”胡偉武表示，基于LoongArch的軟件生態(tài)發(fā)展需要明確三大方向，提供基礎(chǔ)版開源操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)的Windows模式和Android模式；通過高效二進制翻譯系統(tǒng)消除指令系統(tǒng)壁壘，實現(xiàn)廣泛兼容；最后形成自主編程語言和編程框架。”

向上？

兼容并包，縱深打造自主可控基礎(chǔ)軟硬件生態(tài)

胡偉武在會上強調(diào)，龍芯中科“十四五”期間努力完成“三個轉(zhuǎn)變”：從技術(shù)“補課”到生態(tài)建設(shè)的轉(zhuǎn)變；從政策性市場到開放市場的轉(zhuǎn)變；從跟隨性發(fā)展的“必然王國”到自主發(fā)展的“自由王國”的轉(zhuǎn)變。那么在從技術(shù)往生態(tài)銜轉(zhuǎn)的一環(huán)中，龍芯中科又將如何“落子”？那就是兼容并包，打造自主可控基礎(chǔ)軟硬件生態(tài)。

龍芯中科副總裁 高翔

“指令集承載了軟件生態(tài)！”龍芯中科副總裁高翔強調(diào)，信息產(chǎn)業(yè)軟硬兩顆科技樹的樹根，若指令集不自主，生態(tài)再完備，應(yīng)用再廣泛，產(chǎn)業(yè)也是空中樓閣。龍芯選擇基于自主指令架構(gòu)發(fā)展。是充分考慮兼容需求的自主指令系統(tǒng)LoongArch可消除隱患和瓶頸，為LoongArch生態(tài)長遠、可持續(xù)、創(chuàng)新、健康發(fā)展準備了必要基礎(chǔ)條件。

經(jīng)過20年發(fā)展，自主軟件生態(tài)也從“比爛”到“比好”階段，作為全世界范圍內(nèi)極少數(shù)建設(shè)形成完整基礎(chǔ)軟件生態(tài)體系的CPU公司，龍芯中科通過兼容編程框架、二進制翻譯等技術(shù)，LA的生態(tài)在Linux平臺上正在超過X86和ARM。高翔透露，目前LoongArch架構(gòu)得到了國際開源軟件社區(qū)的廣泛認可與支持，LoongArch正在成為與X86/ARM并列的頂層開源生態(tài)系統(tǒng)。

龍芯中科操作系統(tǒng)研發(fā)總監(jiān)王洪虎

在龍芯中科操作系統(tǒng)研發(fā)總監(jiān)王洪虎看來，操作系統(tǒng)的“兩個兼容”，對硬件的二進制兼容、對應(yīng)用的二進制兼容，前述統(tǒng)一系統(tǒng)架構(gòu)解決了硬件兼容問題，還需要解決應(yīng)用兼容問題。而龍芯兼容框架“對癥下藥”，實現(xiàn)Linux平臺一次開發(fā)、各處使用的兼容性。

據(jù)王洪虎介紹，龍芯兼容框架具備自主打包格式，自研分層組合及升級技術(shù)，權(quán)限管理、簽名、校驗，系統(tǒng)級別兼容，批量制作五大特性，可實現(xiàn)Linux平臺一次開發(fā)、各處使用的兼容性，源碼、現(xiàn)有二進制程序均可支持，音頻、視頻、外設(shè)、打印、輸入法等完全支持，保持Host應(yīng)用100%性能，存儲開銷小。另王洪虎透露，自主指令系統(tǒng)+自主編程框架是自主軟件生態(tài)的底座，通過調(diào)研Windows、IOS、Android自主編程框架的特征，形成龍芯自主編程框架，爭取2023/2024年推出。

軟件生態(tài)是自主可控信息平臺能夠取得長遠發(fā)展的決定性因素。目前，龍芯基礎(chǔ)軟件生態(tài)已完成操作系統(tǒng)、編譯器、瀏覽器、虛擬機、云計算平臺等基礎(chǔ)軟件的遷移與社區(qū)合入，社區(qū)生態(tài)初步成形；推動統(tǒng)信、麒麟等廠商發(fā)行龍芯版本操作系統(tǒng)。與此同時，龍芯推動軟件廠商、設(shè)備廠商主動遷移，原生適配，目前已適配商業(yè)軟件600+款、開源軟件2000+款、原生支持外設(shè)3000+款。

然而由于windows軟件適配需求強烈，linux平臺通用性功能缺失，為了更好地實現(xiàn)提升兼容性，龍芯還推出了軟件兼容“三件套”，即龍芯辦公外設(shè)利舊通用解決方案、兼容IE的龍芯瀏覽器和dotnet生態(tài)建設(shè)。

龍芯中科資深工程師曾露

龍芯中科資深工程師曾露表示，龍芯軟件兼容“三件套”瞄準國產(chǎn)信息化建設(shè)的“堵點”，發(fā)揮自主化最強優(yōu)勢，解決客戶最緊要的需求，為推廣龍芯生態(tài)的發(fā)展提供有力的支撐。此外，龍芯還將貫徹“3+10+X”的應(yīng)用兼容適配策略，穩(wěn)扎穩(wěn)打，快速迭代，從深度和廣度兩個方面共同推進龍芯生態(tài)的發(fā)展。

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