龙芯中科通过前期在MIPS架构的基础上研发的指令集LoongISA所积累的经验，彻底抛弃掉了MIPS自主研发设计了LoongArch，所以LoongArch本质上仍然为RISC指令集。

　　LoongISA(简称LISA)是龙芯中科技术有限公司注册的自主CPU指令集架构(由MIPS指令集拓展而来,采用MIPS的指令集格式)。LoongISA架构的指令集包括MIPS 部分以及龙芯中科技术有限公司自主扩展的指令集。

　　最新一代的龙芯3A5000就采用的是LoongArch架构，它所使用的是Linux操作系统，在此操作系统中除了运行原生的LoongArch程序，还能通过翻译的方式兼容 MIPS、x86、ARM、RISC-V 这几种指令集的Linux程序。

　　LoongISA兼容x86仍然是需要模拟器进行二进制翻译的，只不过由于指令和x86的对应关系是简单的一对一或者一对二的关系，可以防止模拟器产生大量多余的指令，大幅度减少性能损失，但是指令结构仍然是RISC的Load-Store+通用寄存器结构，完全可以直接乱序执行，而不像x86处理器需要复杂的译码才能乱序执行。

　　为提升国产处理器性能：龙芯发力自主指令系统架构 向Intel/AMD看齐

　　近日有消息称，龙芯不仅致力于为GCC编译器和相关GNU工具链组件提供LoongArch指令级架构（IS）支持，还制定了要为LoongArch实现LLVM主线支持的计划。

　　回顾2021年，该公司一直忙于推出新的MIPS CPU架构，同时致力于Linux内核移植（以及开源代码编译器 / 相关组件）。若进展顺利，国产高性能处理器也将能够迎来更好的发挥。

　　自去年以来，他们一直致力于LLVM支持。虽然初始目标仅与旧版本挂钩，但在那之后，团队一直在有针对性地开展LoongArch的移植重构（LLVM Git）。

　　期间他们还改进了测试的覆盖率和代码规范，以期在步入上游 LLVM 存储库后持续改进相关代码。过去数月，我们已经见到了与 LoongArch 相关的大量公开工作，但内部开发的工作量也不该忽略。

　　LoongArch是一个精简指令系统，32位长指令、32个通用寄存器、32个浮点寄存器。用户态是给编译器、程序设计者使用。核心态在内存管理、控制寄存器的数量、规格都进行了大量的创新性设计，是符合现代操作系统的设计。

　　我们对LoongArch的性能进行了测试，在相同IP下，一个用MIPS指令集，一个用LoongArch指令集，可以看到，动态指令数下降了15%到20%，总体性能提升了12%左右。

　　LoongArch指令系统能够支持二进制翻译，融合了X86、ARM、MIPS、RISC-V指令系统的主要功能特性。

　　自主指令系统的生态是如何构建的。龙芯中科推出了二进制翻译器，又称LAT翻译体系。最底层是LoongArch架构的芯片，再往上是操作系统，操作系统往上有几个维度：基于LoongArch的原生Linux应用，比如说本地化的办公、音视频的应用。

　　同时，龙芯中科推出了三个翻译器：MIPS应用往LoongArch上翻译，ARM应用往LoongArch上翻译，X86应用往LoongArch上翻译，未来希望能够做到：从MIPS翻译过来百分之百性能不损失，从ARM翻译过来90%性能不损失，从X86翻译过来做到80%的性能不损失。

　　除了自主性，指令集的兼容性也很重要。龙芯中科基于二十年的CPU研制和生态建设积累推出的LoongArch指令系统，充分考虑兼容生态的需求，融合X86、ARM等国际主流指令系统的主要功能特性，并依托龙芯研发团队在二进制翻译方面十余年的技术积累创新，可实现跨指令平台应用兼容，从而达到融合生态的目的。

　　目前，Photoshop、微信、一些游戏都可以在国产平台上很好地运行，生态是有保障的，包括一些主流的Linux应用框架都可以原生支持。国产操作系统厂商统信和麒麟也都推出了对应的国产操作系统版本。

　　关于LoongArch平台的AI计算，龙芯中科构建了全域异购AI硬件支撑体系，龙芯CPU+GPGPU、龙芯CPU+ASIC、龙芯CPU+FGPA分别应用于通用AI计算和专用AI计算。软件方面，龙芯中科构建多层级AI软件生态体系，包括系统支撑、计算框架、算法模型层级，AI领域有完整的解决方案。

　　目前围绕龙芯中科的产业合作伙伴已经有上千家，通过一系列的措施，包括标准建设、开源软件建设、解决方案提供、安全体系、产品认证、人才培养、出版书籍等，从多个维度构建LoongArch产业生态体系。

　　即使短时间内无法与Intel/AMD等芯片行业巨头相匹敌，LoongArch能够像俄罗斯Elbrus CPU一样成为国产佳品，也是具有相当重要的意义的。我们也期待能把龙芯引入我们的工业主板系列中，做一块“中国芯”的工业主板。