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今天小编给各位分享手机虚拟机哪个好用的知识,文中也会对其通过丢掉幻想!龙芯中科将出LoongArch自主指令集,深度兼容主流体系和打破美国垄断!首颗“纯国产”芯片问世,100%自研不含美国技术等多篇文章进行知识讲解,如果文章内容对您有帮助,别忘了关注本站,现在进入正文!
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一、丢掉幻想!龙芯中科将出LoongArch自主指令集,深度兼容主流体系
8 月 13 日,在每两年一度的全国计算机体系结构学术年会(ACA2020)上,龙芯中科董事长、中科院计算技术研究所研究员胡伟武作了名为《指令系统的自主与兼容》的特邀报告。
在报告中,他透露了龙芯的新动向——研发既 “自主” 又“兼容”的 LoongArch 指令集。如果最终达成目标,这将是一个自带 “完整” 生态,且中国人能牢牢掌握的体系。
关于该事件的讨论一度登上知乎热榜,一位资深业内人士告诉 DeepTech :“LoongArch 的计划已经提了很长时间,由于近期‘断供’问题形势严峻才特别凸显。其实业内一直想推出中国自有指令集系统,但奈何各方利益交错,长期达不成共识,目前或许是一个契机。”
自主研发 VS 选边站队美国驴象两党,在很多方面都意见相左,但在对待中国的态度上却少有地达成一致。可以预见,未来,不管特朗普连任与否,都不能幻想美国人的对华政策有较大变化。
目前,“构建独立于 Wintel 体系(Windows+Intel)和 AA 体系(ARM+Android)的安全可控的信息技术体系和产业生态”已经成为国家战略。
要达成这一目的,“芯片”的问题是无法绕过的。而芯片难题又分为两个小点:一是 CPU 的指令集架构,一是生产的工艺制程。本文不谈工艺问题,只谈前者。
指令集架构,又称指令集或指令集体系,是计算机软件运行的基础设施。指令集的指令转换成机器码之后即直接与 CPU 发生交互,是比汇编语言更加底层的封装。
目前,仍然活跃在商业领域的指令集分成两大类:以 ARM、RISC-V 及 MIPS 为代表的精简指令集(RISC),以 X86 为代表的复杂指令集(CISC)。这里的精简和复杂可以简单理解为所包含指令数目的多少。
使用 X86 架构的厂商是大名鼎鼎的 Intel 和 AMD,该架构为 Intel 首创,由于历史原因形成了现在的两强局面。值得注意的是,X86 架构基本不再对外授权。
ARM 指令集的产品众多,由于其在功耗方面的优势,几乎所有的智能手机(苹果、安卓)、平板、便携智能设备,都要向 ARM 购买授权,在商业上 ARM 是成功的。目前 ARM 隶属于日本的软银,不过已有传闻 NVIDIA 将收购 ARM,届时 ARM 将归属美国。
RISC-V 比较特殊,属于开源(仅ISA)指令集架构,也就是说 RISC-V 指令集可以自由地用于任何目的,允许任何人设计、制造和销售 RISC-V 芯片和软件,而不必向任何公司支付专利费用。
中国,是最追捧 RISC-V 的国家,没有之一。
追捧到什么程度呢?RISC-V 官网显示,其首席会员一共十名,其中中国公司、组织占了八席,他们分别是:阿里巴巴、晶心科技(台湾省)、华为、中国科学院计算技术研究所、中国科学院软件研究所、RIOS(清华 - 伯克利深圳研究院)、中兴微电子和赛昉科技(SiFive 中国)。
虽然 RISC-V 属于全球性非盈利组织,理论上不会出现被 “卡脖子” 的情况,但该组织的核心管理者基本是美国人,且目前碎片化严重,很多有用高效的指令无法加入到主分支之中。总之,中国想要在这个体系掌握主导权,目前看来暂无可能。
最后,终于要说到龙芯使用的 MIPS。
它依旧属于一家美国公司,龙芯是其最大客户。该公司因战略误判,逐渐衰落,后几经辗转,被多次收购,开发人员也流失严重,目前已经无力进行新产品的开发迭代。不夸张地说,如果没有龙芯,MIPS 已死。但就是这样一家公司,龙芯想要收购接盘,也一直没能得到美国政府的批准。
综上,X86 不授权,ARM 严格授权,中国此前一直把宝押在 RISC-V 和 MIPS 上。
胡伟武说道,自主和兼容这两条路线已经争论了 15 年,兼容的好处是自带生态,但劣势是处处受制于人,并且会严重阻碍以 “操作系统” 为代表的基础软件软件发展。他认为,我们不可能基于国外的指令系统建立自主生态。
“龙芯曾经选择 MIPS 授权,觉得比较开放,还可以自主加指令,所以走了好多年。本以为可以通过比较弱势的 MIPS 或者基于开源的 RISC-V 来构建自己的生态,但最近发生的很多事情,让我们认识到,即使对方再弱小,也会在商业上对我们造成很大的干扰。”
所以,摆在龙芯面前的恐怕只剩下建立自己的指令集这一条路了。
兼容并济,海纳百川完全自主,说起来容易,做起来难;做出一款能用产品容易,但做出一款大家都用的产品难。有没有可能既独立自主,又能兼顾现在的主流生态呢?
胡伟武的答案是“有”。就是研发兼容各大指令集架构的自主指令集架构。
胡伟武表示,这条路是完全可行的。
首先,基础软件方面,BIOS(PMON/UEFI)、内核(Linux/VxWorks)的迁移,工作量不大;汇编器及编译器(GCC、LLVM、GOLANG)的工作量是可控的;整个操作系统重新迁移和编译工作量也不大,直接把 MIPS 汇编语言编译成自主指令系统即可。
其次,动态翻译虚拟机方面,Java、JavaScript、.NET 三大虚拟机,龙芯均可独自完成迁移,完成之后可以直接运行各自的应用程序而无须修改。
最后,二进制翻译方面,主要针对 X86、ARM 及 MIPS。QEUM 已经可以实现,关键在于提高其运行效率。
目前,龙芯已经完成了自主指令集的规划,包含基础指令 337 条、虚拟机拓展指令 10 条、二进制翻译扩展指令 176 条、128 位向量扩展 1024 条、256 位向量扩展 1018 条,合计 2565 条。值得注意的是,因增加二进制翻译指令而导致的 CPU 面积和延迟开销几乎可以忽略不计。
胡伟武解释道,二进制翻译硬件支持主要涉及定点运算和访存地址计算,统计数据表明,硬件的开销面积大概增加了 1% 到 2%,而延迟方面的开销几乎没有。
在报告中,胡伟武给这一系列的操作称之为“体系结构翻译”,并作了生动类比。
他说,我们现在所要达到的效果是语言级翻译,实现难度根据架构而有所不同。
举个例子,将繁体中文翻译成简体中文非常简单,将法文翻译成英文也比较简单,但要把英文翻译成中文相对困难。
技术的发展给二进制翻译带来了新的机遇。第一,硬件资源得到了极大的丰富。晶体管、CPU 性能都出现了过剩的情况。第二,虚拟机技术快速发展。二进制翻译本质上是一种跨指令系统的虚拟机,支持虚拟机的很多基础设施,在二进制翻译体系可以复用。
也许有人会问,二进制翻译固然可以兼容现有的指令集,但会不会存在法律问题呢?
胡伟武认为,目前国际上的确存在不同看法,但美国等发达国家法律普遍认为不构成侵权。历史上,IBM、HP、Intel、Appel、Transmeta、QualComm、NVIDIA 都采用过这个技术来协助推新架构,并且 Transmeta 曾打赢了与 Intel 官司。
在基本谋定了方案之后,龙芯已经开始行动,并已经取得了初步成果。
龙芯的二进制翻译系统名为 LAT(Loongson Architecture Translator)。胡伟武为这个系统定了一个 “十九八七” 的预定目标。
胡伟武晒出了一张图表,这张表的唯一变量只有指令体系架构,微结构一模一样。
可以看到,仅更换为 LoongArch 指令架构,处理器的定点性能就提升了 16.6%,浮点性能提升了 9.4%。
在 Linux 进程级 MIPS 二进制翻译方面,胡伟武拿出一份专门为本次报告临时跑出的结果,他表示很多软件库还没有完善,优化工作也没有完成。但从结果来看,一两个月能达到这个效果,完成 100% 的预定目标应该不成问题。
Linux 进程级 X86 二进制翻译效果,同样是未完善的数据,可以看到定点性能达到原生的 44.4%,浮点性能达到原生的 58.5%。虽然,相较 QEMU 这个成绩已经非常不错,但离预定目标的 80% 仍有很大差距。
在报告中,胡伟武汇报了目前 LoongArch 指令系统的工作进度。
他表示,目前已完成龙芯 GS132、GS264、GS464 三大系列 IP 核指令系统修改。基于 LoongArch 的某龙芯 CPU 已于 2020Q2 交付流片,预计 2020Q4 样片。
基础软件 OS 方面,已经完成 BIOS、编译器的内核改造,可以在 FPGA 平台上运行 SPEC CPU 等复杂应用;正在开展完整操作系统编译工作;正在开展 Java、JavaScript、.NET 虚拟机迁移工作。
二进制翻译系统 LAT 已基本完成开发,开始调试优化。MIPS 和 X86 用户态二进制翻译持续改进中;X86 系统二进制翻译已经基本跑通,最难的地址翻译已经调通。
以上工作争取在 2020 年底前完成。
报告的末尾,他描绘了 LoongArch 的未来规划。
1. 对 LoongArch 指令系统进行知识产权分析。已委托第三方机构进行,预计 2020 年底完成国内部分,2021 年完成国际部分。
2. 组建自主指令系统联盟。龙芯将把 LoongArch 免费开放,并开放 Cortex-A53 以下性能处理器 IP 核,条件是联盟内企业彼此间不能发生指令系统诉讼,期望最终能够形成对第三方的 CPU 防御联盟。同时,还将尝试在高校推广百条指令左右的 LoongArch 小系统。
此外,龙芯也将持续改进二进制翻译的硬件支持和软件优化,争取在 2025 年消除指令系统间的壁垒,达到 “天下大同” 的境界。
最后,胡伟武总结道,二进制翻译能解决兼容性问题,但要认清它在战略上属于“过渡方案”,它更多地是为新架构铺路,新架构失败了它会消亡,新架构成功了它也会消亡。
知乎网友 maomaobear 表示了对翻译后程序运行效率的担心:“微软的 X86 转 ARM,英特尔的 ARM 转 X86,效率都很低,就苹果做的看起来高一点。”
龙芯内部人士对此回应:“龙芯做指令集研发快 20 年了,能推出完全自主指令集架构,是积累出来的,不是拍脑袋,写论文出来的。”
后来者的宿命其实,我们不必为 “卡脖子” 感到悲愤。
在电子计算机领域,包括我国在内的绝大多数国家都是“后来者”,纵观其发展史,几乎可以算是一部美国的国内产业史。
第一台真正意义的电子计算机是美国人于 1937 年发明的;“现代计算机之父”冯 · 诺依曼是美国人;集成电路是美国人做出来的;第一款微处理器是 Intel 推出的;互联网是美国人建立的;第一台桌面电脑、操作系统、鼠标、键盘、硬盘等也均由美国人首创……
在这个过程中,美国涌现出了一大批名垂青史的名字。无数的学者、商人、官员和工程师,让美国成为了先行者。拥有了绝对优势的同时,也为后来者们设立了诸多障碍。
这些障碍,我们有的已经跨了过去,比如锂电池隔膜、比如通讯领域的 5G、比如北斗全球定位系统;有的正在跨越,比如本文的 CPU 指令系统。
不过,我们不必急躁,也无须惊慌。我们不是落后于一朝一夕,也不可能一朝一夕便能赶上。
一、打破美国垄断!首颗“纯国产”芯片问世,100%自研不含美国技术
从前几年开始,国内就成为了全球最大的芯片进口市场,每年在这方面花费的资金都是一个恐怖的数字。而美国则是世界上最大的芯片出口市场,也是我们国内最主要的进口来源。之前这种关系一直相安无事,双方各取所需,但是自从去年下半年芯片规则生效后,一切都变得不一样了。美国之所以修改所谓的芯片进出口规则,一开始是为了阻挠华为获得充足的芯片供应,后来更是想要对所有中国半导体公司“卡脖子”。毫无疑问,这种行为肯定会扰乱整个半导体市场,但是美国却无动于衷,因为它一直牢牢掌握着主动权。
就拿华为海思来说,作为国内最出色的芯片设计公司,其技术实力毋庸置疑。但可惜的是,海思并不具备量产芯片的能力,所以必须依赖台积电这家代工厂的供应。然而在美国规则的影响下,台积电被迫拒绝了华为,直到导致海思的芯片产业链被切断了。
可能很多人都不明白,台积电为什么要遵从美国的规则,放弃华为这个多年以来的大客户?其实答案很简单,因为台积电离不开美国技术,它要想继续保持在芯片代工行业的领先地位,就必须得到美国的支持,否则很有可能变成下一个“华为”。
由此不难看出,美国在全球半导体市场,都具有举足轻重的影响力,强如台积电也无法完全避免对美国技术的依赖。更有甚者,在某些核心技术领域,美国更是占据了垄断的地位,国内一直想要突破封锁,却始终找不到正确的方向。
在这种局面下,国内能做的就只有继续努力研发,只有真正熟悉了芯片产业,才能慢慢取得进展。而就目前的情况来看,随着国内的统一布局,国产芯片已经完成了一些突破,其技术难度并没有想象中那么高,国内的科研人员们也充满了斗志!
最关键的是,就在近期,首颗“纯国产”芯片问世,100%自研不含美国技术,彻底打破了美国垄断!这颗芯片指的就是龙芯中科最新发布的龙芯3A5000处理器,它的诞生标志了国产芯片新的里程碑,从此告别了国外技术,实现了真正的自主化。
据了解,龙芯3A5000的定位是一款电脑CPU芯片,采用12nm制程,虽然不如5nm手机处理器那么先进,但是各方面的表现都非常出色。具体来看,与上一代的龙芯3A4000相比,龙芯3A5000的性能整整提升了50%,并且功耗也进一步下降了。
这些只是表面上的配置和参数,龙芯3A5000最了不起的地方在于,它首次使用了国产架构指令集,没有借助任何国外技术,是100%纯国产的芯片。大家都知道,之前国内的电脑CPU,基本上都离不开美国英特尔的X86架构,而这次龙芯打破了垄断,并且打响了国产架构的知名度。
据悉,龙芯3A5000采用的是自主指令集LoongArch,它由龙芯中科自主研发设计,不掺杂任何国外技术。要知道,一直以来国内的芯片架构行业都不怎么景气,真正能应用于实际的国产架构少之又少,如今龙芯中科总算是开了一个好头。
至于其它方面,龙芯3A5000的表现也是可圈可点,总之一句话,龙芯3A5000这颗“纯国产”芯片的登场,标志着国内的半导体事业进入了一个新的阶段,只要继续努力进步,未来就会是一片光明!
关于“纯国产”芯片的问世,估计美国也没料到,对国内芯片产业的封锁已经失去了作用,国产半导体公司正在迎头赶上,或许要不了多久就能全面打破垄断。希望接下来国内继续坚持自研工作,争取让国产芯片早日实现崛起的伟大目标!
二、龙芯中科中签率
6月28日,龙芯中科技术股份有限公司(以下简称“龙芯中科”)科创板IPO.上市申请正式获得受理。 不久前,中国证监会北京监管局官网披露,龙芯中科技术股份有限公司(下称“龙芯”)拟于科创板上市。龙芯是国内最早开始研发国产CPU的公司之一,这也是目前六大国产CPU厂商(天津飞腾、华为鲲鹏、兆芯集成、申威科技及海光信息)中首家科创板上市的公司。 龙芯20年的发展历程并不平坦。国产CPU最初在国内“自主vs引进”的摇摆中艰苦起步,为了突破英特尔的专利高墙,六大国产CPU用了三种不同的路线实现曲折前进。英特尔X86架构已经建立了专利、生态、知识产权的壁垒,这意味着国产CPU厂商需要一一突围。 经过20年的沉浮,国产CPU虽然在某些专用的领域已经到了初步的产品上量阶段,尴尬的是在商用市场还难得一见。在龙芯IPO之后,这也是国产CPU接下来能否真正实现国产化替代的决定性挑战。 【拓展知识】 据其官网介绍,“龙芯”是我国最早研制的高性能通用处理器系列,于2001年在中科院计算所开始研发,得到了中科院、863、973、核高基等项目大力支持,完成了十年的核心技术积累。 2010年,中国科学院和北京市政府共同牵头出资,龙芯中科技术有限公司正式成立,开始市场化运作,旨在将龙芯处理器的研发成果产业化。 目前,龙芯中科致力于龙芯系列CPU设计、生产、销售和服务。主要产品包括面向行业应用的“龙芯1号”小CPU、面向工控和终端类应用的“龙芯2号”中CPU、以及面向桌面与服务器类应用的“龙芯3号”大CPU。 2021年,龙芯中科推出完全自主指令集架构--LoongArch,标志着指令集系统架构承载的软件生态走向完全自主。 龙芯3A5000采用最新的LoongArch指令集架构,单核性能提升50%,功耗降低30%,与国内采用引进技术的CPU相比在性能上优势明显。
三、龙芯中科上市时间
6月28日,龙芯中科技术股份有限公司(以下简称“龙芯中科”)科创板IPO.上市申请正式获得受理。不久前,中国证监会北京监管局官网披露,龙芯中科技术股份有限公司(下称“龙芯”)拟于科创板上市。龙芯是国内最早开始研发国产CPU的公司之一,这也是目前六大国产CPU厂商(天津飞腾、华为鲲鹏、兆芯集成、申威科技及海光信息)中首家科创板上市的公司。
龙芯20年的发展历程并不平坦。国产CPU最初在国内“自主vs引进”的摇摆中艰苦起步,为了突破英特尔的专利高墙,六大国产CPU用了三种不同的路线实现曲折前进。英特尔X86架构已经建立了专利、生态、知识产权的壁垒,这意味着国产CPU厂商需要一一突围。
经过20年的沉浮,国产CPU虽然在某些专用的领域已经到了初步的产品上量阶段,尴尬的是在商用市场还难得一见。在龙芯IPO之后,这也是国产CPU接下来能否真正实现国产化替代的决定性挑战。
【拓展知识】
据其官网介绍,“龙芯”是我国最早研制的高性能通用处理器系列,于2001年在中科院计算所开始研发,得到了中科院、863、973、核高基等项目大力支持,完成了十年的核心技术积累。
2010年,中国科学院和北京市政府共同牵头出资,龙芯中科技术有限公司正式成立,开始市场化运作,旨在将龙芯处理器的研发成果产业化。
目前,龙芯中科致力于龙芯系列CPU设计、生产、销售和服务。主要产品包括面向行业应用的“龙芯1号”小CPU、面向工控和终端类应用的“龙芯2号”中CPU、以及面向桌面与服务器类应用的“龙芯3号”大CPU。
2021年,龙芯中科推出完全自主指令集架构--LoongArch,标志着指令集系统架构承载的软件生态走向完全自主。
龙芯3A5000采用最新的LoongArch指令集架构,单核性能提升50%,功耗降低30%,与国内采用引进技术的CPU相比在性能上优势明显。
关于手机虚拟机哪个好用的问题,通过《龙芯中科中签率》、《龙芯中科上市时间》等文章的解答希望已经帮助到您了!如您想了解更多关于手机虚拟机哪个好用的相关信息,请到本站进行查找!