Bez ohledu na to, že je to velký úkol, protože je zapotřebí udržovat zpětnou kompatibilitu, která nemusí být zrovna pěkná, tak bych doporučil se podívat na LLVM.org a možná to napsat jako vrstvu mezi jazykem PHP a JIT v LLVM.
A samozřejmě ten jazyk nedělá jen základní syntaxe, a základní sada knihoven, což je už úkol na úplně jiné úrovni, pokud teda nebudete podporovat přímo nahrávání nativních PHP extensions (ale to se pak pravděpodobně dostanete tam, kde je teď PHP).
Osobně bych Vám místo psaní úplně nového interpreteru PHP doporučil vylepšit ten stávající (třeba tím, že tam tu podporu pro JIT z LLVM doprogramujete).