Loongson 3D5000: китайский процессор на собственной архитектуре. Что он из себя представляет?
Мы уже несколько раз писали про китайскую компанию Loongson Technology и ее чипы. Компания примечательна тем, что в 2021 году представила разработанную с нуля собственную архитектуру, которая получила название Loongson Architecture или LoongArch. Само собой, это не только достижение самой компании, но и важный этап в процессе импортозамещения в китайской индустрии электроники.
Проект не остановился в развитии — компания регулярно анонсирует новые чипы. Конец 2022 года — не исключение. Разработчики представили процессор 3D5000, который позиционируется как первый 32-ядерный CPU .Loongson Technology. На что способен этот чип и что он вообще из себя представляет?
Характеристики чипа
В целом, китайцы пошли на небольшую хитрость. На одной подложке они разместили сразу два 16-ядерных процессора, что в итоге дало возможность говорить о 32 ядрах. Дело в том, что Loongson Technology стандартно выпускает именно 16-ядерные процессоры. Видимо, чтобы не «изобретать велосипед», и был выбран такой способ производства. Что касается «модулей», то есть 16-ядерных процессоров, то это выпущенный ранее 3С5000. Т.е. чип, который был анонсирован в 2021 году. Сейчас он пошел в производство, так что на его основе и был разработан новый чип.
Процессор, само собой, серверный, он не предназначен для потребительской электроники. Выпускается он по 12-нм техпроцессу. К сожалению, пока что речь идет о штучных образцах — массовое производство начнется не ранее 2023 года. Во всяком случае, об этом заявил производитель.
3С5000, на котором базируется 3D5000, работает на частоте до 2,2 ГГц. Поставляется он с 64 МБ кэш-памяти. Что касается других характеристик, то заявлена поддержка четырех каналов памяти DDR4–3200 с протоколом коррекции ошибок (ЕСС). Процессор поддерживает быструю трансляцию команд других архитектур, что позволяет на них без перекомпиляции запускать обычные операционные системы.
Соответственно, удвоенный чип, который и представляет собой 3D5000, получил 32 ядра, 128 МБ кэша и восемь каналов памяти. Энергоэффективность, заявленная компанией, неплохая. Это 170 Вт на частоте 2,2 ГГц и 130 Вт на 2 ГГц.
Важный момент — сокет у чипа LGA 4129. Максимальное количество процессоров в сервере — четыре. Соответственно, можно говорить о 128-ядерной конфигурации.
Что за архитектура у чипа?
О компании Loongson Technology достаточно часто пишут Хабре. Ее процессоры на архитектуре MIPS изначально использовались китайскими же производителями нетбуков и телеприставок. Затем разработки компании применялись при создании гораздо более производительных систем. Например — суперкомпьютера Dawning 6000 мощностью более 1000 терафлопс и других подобных систем.
Ранее основанные на архитектуре MIPS процессоры позволяли сохранять совместимость с программным обеспечением, разработанным для MIPS64, включая ПО для суперкомпьютеров. Это было одним из преимуществ чипов от Loongson Technology.
Зачем компании новая архитектура? Она решила стать независимой после того, как MIPS Technologies перешла на RISC-V, о чем мы, кстати, писали. Ранее MIPS Technologies занималась развитием архитектуры и лицензированием интеллектуальной собственности, которая связана с процессорами MIPS. Сами чипы компания не производила. Но вот перерожденная организация займется выпуском процессоров, но уже на базе архитектуры RISC-V.
Еще в 2021 году независимые эксперты проанализировали новую разработку. Выяснилось, что архитектура действительно оригинальная. У нее нет ничего общего с ALPHA, ARM, MIPS, POWER, RISC-V или х86. Компания разработала собственный формат инструкций, их кодирование, режимы адресации и т.п. LoongArch содержит около 2000 проприетарных инструкций. По словам разработчиков, они удалили устаревшие инструкции для обеспечения пониженного энергопотребления и более эффективной работы. В дополнение к базовому набору инструкций компания добавила инструкции расширения двоичного преобразования (LBT), инструкции расширения векторной обработки (LSX), инструкции расширения расширенной векторной обработки (LASX) и инструкции расширения виртуализации (LVZ), сообщает PC Watch.
Что еще?
Правительство Китая в середине декабря 2022 года заявило о том, что архитектура и процессоры на ее основе — стратегически важные для страны разработки. Соответственно, руководство страны решило закрыть их для зарубежных партнеров. Это означает, что серверы на базе таких чипов будут работать только в Китае. Технологии не будут поставляться за рубеж. Возможно, через несколько лет запрет на доступ к этим технологиям снимут, но пока что дело обстоит именно так.
Китайские чипы— весьма интересная тема, но у нас есть и другие статьи, оцените — мы рассказываем о:→ Ныряем в готовые кластеры Kubernetes с Deckhouse и werf
→ Копирайтеры больше не нужны? Просим новую нейросеть Notion AI написать про Python
→ Укрепление Nginx с помощью Fail2ban: тестируем и оцениваем «профит»
Но насчет скорого поступления нового чипа в продажу даже только в Китае есть очень сильные сомнения. Дело в том, что китайцы производят все это не сами, а заказывают у компании STMicroelectronics, это контрактный вендор микросхем. Но в любой момент на этого партнера Поднебесной может надавить США (что уже происходит), так что производство чипов придется переносить в Китай.
А с этим сложности. Пока что наиболее продвинутый производитель чипов из этой страны — SMIC. Но и на эту компанию оказывается огромное давление со стороны Штатов. Сейчас торговая война ведется очень активно, и санкции для Китая, наложенные США, действительно болезненные. Так что большой вопрос — сможет ли страна оперативно наладить производство.
Если да — то в скором времени Китай сможет более-менее нормально производить электронные компоненты и системы для себя. Если нет — будет кризис производства и дефицит электроники национального масштаба. Как будет развиваться ситуация — станет понятно в первой половине 2023 года. Ну, а пока ждем новостей из Китая.
