Ки­тай­цы со­зда­ли пол­но­стью аме­ри­ка­но­не­за­ви­си­мые про­цес­со­ры для ПК и сер­ве­ров. Не Intel, не ARM, не MIPS

В Китае раз­ра­бо­та­ны про­цес­со­ры Loongson 3A5000 и 3C5000 на базе новой ар­хи­тек­ту­ры LoongArch, ко­то­рые можно при­ме­нять как в ПК, так и в мощ­ных сер­ве­рах. По за­яв­ле­нию со­зда­те­лей, LoongArch не на­ру­ша­ет па­тен­ты на су­ще­ству­ю­щие ши­ро­ко при­ме­ня­е­мые ар­хи­тек­ту­ры, в том числе ARM, x86, MIPS. Это сни­жа­ет санк­ци­он­ные риски для на­ци­о­наль­но­го тех­но­ло­ги­че­ско­го сек­то­ра в усло­ви­ях тор­го­вой войны с США.
Новая про­цес­сор­ная ар­хи­тек­ту­ра
Ки­тай­ская Loongson Technology раз­ра­бо­та­ла соб­ствен­ную про­цес­сор­ную ар­хи­тек­ту­ру Loongson Architecture (LoongArch), пишет Tom’s Hardware. Со­зда­те­ли новой ар­хи­тек­ту­ры под­чер­ки­ва­ют, что она не на­ру­ша­ет каких-​либо па­тен­тов, свя­зан­ных с уже су­ще­ству­ю­щи­ми, та­ки­ми как x86, ARM, MIPS или RISC-​V. Ожи­да­ет­ся, что про­цес­со­ры на базе LoongArch по­сту­пят в про­да­жу на тер­ри­то­рии Китая в 2021 г.

Ранее Loongson раз­ра­ба­ты­ва­ла про­цес­со­ры с ис­поль­зо­ва­ни­ем LoongISA, ос­но­ван­ной на мо­ди­фи­ка­ци­ях ар­хи­тек­ту­ры MIPS64. Таким об­ра­зом чипы со­хра­ня­ли про­грамм­ную сов­ме­сти­мость с об­шир­ным пулом уже име­ю­ще­го­ся про­грамм­но­го обес­пе­че­ния (в том числе, для су­пер­ком­пью­те­ров), од­но­вре­мен­но с этим пред­ла­гая до­пол­ни­тель­ные рас­ши­ре­ния, ко­то­рые по­вы­ша­ли про­из­во­ди­тель­ность при ра­бо­те с новым соф­том.

Как от­ме­ча­ет ис­точ­ник, си­сте­ма ко­манд LoongArch вклю­ча­ет почти 2 тыс. про­при­е­тар­ных ин­струк­ций. Кроме того, раз­ра­бот­чи­ка­ми было при­ня­то ре­ше­ние от­ка­зать­ся от ис­поль­зо­ва­ния уста­рев­ших про­цес­сор­ных ко­манд. Это по­мог­ло обес­пе­чить по­вы­шен­ную энер­го­эф­фек­тив­ность и кон­струк­тив­ную про­сто­ту устройств на базе дан­ной ар­хи­тек­ту­ры. В до­пол­не­ние к ба­зо­во­му на­бо­ру ко­манд также были ре­а­ли­зо­ва­ны ин­струк­ции дво­ич­но­го пре­об­ра­зо­ва­ния (LBT), век­тор­ной об­ра­бот­ки (LSX), рас­ши­рен­ной век­тор­ной об­ра­бот­ки (LASX) и вир­ту­а­ли­за­ции (LVZ).

Пер­вые про­цес­со­ры на базе LoongArch
Пер­вы­ми чи­па­ми, по­стро­ен­ны­ми на LoongArch, Tom’s Hardware на­зы­ва­ет че­ты­рехъ­ядер­ный Loongson 3A5000 с ча­сто­той 2,5 ГГц, пред­на­зна­чен­ный для пер­со­наль­ных ком­пью­те­ров, и 16-​ядерный 3C5000 для мно­го­про­цес­сор­ных сер­ве­ров. Оба чипа из­го­тав­ли­ва­ют­ся по 12-​нанометровому тех­про­цес­су и су­ще­ству­ют «в крем­нии» при­мер­но с ап­ре­ля 2020 г.
Ин­те­рес­но, что ранее Loongson по­зи­ци­о­ни­ро­ва­ла эти про­цес­со­ры как MIPS64-​совместимые. В марте 2021 г. со­об­ща­лось, Loongson 3A5000 по­сту­пит в про­да­жу в пер­вой по­ло­вине 2021 г., а 3C5000 будет до­сту­пен к концу 2021 г.

По за­яв­ле­нию раз­ра­бот­чи­ков, новые про­цес­со­ры под­дер­жи­ва­ют транс­ля­цию ко­манд «мейн­стрим­ных» (каких имен­но, не уточ­ня­ет­ся; – прим. CNews) ар­хи­тек­тур, то есть поз­во­ля­ют за­пус­кать софт, ском­пи­ли­ро­ван­ный под дру­гие по­пу­ляр­ные ап­па­рат­ные плат­фор­мы, без каких-​либо ма­ни­пу­ля­ций с ис­ход­ным кодом.

«План Б» для Loongson
По неко­то­рым дан­ным, Loongson также про­яв­ля­ет ин­те­рес к раз­ра­бот­ке про­цес­со­ров на ос­но­ве про­стой и пол­но­стью от­кры­той ар­хи­тек­ту­ры RISC-​V. Ее спе­ци­фи­ка­ции до­ступ­ны всем же­ла­ю­щим бес­плат­но, в том числе и с целью ком­мер­че­ско­го при­ме­не­ния тех­но­ло­гии без необ­хо­ди­мо­сти про­ве­де­ния ли­цен­зи­ро­ва­ния.

Еще одним ар­гу­мен­том в поль­зу пе­ре­хо­да на RISC-​V для Longsong, по мне­нию Tom’s Hardware, ста­нет на­ли­чие мно­го­лет­не­го опыта раз­ра­бот­ки про­цес­сор­ных ядер, сов­ме­сти­мых с MIPS. По­сколь­ку эти две ар­хи­тек­ту­ры имеют много об­ще­го, осво­е­ние RISC-​V не ста­нет для ки­тай­ской ком­па­нии се­рьез­ной про­бле­мой, от­ме­ча­ет из­да­ние.

Не менее важно и то, что при­ме­не­ние от­кры­тых тех­но­ло­гий в про­цес­со­рах Loongson от­кро­ет им до­ступ к об­шир­ной эко­си­сте­ме, вклю­ча­ю­щей уже го­то­вое «же­ле­зо» и софт, и, как след­ствие, сде­ла­ет чипы более кон­ку­рен­то­спо­соб­ны­ми на рынке.

Шаг к тех­но­ло­ги­че­ской неза­ви­си­мо­сти
Раз­ра­бот­ка соб­ствен­ной ар­хи­тек­ту­ры LongArch поз­во­лит сни­зить за­ви­си­мость ки­тай­ской эко­но­ми­ки от за­ру­беж­ных тех­но­ло­гий, от­ме­ча­ет ис­точ­ник. Во­прос им­пор­то­за­ме­ще­ния для КНР стал осо­бен­но ак­ту­аль­ным в связи с мно­го­лет­ней тор­го­вой вой­ной с США, из-за ко­то­рой по­стра­да­ли мно­гие мест­ные тех­но­ло­ги­че­ские ком­па­нии, такие как, на­при­мер, Huawei.
По­ми­мо цен­траль­ных про­цес­со­ров, Китай, в част­но­сти, за­ни­ма­ет­ся раз­ра­бот­кой гра­фи­че­ских уско­ри­те­лей. Как ранее со­об­щил CNews, Via, в про­шлом один из круп­ней­ших про­из­во­ди­те­лей про­цес­со­ров, со­зда­ла про­фес­си­о­наль­ный 7-​нанометровый ви­део­уско­ри­тель для вы­со­ко­про­из­во­ди­тель­ных вы­чис­ле­ний, ма­шин­но­го обу­че­ния и дру­гих об­ла­стей при­ме­не­ния. Про­дукт по­зи­ци­о­ни­ру­ет­ся в ка­че­стве пря­мо­го кон­ку­рен­та AMD MI100 и Nvidia A100

Ис­то­рия Loongson
За про­цес­со­ра­ми Loongson стоит ки­тай­ская ком­па­ния BLX IC Design Corporation, ос­но­ван­ная в 2002 г. Ин­сти­ту­том ком­пью­тер­ных тех­но­ло­гий, Ака­де­ми­ей наук Китая и груп­пой Jiangsu Zhongy Group. В чипах ис­поль­зу­ет­ся од­но­имен­ная «на­ци­о­наль­ная» ки­тай­ская ар­хи­тек­ту­ра, из­на­чаль­но но­сив­шая на­зва­ние Godson. Впо­след­ствии ее пе­ре­име­но­ва­ли в Loongson. Она была раз­ра­бо­та­на пол­но­стью неза­ви­си­мо от за­пад­ных ком­па­ний, и на ее ос­но­ве, к при­ме­ру, в сен­тяб­ре 2008 г. был пред­став­лен про­цес­сор Godson-​3. Над его раз­ра­бот­кой тру­ди­лись около 300 ин­же­не­ров из Ин­сти­ту­та ком­пью­тер­ных тех­но­ло­гий, 200 из ко­то­рых за­ни­ма­лись ап­па­рат­ной, а дру­гие 100 – про­грамм­ной ча­стью. Раз­ра­бот­ка фи­нан­си­ро­ва­лась пра­ви­тель­ством Китая.

Все про­цес­со­ры Loongson в на­сто­я­щее время про­из­во­дит ком­па­ния STMicroelectronics – сама BLX IC Design Corporation фаб­ри­ка­ми не вла­де­ет. В спи­сок кли­ен­тов BLX IC Design Corporation, за­ку­па­ю­щих про­цес­со­ры Loongson, вхо­дят ком­па­ния Lenovo и Ки­тай­ский ис­сле­до­ва­тель­ский ин­сти­тут ра­кет­ной тех­ни­ки. В 2019 г. объем по­ста­вок этих чипов пре­вы­сил 500 тыс. эк­зем­пля­ров.

В 2019 г. CNews со­об­щил о вы­пус­ке двух MIPS-​совместимых мо­де­лей 28-​нанометровых про­цес­со­ров Loongson 3A4000 и 3B4000 об­ще­го на­зна­че­ния.

В ап­ре­ле 2020 г. стало из­вест­но о том, что Wave Computing, вла­де­ю­щая пра­ва­ми на ар­хи­тек­ту­ру MIPS, по­да­ла за­яв­ле­ние о банк­рот­стве. Позд­нее ком­па­ния от­ка­за­лась от раз­ви­тия MIPS в поль­зу RISC-​V. Неопре­де­лен­ность даль­ней­шей судь­бы MIPS, пред­по­ло­жи­тель­но, под­толк­ну­ла Loongson к раз­ра­бот­ке соб­ствен­ной ар­хи­тек­ту­ры.