Loongson, одна из наиболее значимых китайский компаний, занятых в сфере разработки графических и центральных процессоров, несмотря на американские санкции, высокими темпами внедряет пока еще актуальный 7-нанометровый техпроцесс на замену 12-нанометровому. Благодаря этому в 2025 г. компания, как ожидается, начнет поставки новой десктопной модели CPU Loongson 3A7000, которая будет на треть быстрее предшественника, сопоставимого по производительности с продукцией AMD и Intel трехлетней давности. Выпускать ее, скорее всего, будет SMIC.
Китайский чипмейкер Loongson начинает разработку микропроцессоров, которые будут выпускаться в соответствии согласно норме 7 нм. По информации Digitimes, переход компании на относительно современную технологию состоится в 2024 г. и позволит добиться повышения производительности конечного продукта на 20-30%.
Loongson – один из главных разработчиков CPU и GPU в КНР. Компания не располагает собственными производственными мощностями, а лишь создает готовые к воплощению в «кремнии» дизайны интегральных микросхем. Непосредственно выпуском чипов занимаются партнеры из числа контрактных производителей полупроводниковых изделий.
Разработка чипов Loongson и архитектуры LoongArch ведется с 2002 г. китайской компанией BLX IC Design Corporation. За ней стоят Институт компьютерных технологий, Академия наук Китая и группа компаний Jiangsu Zhongy Group. Выпускаемые Loongson микросхемы предназначены преимущественно для внутреннего рынка КНР.
С учетом ограничений на экспорт в Китай передовых технологий, введенных властями США, которые, впрочем, бизнес поднебесной успешно обходит, выбор партнеров, способных выпускать процессоры по технологии 7 нм, для Loongson сильно ограничен.
С высокой вероятностью таким партнером станет Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC) – самая крупная и «продвинутая» китайская компания, занятая в этой отрасли. Считается, что именно SMIC выпускает однокристальную систему Kirin 9000S, лежащую в основе нового смартфона Huawei Mate 60 Pro.
Появление аппарата на рынке вызвало у властей США вопросы к эффективности ранее введенных экспортных ограничений. Huawei и SMIC включены в черный список Минторга, в связи с чем доступ этих компаний к американским технологиям в значительной степени затруднен.
Среди наиболее передовых разработок Loongson – центральный процессор 2,5-гигагерцовый 3A6000, выполненный по технологии 12 нм и по показателю количества инструкций, выполняемых за такт (IPC), по данным разработчика, сопоставим с характерными для представителей архитектуры Zen 3. На базе нее, в частности, построены CPU AMD Ryzen 5000, анонсированные в начале октября 2020 г.
В синтетических тестах UnixBench Loongson 3A6000 продемонстрировал общую производительность, близкую к показателям AMD Ryzen 3 3100 и Intel Core i3-10100F, уступив продуктам американских технологических гигантов на уровне 11% и 8% соответственно в многоядерных режимах. В одноядерном разница была еще менее значительной – 8% и 2%.
В отличие от процессоров семейства процессоров Ryzen 5000, для которых характерно наличие не менее шести ядер (12 потоков), Loongson 3A6000 и его предшественник с индексом 3A5000 несут лишь четыре ядра. CPU следующего поколения с некоторой долей вероятности тоже окажется четырехъядерным, отмечает Tom’s Hardware. Таким образом, эффект от смены техпроцесса в случае с десктопными процессорами Loongson может оказаться не слишком впечатляющим.
С другой стороны, переход на 7 нм может оказать куда более серьезное позитивное влияния на будущие серверные продукты компании, разработкой которых Loongson тоже занимается.
Серверные чипы, как правило, содержат значительно большее количество ядер, нежели десктопные – например, новейшие CPU AMD Epyc включают 64-128 штук. Loongson, как и AMD, применяет чиплетную (модульную) компоновку. В случае с китайским производителем приходится по 16 ядер на чиплет.
Усовершенствованный техпроцесс позволит уместить на одной подложке большее количество чиплетов и, соответственно, ядер при сохранении прежней энергоэффективности процессора и существенно нарастить общую производительность вычислительного устройства.
Китайский «доморощенный» процессор следующего поколения Loongson 3A7000 с переходом на более современную норму 7 нм ожидает прирост производительности в 20-30% по сравнению с предшественником – 3A6000. Следует иметь в виду, что в 2024 г. стартует разработка чипа – процесс затратный по времени, поэтому, как отмечает Tom’s Hardware, на рынке новый продукт появится в лучшем случаем в начале 2025 г.
Другими словами, на момент начала поставок Loongson 3A7000 технологии, задействованные при разработке и производстве этого процессора, могут оказаться весьма далекими от передовых. К примеру, корпорация Intel, согласно ее дорожной карте, к этому времени планирует начать массовое производство микросхем по норме 18A (1,8 нм).
SMIC, партнер Loongson, испытывающий трудности из-за американских ограничительных мер, в том числе финансовые, в достаточно оптимистичном сценарии к 2025 г. сможет освоить 5-нанометровую технологию.
С другой стороны, освоение 7 нм и перевод на эту норму производства процессоров общего назначения – важный шаг для КНР в сторону обретения независимости в сфере полупроводников от зарубежных технологий, отмечает Tom’s Hardware.
Также стало известно, что в российских ОС Linux семейства «Альт» появилась поддержка архитектуры LoongArch, на которой основаны процессоры компании Loongson, сравнимые по производительности с чипами Core и Ryzen. Это первый подобный случай в стране. Данные чипы официально запрещены для экспорта в Россию и другие страны, так как признаны в КНР стратегически важными, но россияне все равно будут собирать на них серверы и СХД.
Адаптация «Альт» под LoongArch заняла у разработчиков девять месяцев. С их слов, это очень сжатые сроки, и добиться этого они смогли благодаря посильной помощи китайской стороны «Активную поддержку разработчикам «Базальт СПО» оказали представители китайской компании-разработчика процессоров с архитектурой Loongarch: они предоставили сообществу всю подробную документацию, современные серверы для тестирования ОС, а также приняли активное участие в работе разработчиков свободного ПО, реализуя и продвигая поддержку Loongarch», – сообщили в «Базальт СПО».
«Китайские коллеги доброжелательны и открыты к сотрудничеству, не возникало никаких проблем в общении», – сказал Алексей Новодворский. На вопрос редакции, получилось бы реализовать проект без помощи КНР, он ответил: «Мы могли бы выполнить адаптацию полностью своими силами. Открытые наработки уже есть у международных проектов свободного ПО: например, у проекта Debian и ряда других вендоров. Но работа заняла бы больше времени, мы не создали бы за девять месяцев большой репозиторий под LoongArch».
Ускорить процесс помогла и его автоматизация путем внедрения технологии «догоняющей сборки пакетов». Когда в основном репозитории появляются новые программы, робот автоматически создает задание на сборку аналогичных программ для «догоняющих» платформ. «Технология догоняющей сборки существенно ускоряет процесс адаптации ОС для новых архитектур, – сказал CNews генеральный директор «Базальт СПО» Сергей Трандин. – Изначально для Loongarch64 пакеты собирались «вручную» – cборка первой тысячи заняла примерно полгода. В июле для этой платформы была настроена сборочница, и процесс пошел гораздо быстрее. На сегодня в репозитории проекта «Сизиф» собрано более 16 тыс. программных пакетов для китайской архитектуры, их база постоянно пополняется. Исходные коды пакетов хранилища Loongarch64 также опубликованы и развиваются в рамках проекта «Сизиф». Быстрый результат был получен и благодаря накопленному опыту разработчиков «Базальт СПО».