Газета "Коммерсантъ" опубликовала важный материал "Британия морозит «Байкал». Российские процессоры лишаются доступа к технологиям". К сожалению, авторы заметки никогда не видели то, о чем они написали, то бишь semiconductor IP, и не понимают его природы. Зато его видел я. Поэтому я решил написать к их заметке своего рода толкование:

  1. Что именно британские компании ARM и Imagination продают российским лицензиатам, таким как Байкал? (Спойлер: не патенты, хотя патенты в картину входят)

  2. Чем Apple отличается от Байкала в лицензировании semiconductor IP?

  3. Сколько стоят лицензии на ядра и сколько стоит архитектурная лицензия?

  4. Как компания-разработчик semiconductor IP может обнаружить, что произведенный кем-то чип использует ее ядро?

  5. Были ли прецеденты подобных высоких отношений с китайскими компаниями?

  6. Почему в статье упоминается МЦСТ (Эльбрус)? Они же вроде сами спроектировали CPU собственной архитектуры? (Спойлер: а GPU?)

  7. Могут ли британские патенты стать проблемой для разработчиков российcких ядер с архитектурой RISC-V?

  8. Что логично ожидать от российских полупроводниковых стратегов?

Надо сказать, что для журналистов общественно-политических и бизнес изданий непонимание semi-IP - это норма. Я 10 лет назад привел известную российскую журналистку Евгению Альбац (ведущую программы Эхо Москвы и главреда "Нового Времени") в офис процессорной компании MIPS Technologies в Саннивейл, Калифорния. В то время там проектировалось процессорное ядро MIPS P5600, которое впоследствие было лицензировано в Россию как основа микропроцессора Байкал-Т1. Евгения, точно так же, как и журналисты Коммерсанта, думала, что речь идет о передаче каких-то патентов и была удивлена, что в компании существуют дедлайны для выпуска (чего? патентов?).

  1. Что именно британские компании ARM и Imagination продают российским лицензиатам, таким как Байкал?

Байкал Электроникс (как и Элвис, Миландр, Модуль, Прогресс и другие производители российких процессоров с лицензированными ядрами) получают от ARM или Imagination зазипованный tar-файл, который после распаковки превращается в дерево директорий со следующими файлами:

  1. Код на языке описания аппаратуры Verilog или VHDL (Imagination PowerVR GPU написан на VHDL). Для небольших ядер, например микроконтроллерного класса, это десятки тысяч строк кода наподобие вот такого. Для ядер среднего класса - сотни тысяч строк, сложных может перевалить и за миллион.

  2. Мейкфайлы и скрипты на баше, перле, питоне и tcl, которые запускают симуляцию (моделирование работы ядра с тестовыми программами) и синтез (превращение кода на верилоге в netlist - граф из логических элементов и D-триггеров (быстрых битов памяти)).

  3. Тесты на Си, ассемблере и SystemVerilog (для интерфейсов шин) для проверки что процессорное ядро работает после интеграции в систему на кристалле заказчика (то бишь Байкала).

  4. Документация по архитектуре и микроархитектуре. Хотя слова "архитектура" и "микроархитектура" звучат похоже, но общего между ними не больше, чем между словами "культура" и "физкультура".

Архитектура (ARM, MIPS, RISC-V, x86) - это система команд процессора, интерфейс процессора к программисту на ассемблере. Команды типа сложить, загрузить из памяти, перейти итд. Также видимые программисту регистры, которые используются в этих командах (более корректно называемых инструкциями). Instruction Set Architecture - ISA.

Микроархитектура (ARM Cortex-A78, MIPS P5600) - это внутреннее аппаратное устройство процессора, вид процессора с позиции железячника, его проектировщика. Устройство арифметических блоков, стадии конвейера итд. Код на верилоге описывает микроархитектурную реализацию.

Аналогия: архитектура - мануал по вождению автомобиля (как крутить руль, где смотреть скорость и как жать на педали). Микроархитектура - чертежи двигателя и трансмисcии.

[Также есть термин "архитектура системы на кристалле". Это другое чем "архитектура процессора", это про соединение и совместную работы разных блоков - CPU, GPU, нейроускорителей, и хардвера и софтвера - мы не будем углубляться в эту тему в этом посте.]

А при чем же здесь патенты, о которых пишет Коммерсант? Существуют патенты по микроархитектуре - скажем как устроен предсказатель перехода. Как выглядит патент. Если процессорное ядро скажем ARM использует способ организации такого предсказателя, который нарушает чужой патент, скажем от MIPS, то держатель патента (MIPS) может засудить ARM. Даже если инженеры ARM сами написали код на верилоге, который реализует идею, высказаную в патенте.

Но держатель патента как правило не может засудить покупателя лицензии на ядра от ARM, так в лицензионном соглашении прописано, что ARM защищает покупателя лицензии от таких судов и берет их на себя.

При этом судить можно не только за нарушение патента, но и нарушение копирайта на код на верилоге, использование его для создания чипа. Но об этом мы поговорим дальше.

  1. Чем Apple отличается от Байкала в лицензировании semiconductor IP?

Apple начинали как Байкал. Для чипов в первых трех айфонах Apple лицензировали ядра CPU от ARM Holdings и ядра GPU от Imagination Technologies. Но начиная с четвертого айфона Apple стали переписывать верилог на основе собственной микроархитектуры, сохраняя совместимость с архитектурой ARM. В конечном итоге сейчас у них есть например процессор Apple M1, верилог которого написан в Apple, хотя по системе команд он совместим с архитектурными мануалами от ARM.

Для этого Apple купило у ARM и Imagination не только лицензии на ядра, но и так называемую архитектурную лицензию - право сделать клон с собственной (прямо хочется сказать "суверенной") микроархитектурой.

Вообще авторами процессорного ядра в индустрии как правило считается компания-автор микроархитектуры, а авторами процессорного чипа - компания-автор системы на кристалле. Поэтому когда в сетях говорят, что автором российcких процессоров Байкал является британский ARM (автор процессорного ядра) или тайваньская фабрика TSMC - они заблуждаются. Также автором процессорных ядер от компании Syntacore с архитектурой RISC-V является Syntacore (проектировщик микроархитектуры и писатель ядра на верилоге) а не RISC-V International (хранитель архитектуры).

  1. Сколько стоят лицензии на ядра и сколько стоит архитектурная лицензия?

Как я писал в комментарии здесь:

Лицензия на ядро на порядок дешевле, чем архитектурная лицензия (архитектурная лицензия = право создать ядро со своей микроархитектурой / структурой конвейера, при этом совместимое по архитектуре / системе команд с лицензируемой архитектурой). Если огрубить и не учитывать разные опции:

  • Малое ядро микроконтроллерного класса - лицензия может быть десятки тысяч долларов

  • Среднее ядро типа для чипа в вай-фай роутере - лицензия может быть сотни тысяч долларов.

  • High-end ядро суперскалярного процессора - лицензия может быть миллион - пара миллионов долларов.

  • Архитектурная лицензия может быть десять - двадцать миллионов долларов.

Цифры могут быть больше или меньше в пару раз, а также могут быть разные отношения фиксированного платежа и платежа с каждой микросхемы (роялти), но соотношения примерно такие.

Насчет роялти - если ядро микроконтроллерного класса лицензируется крупной микроконтроллерной компании, которая продает его скажем десятками миллионов экземпляров, то фиксированный платеж становится неважным, сделка идет за отчисления от каждого выпущенного микроконтроллера, и при этом продажники торгуются за каждый цент.

Причины, по которой архитектурные лицезии дороже чем лицензии на ядра:

  • Продавая архитектурную лицензию, продавец создает конкуренцию своим ядрам.

  • Продавец архитектурной лицензии предоставляет тесты, покрывает патентами и вообще заботится, что процессор покупателя будет действительно соответствовать архитектуре (системе команд)

  1. Как компания-разработчик semiconductor IP может обнаружить, что произведенный кем-то чип использует ее ядро?

Компании, которые продают лицензируемые IP-ядра, используют технологии так называемого watermarking ("водяные знаки"). Они в частности реализуют недокументированное в поставляемых мануалах поведение, когда при использовании редких инструкций с параметрами, поведение для которых не определено, в регистрах появляются некие магические значения.

Фактически это выявление нарушения копирайта на код на верилоге. Нарушение в derivation - использование кода для создания чипа.

Нарушения микроархитектурных патентов выявлять куда сложнее, хотя и такое бывает (см. пункт 7 ниже).

Также бывают суды по нарушению архитектуры, например MIPS versus Lexra, в котором код на верилоге свой, но патент на архитектуру нарушен. Речь шла об инструкциях чтения и записи слова по невыровненному адресу - слово читалось в два приема иструкциями LWL/LWR, Load Word Left + Load Word Right. Именно чтобы не попасть под такой суд, нужно покупать архитектурную лицензию (а не лицензию на ядро). И именно из-за таких судов возникло движение RISC-V.

  1. Были ли прецеденты подобных высоких отношений с китайскими компаниями?

О да. Китайский институт ICT создал в 2002 году "Чип Дракона" Loongson. На архитектуре MIPS64 с собственными расширениями. Потом они выступали на конференциях и говорили, что ничего не нарушают, потому что написали процессор сами. MIPS Technologies их не судил, потому что 1) обожглись на истории с Lexra, которая в индустрии воспринималась не в пользу MIPS и 2) для американской компании засудить кого-нибудь в КНР - это очень нетривиально.

Но стоило "Чипу Дракона" высунуться из КНР и начать переговоры с французско-итальянской ST Microelectronics, чтобы та производила Loongson на фабрике вне КНР (по моему в Малайзии, но я могу путать), как ST им настоятельно порекомендовала урегулировать отношения с MIPS Technologies, и ICT после нескольких полетов вице-президента MIPS в КНР все-таки купил архитектурную лицензию. ссылка 1 ссылка 2

Три года назад китайская компания CIP замутила следующую часть мерлезонского балета, но это уже лишнее для нашего поста.

  1. Почему в статье упоминается МЦСТ (Эльбрус)? Они же вроде сами спроектировали CPU собственной архитектуры? (Спойлер: а GPU?)

МЦСТ гордится что они создали не только российскую систему на кристалле (как Байкал) и не только российскую микроархитектуру (как НИИСИ с MIPS и Syntacore и CloudBEAR с RISC-V), но даже свою архитектуру Эльбрус.

Почему же тогда их упомянули в статье в Коммерсанте?

И вот например Илья Кичаев написал:

"Процессоры «Эльбрус» под санкции не попадают — они создаются на собственной одноимённой архитектуре, разработанной на основе микроархитектуры VLIW."

Увы, Илья, вы не правы. И дело даже не в том, что VLIW - это не микроархитектура, а архитектурный принцип (Илья, как и Евгения Альбац, как и Татьяна Исакова, Никита Королев и Юрий Литвиненко - тоже не знают разницу между культурой и физкультурой, тьфу, архитектурой и микроархитектурой).

Дело в том, что Эльбрус лицензировал у британской компании Imagination Technologies графический процессор PowerVR. Эльбрусовцы это не афишируют, но это можно нагуглить:

Я вот встречал в соцсетях инфо "раньше у компьютеров с Эльбрусом за курсором мышки был шлейф, а сейчас нет". Вот наверно это из-за этого. (шутка)

  1. Могут ли британские патенты стать проблемой для разработчиков российcких ядер с архитектурой RISC-V?

Сейчас российcкие команды Syntacore и CloudBEAR проектируют процессоры с собственной микроархитектурой на основе архитектуры RISC-V. RISC-V примечательна тем, что за нее не нужно платить архитектурную лицензию, хотя за спроектированные на ней ядра можно получать деньги за лицензии на ядра. RISC-V - это способ для индустрии избавиться от засилья архитектурных лицензий от ARM (и ранее MIPS) с помощью создания индустриального комитета который следит за единством микроархитектурных реализаций, но не берет за это деньги. Типа Linux, но в hardware.

См. напр. комментарий:

"Я читал о планах создания российского производства на технологии 28 нанометров, но не в курсе, насколько этот план близок к осуществлению. Если бы построить такую фабрику, и если бы на ней удалось достичь высокий выход годных чипов (yield), то можно было бы выпускать компьютеры, похожие на современный Lenovo Chromebook S330. Это так называемый хромбук, недорогой компьютер для школ с чипом MediaTek MT8173C на 28 нанометров, на основе лицензируемых ядер ARM и операционной системой ChromeOS. Хромбуки (как с чипами на основе ARM так и другими) стали самыми популярными компьютерами в американских школах, они обогнали и компьютеры с Windows, и Apple

... Одновременно с "Байкалом" над процессорами похожего класса работает команда Syntacore компании "Ядро", причем их процессор будет использовать спроектированное в России процессорное ядро на основе архитектуры RISC-V. Если это решение взлетит, российской экосистеме удастся не только избавиться от зависимости от иностранных ядер ARM, но получить ядро, которое можно попробовать продавать на внешнем рынке. Если своей фабрики на 28 нанометров построить не удастся, то российским разработчикам придется придумывать схемы партнерства с разработчиками систем на кристалле в КНР и Индии, которые теоретически могли бы лицензировать то же ядро от Syntacore и выпустить свой чип с российким ядром."

Но увы, даже тут не все совсем безоблачно. Если россияне в Syntacore или CloudBEAR нарушат микроархитектурный патент (скажем на конкретную конструкцию предсказателя переходов или там реализации менеджера когерентности), то их теоретически может засудить ARM или Imagination. Несмотря на другую архитектуру - RISC-V, а не ARM. Потому что одни и те же микроархитектурные находки могут использоваться даже в процессорах с разной архитектурой. Даже членство в RISC-V, по моей информации, не защищает от таких судов. Но это мелочи жизни по сравнению с санкциями по линии TSMC или по линии процессорных ядер от ARM.

  1. Что логично ожидать от российских полупроводниковых стратегов?

  1. Максимально финансировать Syntacore и CloudBEAR (RISC-V - избавление зависимости от ARM) и повысить зарплаты их проектировщиками и верификаторам, чтобы те к следующему апрелю, когда откроется следующий раунд H-1 виз, не сбежали бы в Америку. Противное американское правительство недавно объявило, что не будет больше требовать спонсорство от работодателей для получения H-1 визы российким гражданином - оно хочет выманить всех таких людей из России.

  2. Сфинансировать проект российcкого GPU. А то даже с Эльбрусом неудобно получается - и они используют лицензированное в Великобритании semiconductor IP. Проект будет длиться минимум года три, если не пять, и к тому времени или санкции от TSMC снимут, или российкую фабрику на 28 нм построят - так что это имеет смысл.

  3. Сфинансировать российские средства проектирования на основе OpenROAD/OpenLane итд. Тоже на несколько лет проект. Может до уровня Synopsys, Cadence и Mentor Graphics и не дойдут, но что-то полезное будет.

UPD: мне в байкаловском чате в телеграмме дополнили: "Единственно дополнил бы последний пункт соображениями о необходимости не забывать про все остальные IP, без них SoC не построишь. Особенно это касается памяти, она не backward compatible." Да, у Элвис есть свои DSP IP, у IVA Tech IP-блок для ускорения нейросеток, но есть и другие типы IP-блоков, например для wireless интерфейсов.

UPD2: Пояснения от эльбрусовцев, конкретно от Максима Горшенина:

1. Да, в Эльбрус-2С3 3D-ядра компании Imagination (был выбор из множества, в том числе и ARM, Vivante, etc.)

2. 2D и дисплейный контроллер МЦСТ использует собственной разработки в процах со встроенной графикой (Эльбрус-1С+, Эльбрус-2С3, МЦСТ R2000+), а не покупные.

3. Выдумки про «шлейф от курсора» всего лишь выдумки и предположения.

4. В Эльбрус-1С+ и МЦСТ R2000+ 3D-ускорение от компании Vivante, Эльбрус-2С3 один проц с ядрами компании Imaginarion

P.S. Предусмотрено в процессорах от МЦСТ отключение подачи питания на покупные 3D-ядра. И тогда будет работать только 2D-ядро с видеоускорением, написанное и созданное компанией МЦСТ, что позволяет продолжить работу проца и выводом видеоизображения, но с отключенным 3D-ускорением.

Покупные 3D-ядра работают и взаимодействуют со всем остальным только через дисплейный контроллер собственной разработки МЦСТ. Получается что-то вроде «забора» вокруг покупных ядер. Сделано для безопасности и ограничения влияния/эксплуатации вероятных недокументированных возможностей в покупных ядрах.

Комментарии (64)


  1. le2
    06.05.2022 22:02
    +14

    Юрий, я однажды два дня посвятил изучению официальной документации на Cortex-A. Пришел к выводу что системная шина сложнее самого ядра процессора (ядер). К тому же на шину нет полной документации. Это так? С этим ли связано что MIPS лицензировал шину у ARM?
    К тому же не понятно как состыковывать ip-блоки сторонних вендоров на периферию (PCIe, usb...) если твоя шина отличается.
    Вообще показалось что ядро процессора пиарят, преподают в ВУЗах, просто потому что индустрии нужны квалифицированные пользователи продуктов, а не конкуренты. И ценность ядра, системы команд сильно преувеличена. То есть ценность, конечно, есть, но больше в юридической плоскости, в софте что написала индустрия. Но сложности написать суперскаляр особой нет, что и доказывается проектом RISC-V.
    Простите, если вопросы глупые и поток мыслей сумбурный, спасибо.


    1. YuriPanchul Автор
      06.05.2022 22:13
      +6

      Вы говорите про шину AMBA 4 AXI Coherency Extensions (ACE) с поддержкой протокола для когерентности кэшей многоядерного кластера? Или про что? Простую AXI?

      В чем именно вы видите сложность? Если про эти шины, то внутренняя логика high-end суперскалярного процессора имхо все-таки сложнее, хотя и модуль когерентности тоже сложный.

      Но логика устройств ввода-вывода или там сетевого чипа может быть сложнее чем простой процессор, это факт.


      1. le2
        06.05.2022 22:45
        +14

        мои два дня на изучение это смешно и очень мало, фирменных наименований я не запомнил. Просто мне показалось что шина многоядерного процессора это как раз главная интеллектуальная собственность. Всё построено вокруг нее (через них, шин обычно много). Там же целый «интернет» с пакетной передачей. Микросхему вообще можно было бы построить без ядер процессора, где периферия обменивалась бы через DMA. А ядра процессора это как лампочки в гирлянде, хочешь вешай четыре ядра, хочешь больше.
        Спасибо за ответ.


        1. Sergey_Kovalenko
          07.05.2022 10:31
          +2

          Точно не знаю, какие алгоритмы используют в настоящей шине, которая обслуживает ядра мультипроцессора, но кое о каких способах это сделать я как раз собирался рассказать в серии своих статей. Начало здесь.

          Да, кстати, может быть слышал кто-нибудь про циркуляционные графы. Я бы послушал како-то ликбез. Статей много, но они в большинстве своем по подписке. Вообще тема со своим птичьим языком, хотелось бы что-нибудь в популярном изложении о них узнать, прежде чем полгода на погружение тратить.

          В Новосибирске этим направлением активно вроде занимаются. Вот у этой исследовательницы много статей: Монахова Эмилия. Может кто из ее группы здесь присутствует? Нежно толкните коллег, пожалуйста.


        1. Brak0del
          08.05.2022 21:26

          А в чём вам видится принципиальная сложность шины? Даже если с пакетной коммутацией и т.д.?

          Концептуально там будет арбитр/арбитры, набор линий связи, таблиц адресов/флагов, буферов.


    1. Brak0del
      08.05.2022 21:10

      К тому же не понятно как состыковывать ip-блоки сторонних вендоров на периферию (PCIe, usb...) если твоя шина отличается.

      Пишется прокладочка или адаптерчик, которая переводит протокол вашей шины, в протокол стороннего вендора, также как вы делаете это в софте.

      Вообще показалось что ядро процессора пиарят, преподают в ВУЗах, просто потому что индустрии нужны квалифицированные пользователи продуктов, а не конкуренты.

      В процессоре компактно собрано очень много технических решений и приёмов, которые так или иначе пригодятся при проектировании прочих микросхем и/или IP-ядер. К тому же оптимизации и вылизыванию процессоров посвящены последние лет 50 развития индустрии, огромное количество денег и исследований, зачем просто так отказываться от их плодов и наработок, если можно ими пользоваться для своих нужд?


  1. vadimbudnyaev
    06.05.2022 22:22
    +4

    Почему в России есть несколько команд-разработчиков микроархитектур CPU, но нет ни одного (на слуху точно нет) разработчика графических ядер? И существуют ли графические архитектуры по аналогии с CPU?


    1. YuriPanchul Автор
      06.05.2022 22:29
      +11

      Про команды как раз и пытаюсь понять. Вообще графические архитектуры существуют - от AMD, NVidia, ARM Mali, Imagination PowerVR, появились и открытые университетские GPU. При этом внутри GPU устроены по другому. В них есть и процессоро-образные элементы (шейдеры), но суть GPU - это конвейер, по кторому движется не поток инструкций (как в CPU), а поток треугольников, из которых состоят трехмерные изображения. Треугольники представляют собой сначала координаты их вершин в виде чисел с плавающей точкой и цветов, потом происходят всякие преобразования, проекции, удаления лишнего, превращение в пикселы. Вначале этого конвейера стоит большое количество регистров, в которые пишет софтверный драйвер, работающий на CPU.


      1. vkni
        06.05.2022 22:46
        +2

        А с точки зрения "импортозамещения", HPC и т.д.: треугольники - это не игрушки, может и без них можно обойтись? GPU для импортозамещения в первую очередь вроде интересны, как ускорители вычислений, а не как часть видеокарты. Можно ли что-то серьёзно улучшить, рассматривая работу GPU для создания видео как вторичную, по сравнению с HPC?

        Всё равно, Ведьмака на Эльбрусе гонять не будут.

        P.S.

        Как всегда спасибо за статью, написанную несмотря на всякое тревожное (надеюсь, что ваши личные вопросы решаются).


        1. YuriPanchul Автор
          06.05.2022 23:12
          +2

          Да, если цель - GPGPU (использование GPU для специализированных HPC вычислений), то можно сделать урезанную версию GPU, совместимую с существующими по софтверу, но без поддержки графических объектов как таковых. Тогда можно отлаживать софтвер на существующих картах с NVidia и AMD, а потом переносить на российский заменитель.


          1. lexxsu
            07.05.2022 09:02

            Так в принципе много и не нужно, 2/3D ядро, видео, HDMI выход, но не скажу что все так просто. По сути любой китайский плеер обладает этой функциональность, только основной процессор там скорее придаток видео.


        1. VaalKIA
          07.05.2022 03:39

          треугольники — это не игрушки, может и без них можно обойтись? GPU для импортозамещения в первую очередь вроде интересны, как ускорители вычислений, а не как часть видеокарты.

          Подобные проекты, переодически появляются в России, один из кандидатов с реальным кейсом:

          МальтСистемс
          Думаю, что они, тоже легко перейдут на RISC-V, у них там ядра по задумке должны быть примитивными.


        1. kompas_3d
          07.05.2022 23:46
          +1

          GPU для импортозамещения в первую очередь вроде интересны, как ускорители вычислений, а не как часть видеокарты. 

          Смотря кому) Для САПР нужны видеокарты.


      1. leonid_m_kim
        07.05.2022 01:01

        А можно примеры открытых университетских GPU назвать?


        1. YuriPanchul Автор
          07.05.2022 01:04
          +1

          Если погуглить, Гугл что-то выдаст, но я их пока не изучал https://www.google.com/search?q=open+source+gpu+verilog


    1. Daffodil
      06.05.2022 23:50
      +9

      Думаю основная причина в отсутствии открытого стандарта на GPU, аналога RISC-V. Поэтому любому разработчику GPU придется разрабатывать систему команд, компиляторы, драйвера. Поэтому цена входа значительно выше. Думаю минимум тысяча инженеров нужна на разработку GPU. В РФ компаний такого размера просто нет.


      1. le2
        07.05.2022 01:54
        +1

        да ну.
        «Своё GPU», думаю, можно сделать за месяц-два-три одному мне. Достаточно взять любой процессор с PCIе и просто там развернуть MESA-драйвер под линуксом. Этого должно быть достаточно чтобы крутить офисную графику. Баксов за 30 выйдет видеокарта.
        То есть MESA-драйвер уже есть и он открыт. API у всех общее. Каждый вендор пилит свою эталонную реализацию.
        Стандарт есть и это Vulkan/OpenGL. Там же в новых версиях есть вычислительные шейдеры для неграфических вычислений.


        1. Daffodil
          07.05.2022 06:34
          +1

          Ну OpenGL 1.0 без программируемых шейдеров наверное можно сделать в одиночку. Я имел в виду современное GPU с поддержкой Vulkan и Directx 12.


          1. Vitalley
            08.05.2022 17:35

            НАверное нужно делать систему команд близкую к программным интерфейсам типа Vulkan/OpenGL


      1. YuriPanchul Автор
        07.05.2022 02:24
        +3

        *** Думаю минимум тысяча инженеров нужна на разработку GPU. В РФ компаний такого размера просто нет. ***

        Не уверен. В разработчике GPU IP Vivante до их покупки компанией VeriSilicon была всего 62 работника. Хотя мне нужно уточнить, может это только работники в штатах. Хотя судя по продажам ($30M) это наверное все работники:

        https://www.verisilicon.com/en/IPPortfolio/VivanteGPUIP

        https://rocketreach.co/vivante-corporation-profile_b5c21f2ef42e0eaf

        Vivante Corporation is the embedded graphics technology leader licensing HD Visual Reality and Mobile Visual Reality GPU solutions to semiconductor solution providers targeting the high definition home entertainment, embedded mobile, security, image processing, automotive display and entertainment markets. Vivante’s ScalarMorphic architecture delivers PC quality visual experiences to embedded systems with GPUs delivering the highest performance per square millimeter at half the final silicon area compared to other licensable GPU cores. Vivante’s delivers silicon proven, industry leading graphics performance conformant with the DirectFB, OpenVG 1.1 and OpenGL ES 2.0/1.1 plus OpenVG 1.1 API standards. Vivante’s application development environment is used by a worldwide network of application developers and ecosystem partners. Vivante is headquartered in Sunnyvale, California with an R&D center in Shanghai China. For more information please visit www.vivantecorp.com.


        1. Daffodil
          07.05.2022 06:50

          Не буду спорить. Понятно что GPU слишком широкое понятие. Растеризатор треугольников с фиксированными шейдерами может сделать и аспирант на fpga. Но современные GPU все-таки намного сложнее, спека Vulkan это уже 3500 страниц.

          Т.е. если ставить цель сделать отечественный Mali или PowerVR, то наверное нужно ориентироваться на Imagination https://www.imaginationtech.com/news/imagination-announces-ambitious-global-recruitment-drive/ Imagination Technologies aims to increase its global headcount by more than 30% in 2022, from 800 to around 1050 people. Хотя действительно, у них не только GPU, а еще и RISC-V и Ethernet предлагают.


      1. beeruser
        07.05.2022 05:45
        +7

        Думаю основная причина в отсутствии открытого стандарта на GPU, аналога RISC-V.

        Стандарта там никакого быть не может, потому как GPU развивается гораздо более динамично чем CPU. Радикальные смены архитектуры происходят постоянно. Хотя сейчас уже не так явно — GPU становится похож на SIMD CPU.
        В любом случае никому не нужна поддержка древнего кода в железе, которая только будет тратить транзисторы без толку.

        Современный GPU это очень сложное устройство, с множеством встроенных процессоров и пайплайнов. Интел попытался сделать концептуально простой GPU — Larrabee, то бишь CPU + широкий SIMD + текстурники + видеовыход. И это вполне работает, если не смотреть на эффективность.


    1. amartology
      08.05.2022 16:08
      +3

      но нет ни одного (на слуху точно нет) разработчика графических ядер
      Потому что стране нужны не графические ядра, а «DSP для задач обработки данных с локаторов»


  1. miga
    06.05.2022 22:44
    +53

    Что логично ожидать от российских полупроводниковых стратегов?

    Ну, здоровья покойному. Мой выпуск миэтовской магистратуры Cadence, кажется, уже весь целиком разъехался. И было это еще до всех геополитических побед.


  1. ifap
    07.05.2022 00:49
    +2

    Надо сказать, что для журналистов общественно-политических и бизнес издание непонимание SIP - это норма.

    Кто ж спорит, но они считают, что и публиковать свою высосанную из пальца онолитегу на тему, о которой впервые услышали сегодня - такая же норма. Впрочем, они не то чтоб совсем неправы - пипл же хавает.


    1. YuriPanchul Автор
      07.05.2022 01:12
      +17

      В принципе, зафиксировать событие публично - это уже полезно. Иначе это бы об этом знала только небольшая группа людей. А что событие из себя представляет - можно и дополнить, как в моем посте.


      1. ifap
        07.05.2022 10:42

        Тем и живы (мы, читатели) ;) А у журналистов существует формат "лента новостей": в двух строках пересказ информации от ее источника и никакой отсебятины. Это нормально, но хочется же выставить себя знатоками во всем...


  1. Nubus
    07.05.2022 02:41
    +4

    Вопрос-откуда такой оптимизм с 28нм линией? Реальный сценарий-снимут все санкции. Фантастический-Китай выпустить в промышленное пользование свою 28нм линию и построит завод с 0 в России.

    Даже если снимут санкции то не факт что TSMC вообще захотят обратно работать с Россией. У них и так все линии на год-три вперед расписаны.


    1. YuriPanchul Автор
      07.05.2022 03:09
      +5

      Я про 28 нм линию написал так сказать tentative. "Если мы принимает за чистую монету вот эту информацию, то".


      1. Nubus
        07.05.2022 06:42
        +5

        А, это фантастический вариант. Спасибо, будем знать.


        1. vvzvlad
          07.05.2022 13:59
          +11

          «Реалистичный вариант — прилетят инопланетяне» (с)


  1. dendron
    07.05.2022 04:16
    +8

    повысить зарплаты их проектировщиками и верификаторам

    Что-то мне подсказывает, что не повышением зарплат будут удерживать ценные кадры...



    1. idart
      07.05.2022 08:59
      +5

      Примерно так.


    1. dendron
      07.05.2022 19:00
      -1

      Кстати, заметил новую тенденцию, когда политически-неудобные комментарии плюсуют, но при этом же резко сливают карму. Так сказать, "soft power" или медленно ползущая цензура по затыканию ртов. Возможно через какое-то время здесь остануться только "правильные" комментаторы, ведущие себя согласно линии партии.


      1. sergeyns
        07.05.2022 20:11
        -1

        Имхо, давно так... Комментарии обычно все в +, а рейтинг ниже плинтуса..


  1. SBKarr
    07.05.2022 12:20
    +18

    Непосредственно причастный в телеграме прокомментировал так:

    1. Да, в Эльбрус-2С3 3D-ядра компании Imagination (был выбор из множества, в том числе и ARM, Vivante, etc.)

    2. 2D и дисплейный контроллер МЦСТ использует собственной разработки в процах со встроенной графикой (Эльбрус-1С+, Эльбрус-2С3, МЦСТ R2000+), а не покупные.

    3. Выдумки про «шлейф от курсора» всего лишь выдумки и предположения.

    4. В Эльбрус-1С+ и МЦСТ R2000+ 3D-ускорение от компании Vivante, Эльбрус-2С3 один проц с ядрами компании Imaginarion

    P.S.
    Предусмотрено в процессорах от МЦСТ отключение подачи питания на покупные 3D-ядра. И тогда будет работать только 2D-ядро с видеоускорением, написанное и созданное компанией МЦСТ, что позволяет продолжить работу проца и выводом видеоизображения, но с отключенным 3D-ускорением.

    Покупные 3D-ядра работают и взаимодействуют со всем остальным только через дисплейный контроллер собственной разработки МЦСТ. Получается что-то вроде «забора» вокруг покупных ядер. Сделано для безопасности и ограничения влияния/эксплуатации вероятных недокументированных возможностей в покупных ядрах.


    1. YuriPanchul Автор
      07.05.2022 12:32
      +5

      О, это очень интересно, спасибо


  1. imaxai
    07.05.2022 12:29
    +2

    Несколько примечаний про Эльбрус:

    1. Да, в Эльбрус-2С3 3D-ядра компании Imagination (был выбор из множества, в том числе и ARM, Vivante, etc.)

    2. 2D и дисплейный контроллер МЦСТ использует собственной разработки в процах со встроенной графикой (Эльбрус-1С+, Эльбрус-2С3, МЦСТ R2000+), а не покупные.

    3. Выдумки про «шлейф от курсора» всего лишь выдумки и предположения. 

    4. В Эльбрус-1С+ и МЦСТ R2000+ 3D-ускорение от компании Vivante,  Эльбрус-2С3 один проц с ядрами компании Imaginarion

    P.S.

    Предусмотрено в процессорах от МЦСТ отключение подачи питания на покупные 3D-ядра. И тогда будет работать только 2D-ядро с видеоускорением, написанное и созданное компанией МЦСТ, что позволяет продолжить работу проца и выводом видеоизображения, но с отключенным 3D-ускорением.

    Покупные 3D-ядра работают и взаимодействуют со всем остальным только через дисплейный контроллер собственной разработки МЦСТ. Получается что-то вроде «забора» вокруг покупных ядер. Сделано для безопасности и ограничения влияния/эксплуатации вероятных недокументированных возможностей в покупных ядрах.

    P.P.S.

    в выводах вкладываться надо только в риск-в, потому что своё. А про Эльбрус не слово. Или вы против объективности?


    1. YuriPanchul Автор
      07.05.2022 12:35
      +2

      Это очень интересно, спасибо. Я Эльбрус недостаточно знаю, только в спорах насколько VLIW может быть совмещён с переменной латентностью обращений к памяти из-за промахов кэша.


      1. imaxai
        07.05.2022 13:45
        +2

        Эльбрус не столь универсален, как хотелось бы, это верно.

        но я против выращивать только одну компанию/направление, тем более у RISC-V просматриваются свои риски со штаб-квартирой в , якобы, нейтральной Швейцарии.

        Но и категорически против вкладывания денег только в Эльбрус, потому может расслабить. Вон, активные действия Ядра дали хороший пинок в сторону конкурентоспособности МЦСТ


        1. DrinkFromTheCup
          07.05.2022 21:40
          +1

          А... эээээ... кхм... утка не треснет у нации - сразу два ресурсо- и интеллектоёмких направления поднимать, конкурирующих друг с другом в одной нише?

          Боюсь, это... даже без оглядки на наши реалии крайне оптимистично. Даже оборонка такое себе не всегда может позволить.

          Нет, если найдётся какой-то святоша, который в противовес условно-государственной программе разработки и внедрения выставит свою условно-100%-коммерческую (что выглядит ненамного реальнее - 300% прибыли тут не сделаешь) - всё точно будет ОК. Но будет ли?

          (ну или и вправду за второго конкурента впишутся военные... но по очевидным причинам ни конкуренции, ни сбыта гражданским там не будет)


        1. B7W
          08.05.2022 13:51

          Я конечно бесконечно далек от этой области, но мне кажется вы чрезмерно верите в "рынок".

          Я полагаю как только какой-нить банк, или любая другая крупная организация, выберет например МЦСТ для закупки процессоров, все остальные покупатели побегут ту да же. Потому что просто экономически выгоднее печатать большими партиями, и можно выбить на этом основании скидку. А еще потому что ПО будет быстрее развиваться силами большой компании. Ну и автоматом это начнет душить Ядро/Байкал, потому что поток инвестиций будет несоизмерим.

          Конкурировать надо с внешним рынком, а не с микрошечным внутренним.

          Я думаю как раз надо разбивать все на компоненты/процессы и пытаться импортозамешать их потихоньку силами всех локальных компаний. Иначе это возьня на месте.


  1. onlinehead
    07.05.2022 14:42
    +8

    Противное американское правительство недавно объявило, что не будет больше требовать спонсорство от работодателей для получения H-1 визы российким гражданином — оно хочет выманить всех таких людей из России.

    Несколько уточнений, которые все меняют:
    1. Поправки ещё не приняты.
    2. Предложенные поправки не имеют отношения к визе H-1. Визы (а точнее сразу гринки) предлагается выдавать из отдельного пула для талантов, который весьма большой (по крайней мере случаи его исчерпания мне неизвестны) и не предполагает ни лотереи, ни ожидания конкретной даты. Если примут — подавать можно будет в любой момент, в любое посольство и срок рассмотрения заявления предлагается ограничить 90 днями, чтобы эти заявления не зависали.
    Так что зарплату надо было поднимать уже вчера. Если это конечно вообще может помочь в текущих условиях.


    1. Goupil
      07.05.2022 15:11

      Я почти уверен что поправки будут приняты. И какая зарплата, тут было заявлено про "естественное самоочищение общества". Что для одного мусор для другого сокровище.


    1. YuriPanchul Автор
      07.05.2022 19:34
      +8

      В принципе то, что вы рассказываете, имеет смысл, потому что оно выглядит как копия закона Soviet Scientists Immigration Act of 1992 по которому получил гринкарту я. Тоже гринкарта без работодателя, если доказать, что хоть косвенно принимал участие в проектах, связанных с оружием массового поражения.

      Я сам удивился, когда прочитал где-то недавно про H-1 без спонсора, потому что H-1 без спонсора выглядит противоестественно (временная виза где человек потом ишет работу по специальности - это как?) а вот гринкарта выглядит логично. Впрочем я в свое время получил сначала визу бизнес-визитера B-1, потом рабочую H-1, потом гринкарту по Soviet Scientists Immigration Act of 1992. А вы можете дать ссылку на источник вашей информации о законе?

      Кстати, если бы я был сейчас молодым 20-летним россиянином и нападения на Украину бы не было, то я бы из России не эмигрировал, а работал бы в одной из российских процессорных компаний. Качество жизни и возможности для интересной работы в России принципиально выросли по сравнению с 1991 годом, а недостатки жизни на Западе (отсутствие социальной среды в которой вырос в детстве, сложнее искать девушек) остались.

      Вот как было в моем случае из моего фейсбука:

      Когда я в 1991 году пересекал Атлантику, я представлял как о несбыточной мечте, что я буду работать со Стивеном Джонсоном (создателем Yacc, Lex и Portable C Compiler в AT&T). В Москве я использовал компилятор Стивена Джонсона, чтобы сделать кросс-компилятор для советского бортового компьютера Орбита-20/700. Компилятор я продал Рижскому военному училищу имени Алксниса. На вырученные деньги я купил билет Москва-Нью-Йорк. ... . На этом же проекте с симулятором и компилятором Орбиты я получил гринкарту по закону 1992 года о советских ученых, которые могут доказать участие в разработке оружия массового поражения (Орбита-20 использовалась в старых тактических бомбардировщиках Су-24, и я расписал в документах в подаче на гринкарту, как Су-24 массово поражал душманов в Афганистане. Закон 1992 года приняли после того, как несколько ученых из Курчатника отправились к Ким-Ир-Сену делать атомную бомбу за 3000 доляров в месяц и персональное авто в Северной Корее).


      1. onlinehead
        07.05.2022 22:51
        +3

        Вот в этой статье приводится ближе к середине полный текст предлагаемой поправки.

        Качество жизни и возможности для интересной работы в России принципиально выросли

        С одной стороны да, с другой - я уехал в 2017 и уже тогда было понятно что лягушка закипает. В сравнении с 91 годом конечно возможностей работы стало больше, но и возможностей обрести проблем на ровном месте от государства стало совсем немало. Так что на месте 20-летнего выпускника я бы поехал, т.к. не рвануло бы оно 24 февраля - так рвануло бы какого нибудь 10 ноября.

        А история ваша очень интересная, спасибо что поделились!


        1. victor_1212
          08.05.2022 03:39

          > Вот в этой статье приводится ближе к середине полный текст предлагаемой поправки

          точнее в статье выдержка - "the legislative text of the provision",

          само письмо конгрессу здесь:

          https://www.whitehouse.gov/wp-content/uploads/2022/04/FY_2022_Emergency_Supplemental_Assistance-to-Ukraine_4.28.2022.pdf

          большой документ страниц на 100, но советую всем у кого есть время прочитать, собственно про визы и пр. маленькая часть, есть также про предлагаемые меры для промышленности, и детально про меры контроля за соблюдением санкций, вероятно большая часть будет одобрена и принята в ближайшее время, внимательное чтение хорошо ставит мозги на место в части ближайшего будущего


          1. YuriPanchul Автор
            08.05.2022 06:22
            +2

            Можете сделать выжимку для постановки мозгов одним абзацем? Я сто страниц читать не буду. Трейнинг по экспортному контролю я проходил, так что все пойму.


            1. victor_1212
              08.05.2022 16:24

              смысл в том что это широкий пакет предложений, в том числе запрашиваются дополнительные фонды для промышленности по расширению производства, R&D, закупок стратегических материалов (medium - long term), также в части DoD, существенное усиление контроля и ответственности за выполнение санкций, в определенных случаях конфискация собственности, также предусмотрено выделение значительных средств без уточнения назначения, очень насыщенный текст, выжимку трудно сделать, да и художественная сторона теряется, в общем бесполезно читать по диагонали, для понимания момента в котором стоим важна интерпретация


              1. YuriPanchul Автор
                08.05.2022 19:18

                Если вы не можете сделать осмысленную выжимку из длинного документа, то вы производите впечатление человека, который берет других на пушку. Типа: "Бойтесь!" Вопрос: "Чего?" Ответ: "А вот в том толстом документе прочитаете чего!" (зная что его никто не будет читать).

                Как делать выжимки. Например вот скажем из закона, принятого Обамой в ~2010 году, следовало, что всех россиян, которые каким-то боком имел отношение к разработке электроники, которая могла бы быть использована для беспилотников (скажем зеленоградцев из Элвиса или скажем сотрудников НИИСИ) - при попытке получить американскую визу отправляли на дополнительную проверку, которая занимала до трех месяцев и тем самым срывала для них поездки на конференции и на бизнес встречи. Вот это некая конкретика - в законе было про проверки, электронику и беспилотники.

                А что это у вас? "Широкий пакет предложений" Прямо стиль газеты "Правда" 1977 года.


                1. victor_1212
                  08.05.2022 21:29

                  > Если вы не можете сделать осмысленную выжимку из длинного документа, то вы производите впечатление человека, который берет других на пушку.

                  Зачем мне это, тем более на пушку? Есть документ который всем доступен, делайте свои выводы. Свое мнение изложил достаточно понятно - знаковый документ, прочитать стоит полностью и внимательно, если нет времени это Ваши проблемы. Какое именно производит впечатление на Вас дело десятое, вот и все.

                  ps

                  вообще советую извиниться, можно в личку, если конечно мое уважение к Вам не безразлично


                  1. victor_1212
                    08.05.2022 22:19

                    pps

                    до меня таки дошло, что имеется в виду элементарное запугивание слабонервных, нет, такого и в мыслях не было, короче чушь собачья


          1. krylov_sn
            08.05.2022 12:00

            вот если можно да - очень интересно бы где-то увидеть выжимку. если нет - то конечно сам сяду читать... Но обычно юридический язык сложновато вот так сходу понять


  1. Armmaster
    07.05.2022 17:57

    Ещё как минимум в некоторых процах МЦСТ используется протокол AMBA, бесплатный, но лицензируемый от Arm.


  1. Tomasina
    07.05.2022 18:51
    +3

    Даже если и спроектируют. Изготавливать где? Современные технормы все под контролем США.


  1. axe_chita
    07.05.2022 19:31
    +2

    Отличная статья, читается на одном дыхании. Многие вопросы, конкретно для меня, были раскрыты в формате «То что вы хотели узнать, но боялись спросить...»
    Насчет open source gpu, действительно тоска-печаль. К примеру, на opencores есть куча реализации CPU, различной сложности-доведенности, но практически нет доведенных реализаций GPU.
    Кстати, читая комментарии я неожиданно вспомнил что в своё время существовала Rendition с их Vérité 1000 и Vérité 2x00, в сердце которых всем заправлял RISC процессор с ISA MIPS изображая из себя GPU. Причем в них OpenGL действительно обрабатывался и ускорялся на стороне видеокарты этим самым GPU.


  1. dmitrybelsky
    07.05.2022 21:41

    Скажите, а что вы думаете о перспективах лицензирования российскими компаниями ядер у китайского подразделения ARM?
    https://www.ft.com/content/48baeb67-2d3c-41c3-8645-e89ac69a985a


    1. YuriPanchul Автор
      07.05.2022 22:14

      Там какая-то сложная история, что китайское отделение ARM стало черезчур самостоятельным, но я не думаю, что настолько чтобы нарушать правила от британской стороны. Хотя какую-нибудь хитрую комбинацию, типа что российская группа участвует в китайском проекте, который уже в свою очередь использует лизензируемые ядра, вероятно может придумать.


      1. dmitrybelsky
        07.05.2022 22:25

        Там года два уже идет неповиновение китайцев действиям глобалов, благо китайский закон (внезапно) за китайцев. Кажется этим можно воспользоваться российской стороне. Даже на хабре было уже
        https://habr.com/ru/post/524174/

        Ну и в целом а нужно ли российским разработчикам будет вообще учитывать наличие IP из "недружественных" стран. Судебная практика пока забавная

        https://www.rbc.ru/society/11/03/2022/622b22289a7947d6c1ad9737


    1. amartology
      08.05.2022 16:11
      +1

      Вот буквально три дня назад ARM взяли китайское подразделение обратно под свой контроль


      1. dmitrybelsky
        08.05.2022 16:59
        +1

        Да, похоже в этот раз у них больше шансов, чем в прошлый. Но старый СЕО не сдается
        https://www.datacenterdynamics.com/en/news/ousted-arm-china-ceo-refuses-to-go-after-being-fired-again/


  1. valeriyk
    09.05.2022 13:39
    +1

    Кстати, судя по тому, что контроллер DDR или PCIe зачастую стоит дороже, чем процессорное ядро, то и сделать его сложнее, да и на FPGA не отпрототипировать. Так что GPU - это не самая большая проблема еще.