О процессорах, разработанных китайской компанией Loongson, с собственной архитектурой LoongArch, мы уже писали, причем не один раз. Работа над этими процессорами не прекращается, поскольку китайцам нужны собственные чипы, которые не зависят от американских технологий.
Сейчас процессоры будут производить по 7 нм техпроцессу, что позволит увеличить их производительность примерно на треть. Но как китайцы собираются это делать и кто будет производить сами чипы? Об этом поговорим под катом.
Что это за процессоры?
Для производства чипов китайцы разработали 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). У архитектуры нет ничего общего с ALPHA, ARM, MIPS, POWER, RISC-V или х86.
В 2021 году на основе архитектуры были разработаны и выпущены 12-нм процессоры Loongson 3A5000 и 3C5000. У первого — 4 ядра на частоте 2,5 ГГц, он предназначен для обычных десктопных ПК. Второй получил 16 ядер, это серверный процессор. На плате сервера можно установить вплоть до 16 таких чипов.
Обе модели процессоров поддерживают быструю трансляцию команд других архитектур, что позволяет на них без перекомпиляции запускать обычные операционные системы.
В 2022 году компания сообщила о процессоре 3C6000 с 16 ядрами. Он базируется на все той же архитектуре — LoongArch. У него до 64 МБ кэша. Чуть позже обещали выпустить и 32-ядерный 3D6000, который включает два кристалла 3C6000 на одной подложке. И тот и другой чип совместимы с MIPS ISA, что нужно для совместимости с софтом, разработанным для чипов предыдущего поколения.
Чуть позже был разработан процессор 3A6000, по производительности вполне сопоставимый с чипами компании AMD линейки Ryzen 5000.
Ну а в самом конце 2022 года китайцы представили процессор 3D5000, который позиционируется как первый 32-ядерный CPU .Loongson Technology.
В конце лета 2023 года компания Loongson Zhongke заявила о том, что успешно выпущен 4-ядерный процессор нового поколения Loongson 3A6000.
Что там с 7 нм техпроцессом?
Буквально несколько дней назад стало известно о запланированном переходе на 7 нм техпроцесс вместо 12 нм, по которому производились все те чипы, что упомянуты выше. Компания считает, что благодаря обновлению удастся увеличить производительность процессоров примерно на треть.
Для китайцев переход нужен, в первую очередь, для производства серверных чипов. Так, Loongson применяет модульную компоновку (чиплеты) для серверных процессоров, с 16 ядрами в каждом чиплете. Более продвинутый техпроцесс обеспечит повышенную плотность (на одной подложке можно расположить большее количество чиплетов), в добавление к увеличению производительности и эффективности.
Ну хорошо, а кто будет производить все это?
Скорее всего, китайская же компания SMIC. Она и свои литографы разрабатывает, и закупает оборудование, причем в больших количествах. Недавно американская комиссия в своем отчете указала, что что за период чуть больше, чем полгода, Китаю удалось ввести из Нидерландов специализированного оборудования примерно на $3,2 млрд. Это примерно на 100% больше, чем за тот же период времени в 2022 году. Аналитики указывают, что общая сумма, которую потратил Китай на эти цели, составляет примерно $14 млрд.
SMIC поставляет и процессоры для флагмана Huawei, смартфоне Huawei Mate 60 Pro. При этом оборудование, несмотря на санкции, продает даже европейская ASML. Она получила заказов уже на два года вперед, а ее портфель заказов достиг около $39 млрд (и это не опечатка). Около $10 млрд из этой суммы приходится на китайских заказчиков. Среди последних — далеко не только производители компьютерного оборудования. Большая часть клиентов из Китая — производители комплектующих для автомобилей и электротранспорта, который за последние несколько лет превратился, фактически, в «смартфон на колесах».
Каким образом производится закупка оборудования под жесткими санкциями? Часто китайские компании предоставляют поставщикам гарантии, что покупаемые системы будут использоваться лишь для выпуска чипов, которые выпускаются с использованием не слишком современных техпроцессов. Экспортеры оборудования «верят» и продают такие системы, хотя понятно, что проверить, что там делает покупатель с литографическими системами после прибытия их в страну крайне сложно, если вообще возможно.
А когда появятся новые процессоры?
Здесь не то, чтобы сложности, но быстро на 7нм техпроцесс перейти не удастся. Так, только разработка новых чипов начнется в 2024 году. Для этого понадобятся новые технологии, оборудование и производственные мощности. Так что процессоры появятся не ранее 2025 года. К тому времени, возможно, китайцы смогут разработать и собственные современные литографы.
Насколько это реально? Вероятность успеха далеко ненулевая. Так, литограф, работающий по 28 нм техпроцессу, уже создан. Его разработала китайская компания Shanghai Micro Electronics Equipment Group (SMEE), которая занимается выпуском не самых современных литографических машин.
В целом, программа импортозамещения электронной промышленности Китая, на которую власти выделяют несколько триллионов долларов США (это не опечатка) понемногу развивается. Конечно, есть сложности, и достаточно серьезные. Но китайцы постепенно решают многие проблемы.
Другие полезные материалы
Комментарии (19)
DustCn
19.11.2023 04:26+1Где цифры билли? Где померянный перформанс этих процессоров, причем очень желательно не в китае?
Скорее всего, китайская же компания SMIC.
У которой большие проблемы с тем что ей ничего не продают? Скорее всего нет...
jpegqs
19.11.2023 04:26+18Для производства чипов китайцы разработали собственный формат инструкций, их кодирование, режимы адресации и т.п. LoongArch содержит около 2000 проприетарных инструкций.
База взята у MIPS, даже ассемблер совместим. Бинарную кодировку изменили чтобы избежать патентных претензий. Насчёт двух тысяч миллионов миллиардов инструкций - похоже на обман, и проверить нельзя - так как документации нормальной нет, лишь небольшой огрызок. Если это SIMD инструкции где каждая распадается на типы 8/16/32/64-бита, и на знаковое/беззнаковое (можно в ARM Neon посмотреть), и на округление, и каждый тип считается за отдельную инструкцию то это не то что представляется под 2000 инструкций.
У архитектуры нет ничего общего с ALPHA, ARM, MIPS, POWER, RISC-V или х86.
Ну да, ну конечно. Про то что это форк MIPS я уже написал. Как и к RISC-V это тоже очень близко, так как RISC-V сам клон MIPS. Еще векторные инструкции стащили из MMX, что можно увидеть в коде старой версии libjpeg-turbo, куда Loongson добавили, а потом почему-то удалили. Но это наверное мейнтейнеру libjpeg-turbo недоплатили, он на этом кормится и требует деньги за всё.
Обе модели процессоров поддерживают быструю трансляцию команд других архитектур, что позволяет на них без перекомпиляции запускать обычные операционные системы.
А для быстрой трансляции команд в архитектуре нужны копии инструкций с других архитектур, особенно SIMD инструкций.
Вся статья это слепая вера китайским заявлениям, большинство из которых проверить нельзя, а то что известно - противоречит этим заявлениям.
Dj_Art
19.11.2023 04:26+3По словам разработчиков, они удалили устаревшие инструкции для обеспечения пониженного энергопотребления и более эффективной работы.
Вот именно, пишут что удалили, но не пишут откуда.
так как документации нормальной нет, лишь небольшой огрызок
Ну как небольшой, вроде порядочно:
https://loongson.github.io/LoongArch-Documentation/LoongArch-Vol1-EN.html
И можно посмотреть как используется на примере JIT в .NET Core
jpegqs
19.11.2023 04:26+1Ну как небольшой, вроде порядочно:
Это я и называю огрызком. Потому что, например, векторные инструкции там не описаны. В которых, я предполагаю, и содержится большинство из объявленных 2000 инструкций. И было бы видно у кого скопировали векторные инструкции.
Lelant0s
19.11.2023 04:26+8Обилие в горячем статей о том как Китай в очередной раз "вырвался вперед", судорожно закупая потенциально санкционное оборудование, но полное отсутствие таковых статей о странах/компаниях, которые его, собственно, изобретают и производят, очень симптоматично.
Rezzet
19.11.2023 04:26+5Если смотреть исторически, представить что китай станет лидером производства смарфонов в 2003 году, когда были китайские клоны айфона с телевизором, было вообще невозможно, на смех бы подняли за такое утверждение. А сейчас есть айфон и есть китайские смартфоны, все. Еще самсунг, даже lg сдулся. То же самое сейчас происходит с автомобилями, представить себе Geely Monjaro во времена чери амулет было невозможно, а сейчас отдельные китайские бренды могут очень неплохую конкуренцию составить немецким и иногда японским производителям. Почему вы не верите что то же самое может произойти в области производства оборудования для чипов? У них есть гиганский рынок сбыта, сам китай, на локальном рынке всегда проще развиваться.
amartology
19.11.2023 04:26+4Почему вы не верите что то же самое может произойти в области производства оборудования для чипов?
Например потому, что SMEE уже больше пяти лет обещает, что литограф на 28 нм появится "в этом году", а по факту они даже существующие ArF аппараты почти перестали продавать, сосредоточившись на i-line для гораздо менее прихотливых проектных норм.
Lelant0s
19.11.2023 04:26+2"У них есть гиганский рынок сбыта, сам китай"
У вас такое ошибочное понимание экономики этой страны, что, боюсь, вас не переубедить, что Китай это внешнеориентированная стстема сбыта.
Rezzet
19.11.2023 04:26Думаю что там экономика как строй, на словах это коммунизм, а по факту гибрид. Много ли видели среди экспорта китайский авто компанию BYD? Вообще ни одного не видел. А ведь эта компания производит электромобилей больше чем Тесла. У меня сейчас во дворе( это большой ЖК) точно будет стоят пара электромобилей теслы, BYD не будет ни одного. Наверно в целом вы правы, экономика живет за счет экспорта, но речь именно о стадии роста, сначала активное развитие мелких компаний за счет внутреннего рынка и стимулов на нем, а когда они созрели идут в мир. Речь именно о стадии развития. Причем действуют они всеми доступными методами, копирование, производство по лицензии, сначала производство по лицензии, потом копирование, покупка не китайских компаний и вытягивание всех технологий. И еще заметил одну особенность - если что-то появляется у одного китайского производителя, то это тут же распространяется по всем, такое чувство что правительство заставляет свои компании друг с другом делиться технологиями.
whiteblood
19.11.2023 04:26А зачем BYD куда то экспортировать если у них завод в Европе? В штаты ещё они не поставляют, но туда наверно тяжело пролезть..
Rezzet
19.11.2023 04:26Новость на iXBT от 6.11.23 "BYD построит свой первый европейский завод". Но не зависимо от того есть там на данный момент завод или нет, это только подтверждает правильность тезиса о том что китайские производители сначала растут на огромном китайском рынке, где правительство им обеспечивает поддержку и продвижение, а потом идут захватывать мировой. Компания BYD существует с 2003 года, 20 лет они жили и развивались на внутреннем рынке, доросли до того, что стали делать электромобилей больше теслы, а теперь начинают экспансию в остальной мир. И такой путь почти каждой китайской успешной компании. И он возможен только из-за очень большого внутреннего рынка. Что мешает мешает делать такое же с производством чипов? Куча автопроизводителей и производителей электроники уже сделали огромный рынок сбыта для китайских чипов. По факту санкции играют сейчас ровно обратную роль, они нарушают устоявшуюся монополию крупных мировых производителей и создают все условия для появления их конкурентов. Сейчас сложно себе представить что AMSL может кто-то заменить, как сложно было представить что клоны айфона с телевизором превратятся в Xiaomi 13T Pro или Huawei P60 Pro.
vipark
19.11.2023 04:26-1В свое время Япония начинала продавать на внешних рынках только те товары, которые были востребованы на внутреннем рынке. Китай также объявил о новой политике - о приоритете внутреннего рынка.
В любом случае, дорогу преодолеет идущий. Это ремарка по поводу - ах, Китай за 5 лет не слелал что-то... Подойдите к зеркалу, посмотрите на себя.
vblats1984
19.11.2023 04:26+3Ну вообще, в конечном итоге, Китай так и не стал лидером производства смартфонов.
Все существующие на данный момент "китайские" смартфоны - просто компиляция технологий, разработанных крупными технологическими гигантами.
На что это влияет ?
Прежде всего на лаг между выходом технологии на рынок, и ее внедрении в производство. Это можно легко проследить, пользуясь телефонами одной компании, например Xiaomi - не самого маленького производителя. Так вот, USB Type-C: 2014; Galaxy Note 7: 2016; Xiaomi Redmi note 7: 2019. Пять лет.
То же самое например с WiFi a\c.
С датчиками отпечатка пальцев.
Да, китайцы могут соединить датчик отпечатков, с wifi a\c, IPS дисплеем, двумя симками и телевизором. Но придумают это они вряд ли.
С автомобилями то же самое. Более вам скажу, до какого-то года (а может и поныне) - они даже ДВС не осиливали сделать свой собственный. Все их автомобили (к сожалению я экс-владелец Geely MK-2012) содержат либо лицуху, либо очень небрежно скопированную лицуху, со всеми последствиями навроде формы болтов на головку, или диаметр клапанов отличающийся в той же самой линейке от партии к партии.
Так что молодцы ли китайцы ? Однозначно.
Но гении ли китайцы ? Это вряд ли.
amartology
19.11.2023 04:26+2китайская же компания SMIC. Она и свои литографы разрабатывает, и
Это неправда. SMIC не разрабатывает свои литографы. Вы, вероятно, перепутали их со SMEE.
olegi
19.11.2023 04:26SMIC поставляет и процессоры для флагмана Huawei, смартфоне Huawei Mate 60 Pro.
в тви был разбор, что скорее всего эти CPU выплавили в TSMC, т.е. маловероятно, что Китай двинет в 7нм очень легко
SmallDonkey
Спасибо, крайне интересно, побольше таких статей