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.