Loongson 3D5000: архитектура и возможности 32-ядерного серверного процессора из Китая

Несколько месяцев мы писали о том, что китайцы разработали процессор на собственной архитектуре, и вскоре вроде как планируют его представить вживую. Это произошло — у инженеров китайской компании Loongson все получилось. В конце 2022 года стали известны некоторые характеристики чипа, но сейчас уже можно говорить о его возможностях и предназначении. Все это — под катом.

Прежде, чем обсудить сам чип и его возможности, стоит вспомнить архитектуру процессора. Это LoongArch, она разработана с нуля в Китае. Скорее всего, какие-то наработки других команд тоже использовались, но об этом сложно судить без доказательств, а сами китайцы говорят о полностью автономном проекте.

В целом, этому можно верить, поскольку в 2021 году независимые эксперты проанализировали новую разработку. Выяснилось, что архитектура действительно оригинальная. У нее нет ничего общего с ALPHA, ARM, MIPS, POWER, RISC-V или х86. Компания разработала 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), сообщает PC Watch.

Зачем компании новая архитектура? Она решила стать независимой после того, как MIPS Technologies перешла на RISC-V, о чем мы, кстати, писали. Ранее MIPS Technologies занималась развитием архитектуры и лицензированием интеллектуальной собственности, которая связана с процессорами MIPS. Сами чипы компания не производила. Но вот перерожденная организация займется выпуском процессоров, но уже на базе архитектуры RISC-V.

Он предназначен вовсе не для обычных десктопов, его создавали с прицелом под использование в центрах обработки данных и облачных вычислений. По словам команды, которая его тестировала, он обеспечивает примерно в 4 раза более высокую производительность, чем конкуренты, базирующиеся на ARM.

Согласно официальным данным, 3D5000 получил более 425 баллов в SPEC CPU, а также обеспечивает более 1 терафлопс производительности FP64. Что касается потоковой производительности процессора, то она составляет примерно 50 ГБ.

По отношению к серверным процессорам на другой архитектуре чип показывает относительно скромные результаты, но он и не создавался, как лидер индустрии. Зато инженеры, которые над ним работали, подумали о безопасности. По словам команды, у чипа есть механизм для защиты от наиболее распространенных киберугроз, вроде уязвимостей Meltdown или Spectre.

А еще у процессора собственный платформенный модуль, TPM. Поскольку чип китайский, то он поддерживает работу с китайским же алгоритмом со встроенным модулем безопасности. Последний обеспечивает высокую эффективность шифрования и дешифрования — свыше 5 Гбит/с.

Стоит также отметить, что процессор поддерживает конфигурации 2P и 4P. Компания выпустила специальный чип 7A2000, который обеспечивает связь между чипами и другими элементаи системы. Разработчики также сообщили, что 3D5000 разработан с использованием чиплетов. Другими словами, это два объединенны в единое целое 16-ядерных процессора 3C5000.

Размеры процессора — 75,4 x 58,5 x 7,1 мм, он у станавливается в специальный разъем LGA4129.

Насколько можно понять, пока что эти чипы не удастся получить отечественным компаниям, да и кому-либо еще в мире. Дело в том, что еще в середине декабря 2022 года правительство Китая заявило о том, что архитектура и процессоры на ее основе — стратегически важные для страны разработки. Соответственно, руководство страны решило закрыть их для зарубежных партнеров. Это означает, что серверы на базе таких чипов будут работать только в Китае. Технологии не будут поставляться за рубеж. Возможно, через несколько лет запрет на доступ к этим технологиям снимут, но пока что дело обстоит именно так.

Сколько стоит процессор — пока неизвестно, вероятно, просто потому, что он недоступен для внешнего рынка. Возможно, представители компании в скором времени раскроют все подробности.

Китай считает крайне важным вопросом развитие собственной индустрии производства электронных компонентов. Решается это разными способами — от выделения более чем триллиона долларов США в эквиваленте до переманивания в страну специалистов.

Представители КНР переманивают к себе способных инженеров из других компаний, включая TSMC. Стимул же к переходу — утроенная зарплата. Кроме денег, предлагается еще и страховка, отпуски, льготы для получения образования.

Возможно, эти тексты тоже вас заинтересуют:

→ Решаем задачу по взаимодействию микросервисов на Python тремя способами
→ Можно ли сейчас продолжать развивать IT-инфраструктуру? Что изменилось после февраля 2022 года
→ Способы организации инфраструктуры с базами данных: от простого к сложному и эффективному

Сама «охота» ведется уже несколько лет (раньше, конечно, иженеров тоже переманивали, но не настолько активно). Сам хантинг — стратегия, которая разработана представителями китайской индустрии и учеными из Академии наук КНР. Первым пунктом плана заявлено как раз привлечение в отрасль профессионалов. Авторы плана небезосновательно считают, что хороший специалист должен получать много денег, чтобы быть заинтересованным в своей работе.