Лучшие вопросы
Таймлайн
Чат
Перспективы
Loongson
универсальная микропроцессорная архитектура, разработанная Академией наук Китая Из Википедии, свободной энциклопедии
Remove ads
Loongson Technology (кит. трад. 龍芯, упр. 龙芯, пиньинь Lóngxīn, палл. Лунсинь, драконовое ядро)[1] — бесфабричной компания - разработчик процессоров общего назначения. Ранее разрабатывала линейку MIPS-совместимых процессоров. Ныне разрабатывает процессоры на собственной архитектуре Loongarch. Альтернативное название процессоров — Godson[2], происходит от технического наименования[3].
_(49848682268).jpg)
В ранних реализациях процессоров не хватало четырех инструкций, запатентованных MIPS Technologies (US4814976A, Unlighted Load Store), таким образом Китай пытался избежать юридических проблем[4][5].
Позже соглашение с американской MIPS Technologies было заключено Институтом компьютерных технологий Китайской академии наук. Европейская STMicroelectronics приобрела лицензию MIPS у американцев для Loongson[6][7][8], в результате чего процессоры могли позиционироваться как основанные на MIPS и MIPS-совместимые, а не просто MIPS-подобные. В дальнейшем китайский институт купил лицензии на использование MIPS32 и MIPS64 напрямую у MIPS Technologies[9].
На базе процессоров Loongson планировалось собирать персональные компьютеры Longmeng и Sinomanic.
Remove ads
История
Суммиров вкратце
Перспектива
Разработка процессоров Godson, основанных на архитектуре MIPS, была начата под руководством Ху Вэйу[кит.] (Hu Weiwu) Институтом компьютерных технологий Китайской академии наук в 2001 году. Целью проекта называли создание «высокопроизводительных микропроцессоров общего назначения»[2], это была часть плана «Сделано в Китае», который должен был быть реализован к 2025 году[10]. Разработку пытались финансово поддержать в 10-й и 11-й «пятилетках» Китая[11].
Исследования[12] показали, что процессор Godson-2 (2005) являлся попыткой скопировать популярный американский процессор MIPS R10000 1995 года от компании MIPS Technologies, но производитель не имел лицензии на реализацию архитектуры MIPS.
В марте 2006 года на выставке Computex 2006 в Тайбэе было объявлено о работах по созданию на основе процессора Godson-2 прототипа персонального компьютера Longmeng («Сон дракона»). В сентябре 2006 года было объявлено о разработке версии Loongson-2E (Godson-2E), поддерживающей набор команд 64-битной MIPS III и работающей на частоте 1 ГГц. Директор Института компьютерных технологий Академии наук КНР Ли Гоцзе (李国杰) рассказывал журналистам, что скачок в возможностях между вариантами 1 и 2В процессора был двукратным, а между 2В, 2С и 2Е — трёхкратным. Он заявлял, что в среднем возможности их процессора удваиваются каждый год, то есть в 2 раза быстрее, чем по «Закону Мура», и что КНР сумеет «объединить серию небольших прорывов в один большой скачок».
В 2010 году компания была коммерциализирована как отдельная организация[10]. Поскольку Loongson является бесфабричной, процессоры для неё изготавливает и продает европейская компания STMicroelectronics[10][13], она же первоначально и приобрела для Loongson лицензию у MIPS Technologies[7].
В 2022 году Китай ввёл запрет на поставки процессоров Loongson в Россию и другие страны[14] [сомнительно]
Remove ads
Особенности архитектуры
Суммиров вкратце
Перспектива
Loongson I
Первое поколение, Loongson I, представляет собой процессор с 32-битной MIPS-архитектурой, работающий на частоте 266 МГц. Ориентирован на встраиваемые системы, например, такие как кассовые терминалы, где не требуется высокая производительность и 64-разрядность. Впервые увидел свет в 2002 году.
Loongson II
Второе поколение, Loongson II — это семейство MIPS III совместимых[3][15] 64-разрядных процессоров. Изначально работал на частоте 500 МГц. Версия процессора 2Е (2006) рассчитана на увеличенную тактовую частоту 1 ГГц. Версия процессора Godson-2F (2007) работает на частоте 1,2 ГГц.
26 декабря 2007 года Китай объявил о намерении построить суперкомпьютер на основе этих процессоров. Команда создателей под руководством академика Чэнь Голяна (陈国良), профессора Университета науки и техники Китая, планировала использовать 330 процессоров Godson-2F. Размеры суперкомпьютера должны были приблизительно соответствовать размерам бытового холодильника, стоимость не должна была превышать 800 000 юаней.
Поздние версии процессоров получили поддержку MIPS64 благодаря общему с Loongson 3 ядру GS464[16].
Loongson III
Поколение Loongson III — это первые процессоры Loongson, имеющие несколько ядер[17].
Процессоры были изначально разработаны для использования LoongISA - т. е. MIPS64 ISA с дополнительными расширениями[17]. Дизайнеры также попытались оптимизировать двоичную трансляцию кода архитектуры Intel x86[3].
Расширения наборов инструкций
Архитектура MIPS64 Release 2 с расширенным набором инструкций была реализована[16][18] в процессорах Loongson 3A2000 (2015 год) в рамках ядра GS464E[16].
- LoongEXT — расширения общего назначения
- LoongVZ — расширения виртуализации «VZ», представленные в MIPS64 Release 5
- LoongBT — вспомогательные инструкции, ускоряющие двоичную трансляцию x86 и ARM
- LoongSIMD — векторные расширения для 128-битных SIMD
- Архитектура MIPS SIMD (MSA), DSP и VZ модули из MIPS Release 5
LoongArch
LoongArch была продемонстрирована в 2021 году с выходом Loongson 3 5000 серии. Разработчик из компании Loongson описывает[19] её как RISC архитектуру «немного похожую на MIPS или RISC-V. Она включает в себя урезанную 32-битную (LA32R), стандартную 32-битную (LA32S) и 64-битную (LA64) версии».
LoongArch часто называют форком архитектуры MIPS64r6 из-за отсутствия изменений в списках инструкций[20][21][22].
Издание The Register в ноябре 2021 предположило, что компания Loongson взяла части архитектур MIPS и RISC-V, а также дополнительные инструкции, и смешала их в гибридную архитектуру для процессора 3A5000[23].
Loongson IV
В конце 2023 года вышли процессоры Loongson 4 поколения. Обновление принесло удвоение максимального количества ядер, увеличение объёма кэш-памяти, существенное увеличение производительности.
Loongson V
В 2024 году анонсирован выход процессоров Loongson 5 поколения, выпуск в 2025 году. Обновление принесёт удвоение максимального количества ядер, рост частот, увеличение производительности, переход на более современный техпроцесс 7 нанометров, возможно внедрение более современного типа памяти DDR5.
Loongson VI
В период с конца 2025 по 2026 планируется выпуск процессоров Loongson 8000 серии. Техпроцесс 5 нм (SMIC FinFET N+2), частота 2,8-4,2 Гигагерц, ~10.5 млрд транзисторов, размер кристалла ~200 мм² (15.2×13.1 мм, включая NPU), модернизированный кэш по объёму и скорости, энергопотребление от 35 до 600 ватт (для 3F9000 потребуется жидкостное охлаждение, поддержке DDR5-6400 памяти, так же планируется внедрение PCI-E 5.0 и AI-блок дающий дополнительные 15–240 TOPS в зависимости от модели.
Loongson VII
В период с конца 2027 по 2030 планируется выпуск процессоров Loongson 9000 серии. Техпроцесс 3 нм (SMIC N+3), частота 2,8-5.0 Гигагерц, ~18 млрд транзисторов, размер кристалла ~240 мм²-900 мм² , модернизированный кэш по объёму и скорости, энергопотребление от 35 до 600 ватт, поддержка DDR5-8000 памяти (до 1 ТБ/с пропускной способности) и HBM(в серверной версии), так же планируется внедрение PCI-E 6.0 (256 линий конфигурация 8×32), CXL 3.0: Поддержка когерентной памяти до 4 ТБ. и AI-блок дающий дополнительные 400–6400 TOPS в зависимости от модели, возможна интеграция с квантовыми сопроцессорами.
Возможные сферы использования:
- Суперкомпьютеры: Проект "OceanLight 2.0" (Китай, цель — 1 ZettaFLOP).
- Военные ИИ: Обработка спутниковых данных в реальном времени.
- Квантовые гибриды: Интеграция с фотонными сопроцессорами.
Remove ads
Спецификация процессоров
Remove ads
Операционные системы
Следует заметить, что Godson несовместим с набором команд x86, и использует модифицированный набор MIPS, с заменой некоторых команд на аналогичные, разработанные Институтом компьютерных технологий.
Для работы на этом процессоре были портированы Debian GNU/Linux, gNewSense, Gentoo Linux, Red Flag Linux, NetBSD[39], OpenBSD[40]. Велась работа по подготовке версии Slackware Linux; также в рамках проекта Google Summer of Code 2010 закончилась работа по портированию FreeBSD[41][42].
С некоторой информацией о практическом использованием можно ознакомиться в блогах «My CPU is Loongson»[43] и «CinnamonPirate»[44].
Операционные системы, спроектированные для работы только на архитектуре x86, на Godson работать не могут (десктопные операционные системы Microsoft, такие как MS-DOS или Microsoft Windows). Тем не менее, операционная система Windows CE, ориентированная на компактные и встраиваемые устройства, была портирована на процессор[45].
Remove ads
Примечания
Wikiwand - on
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Remove ads