Čínská CPU: RISC procesory Loongson prý příští rok doženou Zen 3 ve výkonu na MHz

19
Procesor Loongson 3C5000 1600
Procesor Loongson 3C5000
-
Zdroj: Loongson

Lokálně vyvinuté čínské procesory s vlastní instrukční sadou LoongArch podle výrobce už příští rok přinesou nové jádro LA664 s tak vysokým IPC, jaké má AMD Zen 3. Jenže nejspíš ne stejně vysoké frekvence…

Už dlouho a dávno předtím, než se zhoršily vztahy se západním světem, se komunistická Čína snažila o samostatnost v počítačových technologiích. Jedním z dřívějších plodů tohoto byly procesory Loongson s architekturou MIPS, které však nikdy nebyly moc výkoné. Teď přešel jejich výrobce na vlastní instrukční sadu LoongArch a má výrazně větší ambice – firma vyhlásila, že její příští architektura dožene v IPC jádra Zen 3 od AMD.

První procesory s novou instrukční sadou LoongArch (která je ale zřejmě adaptací předchozí instrukční sady MIPS) představil Loongson loni v létě, tato generace „3A5000“ ale výkonem příliš neohromila. Podle firmy používala architekturu jádra LA464, což je označení nápadně podobné označení jádra předchozích MIPS procesorů (jejich architektura se jmenovala GS464 s modifikacemi GS464E a GS464V). To asi naznačuje, že Loongson prostě jen předělal staré jádro na novou (ale asi ne zásadně odlišnou) instrukční sadu.

LA664: velmi vysoké IPC, ale frekvence jsou otázkou

Ovšem už relativně brzo by mohlo přijít něco o dost zajímavějšího. Podle roadmapy Loongsonu by příští generace jeho procesorů, označená 3A6000 (respektive 3C6000, což by měla být verze se 16 jádry, a 3D6000, což mají být 32jádra) již měla mít novou architekturu jader CPU.

Ta se bude jmenovat LA664, opět tedy používá vlastní instrukční sadu LoongArch. Jádro LA664 má konečně něco udělat s dlouhodobým a dost zásadním slabým místem Loongsonů, kterým je nízký výkon jednoho individuálního jádra, a tedy jednovláknový výkon. LA664 má údajně mít hodně vysoké IPC – to podle Loongsonu bude na podobné úrovni, jako má architektura Zen 3 od AMD.

Mělo by to zřejmě být v benchmarku SPEC 2006 – Loongson uvádí, že skóre nové generace procesorů 3A6000 by mělo proti procesorům 3A5000 stoupnout o 37 % v celočíselných testech (SPECint 2006) a o 68 % ve floating-point úlohách (SPECfp 2006).

Architektura Loongson LA664 má výrazně zvýšit IPC jader CPU
Architektura Loongson LA664 má výrazně zvýšit IPC jader CPU (zdroj: EET-China)

Architektura Zen 3 není procesorové jádro s nejvyšším IPC na světě. Golden Cove v procesorech Intel Alder Lake je o dost dál a ještě vyšší IPC mají nejnovější jádra Applu. Nicméně už dosažení této úrovně je docela dobrý výsledek.

Ovšem IPC není jediná složka výkonu. Podobně jako jádra Applu bude asi LA664 od Loongsonu dosahovat výrazně nižší frekvenci než Zen 3 (jenž se v nejrychlejších modelech dostává až na 5,0 GHz), nemluvě o Golden Cove (až 5,5 GHz). Má-li Loongson 3A6000 mít konkurenceschopný výkon, musí mít také vysoký takt, což zrovna minulá verze moc neplnila. Loongson 3A5000 se dostal jen na 2,5 GHz. I při onom avizovaném IPC by tedy stejně byl o polovinu pomalejší. Firma bude muset zároveň s posílením IPC zapracovat také na tom, aby navýšila dosažitelné frekvence. Zázračný skok se asi čekat nedá, ale doufejme, že se LA664 alespoň dostane blíž ke 3 GHz, když už ne za tuto hranici.

Byl by totiž pořád docela úspěch, kdyby Loongson 3A6000 dosáhl pouhých 60 % jednovláknového výkonu procesorů, jako jsou Ryzen 9 55900X a 5950X s architekturou Zen 3 nebo Tiger Lake / Rocket Lake od Intelu, které mají podobné IPC a frekvence. I to by z něj pro řadu použití dělalo použitelné CPU, byť pro použití v PC a noteboocích a obecně klientských operačních systémech bude Loongson stále problematický kvůli chybějícím optimalizacím v uživatelském softwaru. Pokud se ale Loongsonu 3A6000 podaří skočit výrazně ve výkonu, začne aspoň mít větší smysl se o portování a ladění softwaru pro tato CPU pokoušet.

Již příští rok?

Loongson 3A6000 (který by snad mohl mít 4 jádra, ale je asi možné i zvýšení počtu) pro spotřebitelské aplikace typu PC nemá zůstat jedinou variantou. Existovat má také verze 3C6000 se 16 jádry stejné architektury a 3D6000 se 32 jádry. Generace Loongsonů 3A6000 a dalších má údajně být uvedená už příští rok (uvedeno 2023), takže onen vysoký nárůst výkonu není až tak vzdálený. I když je možné, že sice tato CPU budou oznámena, ale reálně se dostanou na trh až mnohem později, což bývá problém Zhaoxinů, dalších lokálních čínských CPU.

Roadmapa procesorů Loongson
Roadmapa procesorů Loongson (zdroj: EET-China)

V letech 2024 a 2025 by pak měla následovat další generace označená 7000. Ta má znovu být založena na architektuře LA664, takže další nové jádro Loongson hned tak neuvede, v tomto tedy tempo AMD a Intelu nedožene. Tyto procesory by se asi mohly lišit novějším výrobním procesem nebo menšími změnami ve funkcích a I/O. Opět mají existovat verze 3C7000 se 16 a 3D7000 se 32 jádry, ale v tomto případě se objeví i nová verze 3E7000, která má mít dokonce 64 jader LA664.

Tyto procesory budou ve světě, který se do značné míry standardizoval na instrukčních sadách ARM a x86 (respektive jejich 64bitových verzích) dost ojedinělým úkazem (i když ne tak ojedinělým jako Tachyum Prodigy). Budou to mít komplikované kvůli potřebě mít vlastní porty softwaru i vývojářských nástrojů, ale z technologického hlediska jsou tím i zajímavé. Nicméně jejich místem působení asi bude hlavně nebo výhradně Čína. Ani předchozí Loongsony se moc nedostávaly do Evropy a Ameriky. Takže se asi nedá čekat, že se u nás něco s těmito CPU bude dát koupit.

Zdroje: HotHardware, EET-China, Ilustrační foto: Loongson

Čínská CPU: RISC procesory Loongson prý příští rok doženou Zen 3 ve výkonu na MHz
Ohodnoťte tento článek!
3.8 (76.36%) 11 hlasů

19 KOMENTÁŘE

  1. A já bych přidal ještě jeden aspekt co se výsledného výkonu týká. RISC má omezenou instrukční sadu, takže reálný kód potřebuje pro stejný algoritmus více instrukcí. Je to samozřejmě závislé od typu úloh, standardní servírování dat po sběrnicích se takto neprojeví, ale složitější výpočetní úkoly už ano.
    Je samozřejmě také fakt, že dnešní x86 CPU jsou „skoro také“ RISC (ono to není tak úplně jednoduché, ale pro zjednodušení bych to takto napsal, viz níže,) takže se to může jevit jako planý argument, navíc když naopak i RISCy dostávají VLIW instrukce a bloky křemíku s podporou pro specializované funkce. Nicméně v případě obstarožního a v podstatě mrtvého MIPSu to asi nebude ten případ (a pokud ano, jsem zvědavý, jak moc nekompatibilní se svou vlastní platformou bude)

    Hodně dobré čtení:
    https://www.extremetech.com/computing/323245-risc-vs-cisc-why-its-the-wrong-lens-to-compare-modern-x86-arm-cpus

    • pekne napisane, sam by som to lepsie nenapisal.
      a konecne niekto, kto rozumie rozdiel medzi CISC a RISC. vsetci len porovnavaju vysledky nejakeho benchmarku v jednoduchom teste a potom povedia, ze napr. M1 je lepsi a rychlejsi nez vsetky ostatne procaky, ale take jednoduche to nie je.

    • Ono to označení IPC je v tomhle zavádějící, sice ta zkratka znamená instructions per cycle, ale dneska to všichni používají ve smyslu „Performance Per Cycle“. Holt zase jeden z případů, kdy doslovný výklad termínu je zavádějící a konvence ten pojem předefinovala.

      Tady je to snad v tom smyslu, protože by to mělo být založené na tom, jaké to CPU má mít výsledky ve SPEC 2006 (pokud jim ten plán/predikce vyjde…). Tudíž tím, že třeba LoongArch/notMIPS potřebuje na stejný kód víc instrukcí, by to snad být ovlivněné nemělo.

    • Jenže kdyby K12 nezrušili, tak by dnes možná žádné AMD už nebylo… když se koukneš, jak tehdy doslova domrtě vytěžili grafiky, tak si říkáš, že nepřijít tak úspěšný Zen, tak už tu nejsou. Chápu Kellera, zrušili mu jeho dítko, kterému nejspíše věřil nejvíce, ale finanční realita byla daleko děsivější.

    • Proc ne, mam ale pocit, ze neni az takovy problem navrhnout dostatecne vykonny CPU, jako prinutit vyrobce zabehnuteho uzivatelskeho SW aby neignorovali vse krom x86.

      M1 je tady nejakou dobu a setrvacnost ruznych aplikaci, je vestsi nez jsem cekal. A zdaleka ne vsechno beha pod Rosetou idealne.

    • Architektura chipů je přece jenom něco jiného než obchodní a ekonomické řízení. To že je AMD nyní tam kde je je hlavně tomu, že správně rozchodilo společnost a vytáhlo ji z té malosti ve které byla. To jakou architekturu zvolilo je tak trochu jedno. Tímhle svým vývojem dokázali, že vsadili na správného koně a zvolili správnou cestu.

      • Kdyby nebyl Intel dotlačen v 80. letech sdílet licenci X86 s firmou AMD, tak by nejspíš dnes nikdo o AMD ani nevěděl. A současně by možná ani Intel nebyl tam kde je, protože právě konkurenční prostředí v období modelů 486- Opteron. Vyrobilo hegemonii této architektury v desktopu i serverech.

        • Kdyby Intel nebyl dotlačen k tomuto kroku tak by ho možná ARM utloukl čepicemi. Tedy nebyl by možná už Intel vůbec. To je ten blahodárný elixír zvaný konkurence.

          Přiznejme si, že Intel je Intelem protože Microsoft. V době kdy šel Intel nahoru tady byly i mnohem lepší procesory.

    • Konkurovat na širokém trhu ARM je asi zcela jinym salkem kavy, nez konkurovat v rámci duopolu x86_64. Nejdrazsi ARM SoC na volnem trhu (typicky vlajkova lod Qualcommu) snad stoji do 100US$ což neni cenovy segment, na kterem by to AMD či Intel uměli.

      • Když taky přidaná hodnota u ARMu je minimální, omezuje se v podstatě jen na integrovanou GPU, a to ještě jen v některých případech, jinak to sekají jak Baťa cvičky na základě vzorového deisgnu od ARMu (čestná výjimka je Apple, ale ten má celý svůj uzavřený ekosystém, takže jako by vlastně ani nebyl). A v tomto rozpoložení tak nějak nevidím důvod ani příležitost pro jakékoli vyvíjení vlastního řešení a nějaké přidané hodnoty, zejména u AMD, které i tak mělo svých problémů dost. Navíc je tu otázka jak by trh takové řešení přijal a jestli náhodou zrovna naopak nechce levnou nevybočující konfekci? A s tím se pojí další věc, pohled na vývojáře „vlastních“ řešení – kdo dnes používá vlastní jádra? Mám dojem, že všichni jsou na Cortexech od ARMu, a tedy přechod na monopolní platformu ARMu by nepřineslo vůbec nic.

        edit: btw x86 rozhodně není duopol, existují i další držitelé licencí a IP práv. (bývalá VIA, …)