`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Операция Godson: китайский «крестник», или Скрытая угроза

Статья опубликована в №37 (556) от 3 октября

+11
голос

КНР за последние три года стала играть весьма существенную роль в развитии мирового IТ-рынка: «центр тяжести» в сфере производства постепенно перемещается с Тайваня в континентальный Китай. Кто бы мог подумать, что выпуск различного рода компьютерных комплектующих и бытовой техники сможет привести к разработке собственных процессоров, способных к тому же составить конкуренцию, казалось бы, недосягаемым лидерам в этой области – Intel и AMD? И кто знает, какой вопрос сейчас более уместен: «Получится – не получится?» или «Как скоро все компьютеры станут на 100% китайскими?».

Мы постепенно привыкаем к тому, что товары почти каждой промышленной группы, за производство которых берется китайский народ, со временем полностью вытесняют любые другие, произведенные за пределами самой трудолюбивой страны. Достаточно вспомнить легкую промышленность, ряд отраслей которой практически исчезли не только в большинстве стран Европы, но и всего мира. Действительно, целеустремленности, упорства и выносливости самой многочисленной нации планеты явно не занимать. Однако до недавнего времени Старый и Новый Свет были уверены, что хотя бы по инновациям в таких высокотехнологичных сферах, как космос, автомобильная промышленность, коммуникации и микроэлектроника, их лидерство недосягаемо. Но оказалось, что и по перечисленным выше направлениям китайцы уже хотят себя видеть в роли не только производственных субподрядчиков, зарабатывающих по 10 центов за единицу выпущенной продукции, но и полноценных разработчиков, способных получать прибыль на несколько порядков большую.

Народный китайский процессор

На сообщение о появлении нового микропроцессора (о котором чуть позже) многие отреагировали с усмешкой. Действительно, способны ли китайцы хотя бы приблизиться к таким гигантам, как Intel и AMD, чьи затраты на R&D измеряются десятками миллиардов долларов? Как выяснилось, вполне. Для справки: за последние пять лет в КНР было открыто около 50 научно-исследовательских центров, а сумма инвестиций в Hi-Tech-разработки превысила 30 млрд долл. Не стоит забывать: подобные проекты находятся под «бдительным патронажем» правительства, что в рамках существующего там политического строя дает ученым практически неограниченные возможности.

Операция Godson китайский «крестник», или Скрытая угроза
Godson собственной персоной

В 2000 г. перед Китайской академией наук (СAS) была поставлена цель – минимальными усилиями создать собственный микропроцессор. Та, в свою очередь, возложила данную задачу на Институт компьютерных технологий (входящий в группу CAS), а руководителем проекта был назначен профессор Веиву Ху. Интересно, что для получения первого промышленного образца коллективу понадобилось неполных три года. Так, уже в 2002 г. был представлен первый образец китайского CPU (в жаргоне употребляется аббревиатура ChiPU – China Processor Unit) под кодовым названием Godson (в переводе с английского – «крестник»), основанный на MIPS-подобной технологии. Характеристики первого китайского процессора никак не позволяли говорить о нем как о серьезном конкуренте продуктов других производителей CPU (детальные TTX приведены в таблице). В то же время его быстродействия оказалось вполне достаточно для создания терминалов и встраиваемых систем, и было принято решение о начале промышленного производства, которое возложили на специально созданную компанию BLX IC Design Corporation, Ltd под руководством Зен Миня. BLX с первых дней своего существования получила интеллектуальные возможности Института компьютерных технологий и финансовые ресурсы Jiangsu Zhongyi Group, что позволило быстро наладить выпуск 32-разрядных чипов Godson первого поколения. Разумеется, останавливаться на достигнутом никто не собирался: китайские ученые, что называется, вошли во вкус и уже в 2005 г. представили следующую версию «крестника», получившую кодовое имя «Чип Дракона» (для остального мира было принято решение называть его Godson 2). На самом деле продукт второго поколения уже обладал рядом технологических особенностей, дающих основание говорить о нем как о полноценном устройстве. Повышенный интерес к новой модели (разумеется, только на внутреннем рынке), как это часто бывает, повлек за собой ряд судебных разбирательств. Некоторым инженерам захотелось подробнее узнать, что в действительности означает словосочетание «MIPS-like Architecture». Так вот, ядро китайского чипа весьма напоминает популярную разработку середины 90-х годов – микропроцессор MIPS R10000 (в частности, нашедший широкое применение в серверах и рабочих станциях) с 95%-ной совместимостью по наборам команд (правда, с измененными названиями). Неосторожные публичные высказывания китайских разработчиков об архитектуре Godson 2 привели к обвинениям в плагиате и присвоении чужой интеллектуальной собственности, поскольку сама компания MIPS не лицензировала BLX на использование ее наработок для создания нового CPU. Таким образом, возникший в середине 2005 г. ажиотаж вокруг Godson 2 можно рассматривать и как признание китайского CPU зарубежными специалистами. Полностью 64-битовые чипы с частотой до 500 MHz уже были сопоставимы по функциональности и производительности с такими процессорами, как Pentium III и Athlon. Значительно возросший кэш (по 64 КВ для данных и инструкций), возможность применения внешнего L2-кэша объемом вплоть до 8 MB (!), по два блока для целочисленных операций и FPU, а также сложная система регистровых файлов позволили получить отличные показатели быстродействия на единицу тепловыделения. Образец с частотой 500 MHz имеет среднее значение тепловой мощности в 5 Вт, что почти в десять раз ниже, чем у аналогичного по производительности Pentium III, созданного по тому же техпроцессу 0,18 мкм. Более того, новый CPU, благодаря той самой архитектуре «MIPS-like», оказался совместим не только с Linux, но и с VxWorks, и c NetBSD. А самым главным поводом для беспокойства стала возможность работы Godson в среде Windows CE.

Операция Godson китайский «крестник», или Скрытая угроза
Отец процессора из Поднебесной – профессор Веиву Ху

Практически сразу за выпуском процессора Godson 2 последовало сообщение о создании мини-компьютера на базе полностью интегрированных наборов логики SiS под управлением Linux по цене ниже $200 для административных нужд и системы образования Китая. Затем появилась концепция еще более дешевой системы, на этот раз названной «100 Euro Linux mini-PC», для тех же государственных потребностей.

Правительство Китая с большим энтузиазмом восприняло разработку ICT – возможность собственными силами выпускать полностью готовые компьютерные системы, экономя на этом значительные средства, как нельзя кстати для страны с численностью населения свыше миллиарда человек. Так что, несмотря на уход из BLX некоторых инвесторов, новое поколение чипов с кодовым названием Godson 2 получило зеленую улицу.

Godson 2E – начало эры китайских процессоров

Операция Godson китайский «крестник», или Скрытая угроза
Структурная схема Godson

Собственно говоря, ядро Godson 2 хоть и демонстрировало относительно неплохие показатели, но не вызывало у IT-общественности каких-либо эмоций. В лучшем случае его считали очередным клоном технологии MIPS, который может в защищенном от любых исков режиме продаваться по всей территории Китая. Однако следующее поколение, названное Godson 2E и официально анонсированное в конце августа 2006 г., еще раз подтвердило прописную истину о том, что не стоит недооценивать потенциал ученых из КНР. Новый процессор содержит 47 млн транзисторов, построен по 90-нанометровому техпроцессу с применением современных технологий (таких, как «кремний на изоляторе»),благодаря чему можно достигать частоты вплоть до 1 GHz. Относительно высокая частота системной шины – 200 MHz, большой объем кэш-памяти – 128 КB, сложные механизмы превентивного выполнения команд, а также поддержка мультимедийных расширений позволили «новому крестнику» приблизиться по производительности к ранним моделям Pentium 4 при сохранении среднего тепловыделения на уровне 10 Вт. Многие ученые, занимающиеся микроэлектроникой, решили вернуться к вопросу о китайском чудо-CPU, поскольку скорость и функциональность нового детища ICT и BLX уже никак не укладывались в концепцию «клон MIPS R10000». Некоторые из них даже посетили лаборатории CAS, после чего сделали официальные выводы о том, что китайским разработчикам действительно удалось создать свою микроархитектуру CPU, но, разумеется, с элементами MIPS-подобных технологий.

Доводы в пользу китайского CPU

Так почему же и мы решили уделить столь много внимания, казалось бы, малоперспективной разработке, которая на первый взгляд сможет найти применение только на внутреннем рынке Китая? Попробуем подытожить полученную информацию и ответить на этот вопрос тезисно.

Поддержка производства и разработки Godson правительством КНР. Как мы уже отмечали, если ученые Института компьютерных технологий и менеджеры BLX IC Design Corporation смогут убедить руководство страны в целесообразности массового производства китайского процессора, то они, безусловно, получат необходимые ресурсы, причем в полном объеме, так как создание национального компьютера поможет сэкономить десятки миллионов долларов.

Работы по лицензированию. Известно, что переговоры с MIPS инициировались представителями КНР неоднократно, однако пока без ответа со стороны американцев. Смеем предположить, что желание китайцев иметь легальный MIPS-совместимый CPU – на самом деле часть единой стратегии. Как минимум, это позволит использовать накопленное ПО без перекомпиляции под Godson и даст возможность начать экспорт в Америку и Европу.

x86-совместимость. Как неоднократно заявлял главный архитектор «чипа дракона», сегодня любой процессор не станет массовым, если он не поддерживает команды x86. Опять-таки, к данному утверждению можно отнестись по-разному. Подобные высказывания наверняка являются «успокоением» для IT-общественности в том плане, что Китай не готовит экспансию на массовый рынок. Но, с другой стороны, если Godson даже со своей 95%-ной псевдосовместимостью сможет стать для Китая народным CPU, то очень скоро объемы его выпуска превысят шестизначные цифры и так или иначе компьютеры на его базе выйдут за пределы страны. К тому же, ходят слухи о переговорах между BLX и AMD о возможном лицензировании x86, что уже можно считать тревожным звонком.

Себестоимость. Безусловно, идеологи проекта Godson поступили очень мудро и в то же время типично для китайского менталитета. Вместо того чтобы создавать новое ядро с нуля, тратя на это огромные материальные и интеллектуальные ресурсы, да еще и с туманными перспективами, они просто взяли удачный, но почти подзабытый процессор MIPS R10000, начинив его более сложной логикой и «умножив» на современные возможности чипмейкеров типа UMC. В результате получился удачный чип, который даже в отсутствие международных договоров можно спокойно продавать на всепоглощающем рынке Китая. А его себестоимость (включая затраты на разработку) оказалась несравнимо ниже, чем, к примеру, у продуктов AMD или Intel.

Следующее поколение Godson. Уже в конце нынешнего года нас ожидает четвертая по счету разработка ICT – ядро Godson 2F, также выпущенное по 90-нанометровой технологии с поддержкой частот вплоть до 1,5 GHz, интегрированным контроллером памяти DDR и внутренним L2-кэшем, а также заявленной поддержкой многопотоковости (!). Хотя техническую информацию относительно чипов Godson добыть, пожалуй, сложнее, чем промышленные секреты развитых стран, все же известно, что планка его производительности должна возрасти до уровня десктопных процессоров 2004–2005 гг. при сохранении себестоимости на уровне $10 и тепловыделении 10–15 Вт. Однако и это еще не все. Вот уже на протяжении двух лет ведутся интенсивные работы над совершенно новой генерацией Godson 3, которая объединит все наработки предыдущих поколений, но будет уже многоядерной. И содержать этот чип будет не два, а 8 или даже 16 (!) ядер. Пока такое развитие событий кажется маловероятным, однако учитывая, что за дело взялись лучшие умы Китайской академии наук, рискнем предположить, что и такое возможно.

Суперкомпьютер на базе Godson 2E. Сейчас активно ведутся работы по созданию мощнейшего вычислительного устройства на основе китайских процессоров, которое должно попасть, ни много ни мало, в Top 500 мирового рейтинга, причем на позицию не ниже 50. Если пока закрыть глаза на сложности в практической реализации столь амбициозной идеи, можно прогнозировать, что по себестоимости такой суперкомпьютер будет на порядок дешевле аналогичных по производительности систем на базе очень дорогих векторных процессоров или топовых CPU от Intel и AMD.

День завтрашний: рассвет эры китайского чипостроения?

Пока трудно сказать, как сложится дальнейшая судьба «китайского крестника». Возможно, он не найдет поддержки со стороны правительства и останется в памяти специалистов как очередной неудачный MIPS-клон. А может быть, ему удастся покорить только внутренний рынок Китая и лишь в отдельных направлениях, таких как образование, медицина и бытовая электроника. Не исключено также, что «дракон-чип» сможет «вылететь» на международный рынок, найдя там свою узкоспециализированную нишу, как это было, к примеру, с процессорами VIA. А может, мы вскоре увидим 16-ядерный x86-совместимый процессор, который положит начало новой эры вычислительной техники. Появление «третьего крестника» запланировано на середину 2007 г., так что ждать осталось совсем недолго.

Сравнительные характеристики процессоров Godson
Ядро Godson 1 Godson 2 Godson 2E Godson 2F Godson 3
Начало производства 2002 2005 2006 2006 (планируется) 2007 (планируется)
Архитектура «MIPS-like» Н/д
Техпроцесс, нм 180 180 90 90 90
Кол-во транзисторов, млн 4 40 48 Н/д >300
Разрядность ALU 32 64 64 64 64
Разрядность FPU 64 64 128 128 128
Максимальная частота, MHz 266 500 1000 1500 >1000
Частота FSB, MHz 100 100 200 200 >200
L1-кэш, КB 16+16 32+32 64+64 64+64 64+64
L2-кэш, КВ до 8 MB (внешний) до 8 MB (внешний) Н/д Н/д
Тепловыделение, Вт 5 5 10 15 Н/д
Напряжение ядра, В 1,8 1,8 1,3 Н/д Н/д
+11
голос

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT