Лунсон ( упрощенный китайский :龙芯; традиционный китайский :龍芯; пиньинь : Lóngxīn ; букв. «Dragon Core») [1] — это название семейства микропроцессоров общего назначения, совместимых с архитектурой MIPS , а также название Китайская беззаводская компания ( Loongson Technology ), которая их разрабатывает. Процессоры поочередно называются процессорами Godson [2] , что соответствует его академическому названию. [3]
Процессоры Godson , основанные на архитектуре MIPS , изначально были разработаны в Институте вычислительных технологий (ICT) Китайской академии наук (CAS). [4] Главным архитектором был Ху Вэйу . [5] Разработка первого чипа Loongson была начата в 2001 году. [5] [6] Целью проекта Godson была разработка «высокопроизводительных микропроцессоров общего назначения в Китае» [2] и становление технологически самостоятельными. достаточно в рамках плана «Сделано в Китае 2025» . [5] Развитие было поддержано финансированием через 10-й и 11-й пятилетние планы . [7] [8]
В 2010 году компания была коммерциализирована как отдельное предприятие [5] , а в апреле 2010 года была официально учреждена компания Loongson Technology Corporation Limited, расположенная в Чжунгуаньцунь , Пекин , Китай. [ нужна ссылка ] Компания представляет собой государственно-частное партнерство между ICT и базирующейся в Пекине разработчиком микросхем BLX IC Design Corporation. [6] Сама компания BLX была дочерней компанией ICT и была основана в 2002 году совместно с Jiangsu Zhongyi Group. Поскольку Лунгсон — разработчик без собственных мощностей , STMicroelectronics производит и продает процессоры. [6] [5]
Газета South China Morning Post сообщила, что с 2020 года Loongson сотрудничает с UnionTech и Sunway для разработки и продвижения операционной системы Deepin на базе Debian Linux , чтобы уменьшить зависимость китайских компьютеров от Microsoft Windows . [9] [10]
В 2021 году Loongson подала заявку на первичное публичное размещение акций на Шанхайской фондовой бирже STAR Market . [5] [11] Компания стремилась привлечь 500 миллионов долларов США. [11] Подробности того времени свидетельствуют о том, что Loongson необходимо ежегодное финансирование в размере 400 000 000 юаней в течение первых 10 лет своего существования, и компания вышла на уровень безубыточности только в 2015 году. [12]
В марте 2023 года Министерство торговли США добавило Loongson в список организаций Бюро промышленности и безопасности для приобретения американских технологий для поддержки Народно-освободительной армии (НОАК). [13] [14]
Loongson начал с использования архитектуры набора команд MIPS64 (ISA). Внутренняя микроархитектура была самостоятельно разработана компанией ICT . [ нужна цитата ] В ранних реализациях семейства отсутствовали четыре инструкции, запатентованные MIPS Technologies (US4814976A, несогласованное загрузочное хранилище), чтобы избежать юридических проблем. [15] [16]
В 2007 году сделка была достигнута компаниями MIPS Technologies и ICT. STMicroelectronics купила для Loongson лицензию MIPS, и таким образом процессор можно рекламировать как основанный на MIPS или MIPS-совместимый, а не как MIPS-подобный . [17] [18] [19]
В июне 2009 года ICT лицензировала архитектуры MIPS32 и MIPS64 непосредственно у MIPS Technologies . [20]
В августе 2011 года компания Loongson Technology Corp. Ltd. лицензировала архитектуры MIPS32 и MIPS64 у MIPS Technologies, Inc. для продолжения разработки ядер ЦП Loongson на базе MIPS. [21] [22]
В январе 2024 года Loongson выиграла дело о правах на использование архитектуры MIPS. [23]
В 2015 году на Loongson 3A2000 был принят на вооружениеLoongISA 1.0, расширенный набор команд, который является расширенным набором MIPS64 версии 2. [24] [8] Его можно разделить на:
Инструкции LoongISA были представлены как часть ядер GS464E. [8] Инструкции двоичной трансляции имеют особое преимущество, заключающееся в ускорении эмуляции процессора Intel x86 за счет затрат 5% от общей площади кристалла . Новые инструкции помогают гипервизору QEMU транслировать инструкции из x86 в MIPS, снижая производительность всего на 30%. [25] [26]
Loongson перешла на собственную архитектуру набора команд процессора (ISA) в 2021 году с выпуском серии Loongson 3 5000. [27] [28] Разработчик Loongson описал его как «...новый RISC ISA, который немного похож на MIPS или RISC-V . LoongArch включает сокращенную 32-битную версию (LA32R), стандартную 32-битную версию. (LA32S) и 64-битная версия (LA64)». [29] Заявленное обоснование заключалось в том, чтобы сделать Loongson и Китай независимыми от иностранных технологий или разрешений на развитие своих процессорных возможностей, не нарушая при этом какие-либо технологические патенты. [30]
ISA называют «вилкой MIPS64r6» из-за предполагаемого отсутствия изменений, судя по спискам инструкций. [31] [32]
В ноябре 2021 года The Register сообщил о подозрении, что LoongArch сочетает в себе лучшие части MIPS и RISC-V, а также специальные инструкции. [33]
У Loongson есть три основных семейства процессорных ядер, некоторые из которых доступны как IP-ядра : [34]
Сообщество отметило, что названия микроархитектур Loongson не совпадают: отмечается, что разные продукты имеют одно и то же процессорное ядро, хотя наборы инструкций могут быть не совсем совместимыми. [40]
Компания Loongson создала три семейства процессоров на основе своих архитектурных ядер. [26] Это: [26]
Первый процессор Loongson, Godson-1, был разработан в 2001 году и выпущен в 2002 году и представляет собой 32-битный процессор, работающий на тактовой частоте 266 МГц . [6] [3] [26] Он изготовлен с применением 0,18-микронной КМОП-технологии , имеет 8 КБ кэша данных, 8 КБ кэша инструкций и 64-битный модуль вычислений с плавающей запятой, способный выполнять 200 MFLOPS двойной точности. [41] Чипы серии Godson-1 используют ядра GS132 или GS232. [42]
Loongson X — это радиационно-стойкая версия ядра GS232, используемого в Godson-1. [8]
Loongson 2 — это семейство процессоров, совместимых с MIPS III. [43] [3] Он добавляет 64-битную возможность к архитектуре Loongson. [6] [26] Позже процессоры Loongson 2 стали совместимыми с MIPS64 из-за совместного использования ядра GS464 с серией Loongson 3. [8]
План разработки Godson-2 заключался в том, чтобы превратить его из ЦП в SOC. [3] [7] 2E (2006 г.) представлял собой ЦП, 2F (2007 г.) имел встроенный северный мост, 2G (2008 г.) имел гипертранспортную связь между ЦП/северным мостом и встроенным графическим процессором/южным мостом, и 2H (2009) интегрировал все эти функции в SOC. [3] [7] Конструкция 2F легла в основу ядра GS464. [8] В 2G используется одно ядро GS464; [7] 2H использует ядро GS464V как одноядерную версию исходного Godson 3B. [37]
Семейство процессоров Loongson 3 представляет собой «...многоядерные процессоры, предназначенные для высокопроизводительных настольных компьютеров, серверов и кластеров». [44] [26] Они были разработаны как первые процессоры Loongson с несколькими ядрами. [35] Первоначально процессоры были разработаны для использования LoongISA, то есть MIPS64 ISA с дополнительными расширениями. [35] Разработчики также попытались оптимизировать трансляцию x86 на чипе. [3]
Первым серийным процессором стал Loongson 3A, в котором использовалось 4 ядра GS464. [35] [25]
Разработчики отметили, что они выпустят чип 3B с расширенными возможностями обработки и векторной обработки, с 8 ядрами, и 3C для серверных приложений с числом ядер до 16. [7] [26] Было отмечено, что в 8-ядерном процессоре Loongson 3B используется модернизированное ядро GS464V с расширенными векторными возможностями. [37] За ним последовал Loonson 3C, в котором использовалось 16 ядер GS464V. [37]
3B1000 и родственный ему 2I оба вышли из строя в качестве процессоров из-за ошибок проектирования. [24] В мае 2013 года разработка 3C была приостановлена в пользу разработки процессора 3A2000. [24]
В 2015 году были выпущены 3A1500 и 3B2000 с улучшенными ядрами GS464E. [8] Улучшенное ядро микроархитектуры позволило повысить производительность, как сообщается, в 3 раза быстрее, чем у 3A1000, а также ввести расширенный набор команд LoongISA. [8] Модель 3A1500 предназначалась для встраиваемых приложений, а модель 3B2000 — для серверов и ПК. [8]
В 2017 году Loongson выпустила 3A3000. Сообщается, что производительность 3A3000 эквивалентна процессору Intel J1900 (выпущенному в 2013 году). [39]
В конце 2019 года были выпущены серии 3A и 3B 4000. Они использовали модернизированную микроархитектуру GS464EV. [39]
В июле 2021 года была выпущена серия Loongson 3 5000. [28] Эта серия процессоров является первой серией процессоров Loongson с собственной разработкой ISA «LoongArch». [28] В число анонсированных процессоров входят 3A5000, четырехъядерный процессор для настольных ПК, и 3C5000L, шестнадцатиядерный серверный процессор, основанный на четырех процессорах 3A5000 в одном корпусе. [31] [27] [33] Сообщается, что оба процессора производятся по 12-нм техпроцессу. Хотя изначально было отмечено, что процессор использует ядра GS464V, из-за несовместимости с предыдущими версиями в августе 2021 года ядра были переименованы в LA464. [40]
The Register сообщил, что «3A5000 считается на 50 процентов быстрее и на 30 процентов более энергоэффективным», чем предыдущий 3A4000. [33] Phoronix сообщает, что процессор 3A5000 «примерно находится на одном уровне с аналогами Intel Core i3 8109U / Core 2 Quad Q9500 / Core i5 750 или Phytium FT-2000 на базе Armv8 ». [28]
В апреле 2023 года Loongson выпустила процессор 3D5000 для центров обработки данных и облачных вычислений, основанный на архитектуре набора команд LoongArch. [45]
В 2022 году Loongson анонсировала процессоры серии 6000. [46] В обновленной архитектуре процессора будут использоваться новые ядра «LA664». [46] Компания заявила, что одноядерная производительность будет конкурировать с архитектурой AMD Zen 3 и Intel Tiger Lake (11-го поколения). [46]
В ноябре 2023 года Loongson представила процессор 3A6000. [47] The Register отметило, что компания Loongson продемонстрировала результаты тестов, свидетельствующие о том, что процессор 3A6000 конкурентоспособен с процессором Intel Core 10-го поколения. [47]
Процессоры Loongson в основном разработаны для использования операционной системы Linux . [48] Любая операционная система, поддерживающая архитектуру MIPS, теоретически должна работать. Windows CE была перенесена на систему на базе Loongson с минимальными усилиями. [49] В 2010 году Лемоте портировал дистрибутив Android на платформу Loongson. [50]
Машины Loongson используются в сборке пакетов и CI-инфраструктуре Debian и Golang соответственно. Частично это связано со статусом Loongson как единственного поставщика, производящего процессоры MIPS прикладного уровня для розничной торговли. [51]
По состоянию на февраль 2022 года существует как минимум четыре китайских дистрибутива Linux, поддерживающих LoongArch: Kylin , Loongnix, Deepin [52] и Unity Operating System . Предпринимаются попытки включить поддержку LoongArch в общественные версии Linux. [40]
Коллекция компиляторов GNU (GCC) — это основной компилятор для разработки программного обеспечения на платформе Loongson. [53] [54]
До 2021 года поддержка LLVM все еще была недостаточной из-за отсутствия обходных путей для устранения ошибок ЦП Loongson в MIPS. [55] [40]
ICT также перенесла Open64 на платформу Loongson II. [56]
LoongArch поддерживается компиляторами GCC, LLVM, Golang и поддерживает виртуальные машины Java , JavaScript и .NET . [57]
В 2012 году сообщалось, что процессоры Loongson используются в очень немногих вычислительных системах. [6] Эти процессоры в основном используются в китайских компьютерах; в 2021 году сообщалось, что Loongson поставляет процессоры для большинства настольных компьютеров, закупаемых правительством Китая, и 80% серверов правительства Китая. [12] Выпуск процессора 3A3000 в 2015 году был отмечен как поворотный момент в судьбе компании. [12] В 2017 году было отмечено, что процессоры компании используются на спутнике Бэйдоу . [12] [8]
В марте 2006 года компания Lemote анонсировала компьютерную разработку Loongson II стоимостью 100 евро под названием Longmeng (Dragon Dream) . [ нужна цитата ]
В июне 2006 года на выставке Computex'2006 компания YellowSheepRiver анонсировала Municator YSR-639 , [64] компьютер малого форм-фактора на базе процессора Loongson 2 с тактовой частотой 400 МГц.
По состоянию на ноябрь 2008 года [обновлять]новый 8,9-дюймовый нетбук китайского производителя Lemote , пришедший на смену mengloong , Yeeloong (Portable Dragon), [65] работающий под управлением Debian , доступен [66] в Европе у голландской компании Tekmote Electronics .
В январе 2010 года провинция Цзянсу планировала закупить 1,5 миллиона компьютеров Loongson. [67]
В сентябре 2011 года Lemote анонсировала 13,3-дюймовый ноутбук Yeeloong-8133 с четырехъядерным процессором Loongson-3A/2GQ с частотой 900 МГц. [68]
26 декабря 2007 года Китай представил свой первый суперкомпьютер на базе Loongson в Хэфэе . Пиковая производительность KD -50-I составляет 1 терафлопс и около 350 гигафлопс, измеренная LINPACK . [69] Этот суперкомпьютер был разработан совместной командой под руководством Чэнь Голяна из факультета компьютерных наук Университета науки и технологий Китая (USCT) и ICT (вторичного подрядчика). KD-50-I — первый суперкомпьютер китайского производства, в котором используются отечественные китайские процессоры, в общей сложности насчитывающий более 336 процессоров Loongson-2F и узлов, соединенных между собой через Ethernet . Размер компьютера был примерно равен домашнему холодильнику, а стоимость составляла менее 800 000 юаней (приблизительно 120 000 долларов США , 80 000 евро ). [70]
В 2012 году сообщалось, что процессоры Loongson можно найти в суперкомпьютерах Sunway BlueLight MPP и Dawning 6000 . [6]
{{cite news}}
: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ){{cite web}}
: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: Требуется цитировать журнал |journal=
( помощь ){{cite journal}}
: Требуется цитировать журнал |journal=
( помощь )