Не всичко е Intel и AMD, на пазара се предлагат процесорите и на други производители

Оригиналът е на компютърния гуру EgorMorozov

7
3800

Когато стане дума за централни процесори, обикновено веднага се сещаме за Intel. Но през последните години AMD също стана изключително популярна, А и създателите на ARM чипове не изостават. Но има и други производители на процесори, които понякога предлагат доста странни архитектури и обикновено остават засенчени от големите. Именно на тях ще се спрем този път.

Hygon Dhyana — AMD от Китай

Поднебесната винаги е била един голям и желан пазар за много производители на компютърна електроника, но местните закони са твърде сурови към задокеанските устройства и редица компании разкриват собствено производство в Китай. През 2016 година AMD направи именно това. Advanced Micro Devices започна съвместна работа с китайската компания Hygon, за да произвежда процесори за местните дата центрове.

От това се родиха доста необичайните процесори Hygon Dhyana. На практика те са си копие на AMD Ryzen и EPIC от първо поколение, произвеждани чрез 14-нанометровата архитектура Zen, но и разликите са много. Първо, в тези чипове е добавен китайски криптографски енджин за защита на информацията. Второ, добавени са някои допълнителни процесорни инструкции, а някои процесорни команди са премахнати – така например, не се поддържа AES криптирането.

Що се отнася до конкретните CPU, то на китайския пазар се предлагат много модели. Топ версията е сървърният Dhyana Plus с 32 процесорни ядра и честота до 3,6 GHz. А най-опростеният модел е Hygon 3120, който предлага само четири ядра с тактова честота 1,8 GHz, но от друга страна има TDP 40 W. Друг интересен момент при тези процесори е, че те са напълно съвместими с типичните за AMD сокети TR4 и AM4, но десктоп версиите почти винаги са директно запоени на дънната платка, а сървърните версии се използват на специфични китайски дъна.

А какво можем да кажем за производителността? При алгоритмите с целочислени изчисления тези клонинги се представят на ниво решенията на AMD, но производителността при използване на числа с плаваща запетая е осезателно по-ниска. Това е съвсем очаквано, понеже явно американската компания не е изгаряла от желание изцяло да дава Zen архитектурата на китайците. Но в различните криптографски тестове производителността на тези китайски процесори е убийствено ниска – с два порядъка по-малка, в сравнение със стандартните процесори на AMD. Но от друга страна, в тестовете за рендиране на изображения, два 32 ядрени процесора Hygon Plus демонстрират съвсем достойни резултати – на ниво на един 32 ядрен AMD Threadripper:

Любопитно е и, че AMD изобщо не е споделила с китайците новите си процесорни архитектури Zen 2 и Zen 3. Ето защо към днешен ден процесорите Hygon вече се развиват самостоятелно. За тази цел бяха назначени 500 висококвалифицирани китайски специалисти и се планира прехода към 7 nm технологичен процес. Очакваше се да стане така, понеже големият китайски мобилен оператор China Telecom прояви интерес към тези процесори.

POWER9 – да, IBM е жива и продължава да прави процесори

Разцветът на архитектурата Power за потребителски персонални компютри бе в началото на този век – именно тогава се продаваха така наречените Power Mac. Но както много добре знаем, по време на събитието WWDC от 2005 година Стив Джобс обяви, че компанията Apple мигрира към процесорите на Intel, които по това време са по-бързи и по-икономични.

Но дори и след това централните процесори IBM Power не изчезнаха от потребителските устройства. Може би не всички знаят, но конзолата Xbox 360 се базира на 3-ядрен/6-нишков PowerPC процесор. Така че пълното напускане на архитектурата Power от потребителския сегмент стана чак през 2013 – 2014 години с излизането на Xbox One. Но IBM съвсем не престана да прави процесори. Тя просто изцяло се прехвърли към сървърния сегмент.

Най-новата процесорна фамилия на IBM, която се продава много добре, е POWER9. Тя бе анонсирана през 2016 година, а през 2017 започнаха продажбите на чиповете. Тези CPU се произвеждат чрез 14-нанометров технологичен процес и са интересни с това, че могат да обработват осем нишки на едно процесорно ядро (SMT8) – тоест, едно 12-ядрено решение може да обработва 96 нишки едновременно (96 логически ядра). За сравнение, процесорите на Intel и AMD могат да обработват максимум две нишки на едно физическо ядро.

В лявата ръка на момичето се намира POWER9 процесор, а в дясната – неговия кристал

Предлага се и модел с 24 ядра и 96 нишки – има смисъл от подобен чип, понеже виртуалните ядра са по-малко ефективни от физическите. Що се отнася до тактовата честота, то тя може да достига внушителните 4 GHz, като тези процесори могат да се похвалят и със своите 120 MB кеш памет от трето ниво и с поддръжката на PCIe 4.0 – нещо, което Intel и до днес не може да реализира в своите десктоп чипове.

Разбира се, тези процесори на IBM не се използват в домашните персонални компютри и дори и сървърите. Те работят в суперкомпютрите, като например Summit и Sierra, като първият е най-мощният за 2019 година. На машините с тези процесори могат да бъдат стартирани повече или по-малко стандартни операционни системи – така например Linux ядрото поддържа архитектурата POWER9 считано от версия 4.6, която излиза през месец март 2016 година.

Да подчертаем, че през месец август тази година IBM анонсира процесорите POWER10. Те предлагат от 15 до 30 физически ядра, поддържа се SMT8 технологията и се произвежда чрез 7-нанометров технологичен процес. Освен това, тези чипове поддържат най-новата PCIe 5.0 шина и при алгоритмите с елементи на изкуствен интелект са многократно по-бързи от решенията POWER9. Тези процесори трябва да излязат на пазара през 2021 година.

Zhaoxin – VIA също е жива

Навярно по-старите и по-опитните специалисти си спомнят, че в началото на новия век компанията VIA произвеждаше както процесори (например C3 и C7), така и видеокарти, като тези графични карти бяха доста успешни: например нейният графичен чип Savage бе интегриран в редица чипсети бе едно отлично решение за офисните персонални компютри предимно заради съвсем ниската си цена. Преди години, когато видеокартите VIA S3 бяха в своя пик, техният пазарен дял достигна цели 10%. Компанията дори се появи в лаптопите с процесори Nano, които бяха много добри конкуренти на първите Atom.

Но тази компания не можа да издържи конкуренцията от страна на Intel и AMD, и в крайна сметка през 2013 година съвместно с градската администрация на Шанхай, създаде компанията Zhaoxin за производството на централни процесори за вътрешния китайски пазар. Първите предложени решения не бяха особено интересни и изобщо не бяха известни в другите държави. Но KX-U6780A, който попадна в ръцете на експертите на tom’s HARDWARE, успя да учуди всички.

Този чип предлага 8 ядра с тактова честота 2,7 GHz, 8 MB кеш L2 и дори поддържа процесорните инструкции SSE4.2 и AVX, което дава възможност за стартирането на съвременния софтуер върху тях. Да не забравим най-главното – това е х86 архитектура и na тези процесори се стартира и великолепно работи операционната система Windows 10. Нещо повече, те поддържат стандартната PCIe шина, което позволява включването на две Nvidia RTX 2080 Ti. Що се отнася до оперативната памет, процесорът работи в двуканален режим с DDR4-2666 RAM.

Всичко това изглежда доста внушително, но тестовете не се оказаха нещо особено. Като цяло този процесор се представя на ниво 2-ядрения/4 нишков Core i3-7100. Всъщност, резултатите не са чак толкова лоши и тази производителност е предостатъчна за офис на работа, но от един 8-ядрен процесор би могло да се очаква повече.

Има и друг момент – дънните платки с поставен процесор Zhaoxin могат да се купят навсякъде в Китай при цена около $600. Като се има предвид, че VIA няма да спре дотук, напълно е възможно само след две години на пазара да се появи пълноценен конкурент на чиповете на AMD и Intel в ниския ценови сегмент.

SPARC – да, Oracle се занимава не само с Java

Архитектурата SPARC бе разработена от компанията Sun Microsystems още през далечната 1985 година, като интересното при нея е, че тя е отворена. Това означава че всеки един човек или компания могат да използват архитектурата SPARC за създаването на собствени процесори. Именно от това се възползва както руската компания МЦСТ, така и американската Oracle.

Компанията Oracle създаде процесор специално за своите нужди. Така например, SPARC M8 е интересен с това, че директно силициевият кристал поддържа SQL – програмния език за работа с релационни бази данни. При това, същият този чип поддържа работата и с основните криптографски протоколи (AES, SHA, DES, MD5), като плюс това предлага и хардуерна защита на паметта.

Що се отнася до техническите характеристики на SPARC M8, то те са доста внушителни: 32 ядра/256 нишки, тактова честота до 5 GHz и 64 MB кеш памет от трето ниво – по този начин, при работа с бази данни, конкурентите от Intel и AMD тихо стоят настрана. Съвсем логично, към днешен ден M8 са изключително популярни при сървърите, които работят под управлението на операционната система Solaris.

Разбира се, когато се говори за SPARC, редно е да си спомням за руските процесори от МЦСТ, като например R1000. Изборът на тази процесорна архитектура бе съвсем очакван, като се има предвид че тя е изцяло отворена. Но самата руска SoC не предлагаше кой знае какви характеристики – четири ядра с по 1 GHz, контролер за DDR2, оперативна памет и 90 нанометров технологичен процес. През 2015 година това изглеждаше твърде печално. Ето защо не е за учудване, че МЦСТ реши изцяло да се прехвърли към процесорите Елбрус.

МЦСТ Елбрус – недооценените руски процесори

Споровете относно руските процесори са особено ожесточени. Някои са на мнение, че тяхната производителност е направо смешна, понеже дори и GTA Vice City лагва. Други считат, че 8-ядреният Елбрус-8С направо закопава аналогичните 8-ядрени процесори на Intel и AMD.

Както обикновено истината е някъде по средата. Цялата работа е в това, че архитектурата Елбрус не е съвсем обикновена – тя се базира на процесорната архитектура VLIW, една от най-характерните особености на която е, че една процесорна инструкция включва няколко операции, които се изпълняват паралелно. В крайна сметка тази архитектура е по-близо до GPU, отколкото до CPU (да вмъкнем, че AMD имаше графични карти с VLIW 5 архитектура), но адаптацията на софтуера към тези инструкции съвсем не е лесна.

Между другото, тази „дълга“ архитектура (буквално Very Long Instruction Word – много дълга процесорна инструкция) е много гъвкава, което дава възможност за създаването на изключително ефективен динамичен бинарен х86 транслатор – тоест, при процесорите Елбрус може да се стартира и използва и добре познатия досега софтуер. Разбира се, използването на транслация намалява производителността и при директното сравнение на работата на х86 софтуера, процесорите на Intel и AMD са по-бързи.

Но ако поставим тези Елбруси в типичната за тях среда – а именно да стартираме на тях специално създадени и оптимизирани Linux дистрибуции, например ALT или Astra, всичко изведнъж се променя.

Да вземем например процесора Елбрус-8С1, който излезе през 2016 година. Той има 8 ядра със скромна честота от 1,2 GHz, може да работи с DDR3-1600 оперативна памет и има 16 MB Кеш памет от трето ниво. Произвежда се чрез 28-нанометров технологичен процес.

Ако погледнем теста PostgreSQL 11.5, в който се създават бази данни, то този процесор демонстрира резултат от 3500 транзакции в секунда. Много ли е това или малко? Добре известно е, че 6-ядреният/12-нишков AMD Ryzen 5 2600X с честота 4 GHz, базиран на 12 nm архитектура Zen+ показва резултати от 6200 транзакции в секунда. Като се има предвид, че решението на AMD работи с много по-висока тактова честота, резултатите на Елбрус не са чак толкова печални.

Но цената на апаратурата с процесорите Елбрус е толкова висока, че изобщо не може да става дума за конкуренция. Може би в бъдеще това ще се промени.

Не всичко е Intel

Виждаме че на пазара се предлагат немалко процесорни архитектури и не всичко е х86 и ARM. Активно се развиват китайските процесори, IBM въобще не възнамерява да умира, а Oracle и МЦСТ предлагат интересни решения. Разбира се пазарният дял на тези нестандартни процесори едва ли някога ще стане много голям, но наличието на толкова разнообразни процесорни архитектури не може да не ни учудва.

4.4 7 гласа
Оценете статията
Абонирай се
Извести ме за
guest
7 Коментара
стари
нови оценка
Отзиви
Всички коментари