Китайската компания Loongson преминава към 7 nm процес вместо към 12 nm. Кой ще произвежда тези процесори?

За процесорите, разработени от китайската компания Loongson със собствена архитектура LoongArch, вече сме писали неведнъж. Работата по тези процесори не спира, защото китайците се нуждаят от собствени чипове, които не зависят от американските технологии.

Сега процесорите ще се произвеждат по 7 nm технологичен процес, което ще увеличи производителността им с около една трета. Но как китайците ще направят това и кой ще произвежда самите чипове? Нека се спрем малко по-подробно.

Какви са тези процесори?

За производството на чипове китайците са разработили свой собствен формат на инструкциите, тяхното кодиране, режими на адресиране и т.н. LoongArch съдържа около 2000 собствени инструкции. Според разработчиците те са премахнали остарелите инструкции, за да осигурят по-ниска консумация на енергия и по-ефективна работа. В допълнение към базовия набор от инструкции компанията е добавила разширени инструкции за двоично преобразуване (LBT), разширени инструкции за векторна обработка (LSX), разширени инструкции за векторна обработка (LASX) и разширени инструкции за виртуализация (LVZ). Архитектурата няма нищо общо с ALPHA, ARM, MIPS, POWER, RISC-V или x86.

През 2021 г. на базата на тази архитектура бяха разработени и пуснати на пазара 12nm процесори Loongson 3A5000 и 3C5000. Първият от тях има 4 ядра с тактова честота 2,5 GHz и е предназначен за обикновени десктоп компютри. Вторият има 16 ядра и е сървърен процесор. На сървърната платка могат да се инсталират до 16 такива чипа.

И двата модела процесори поддържат бърза транслация на команди от други архитектури, което позволява на тях да се стартират обикновените операционни системи без прекомпилация.

През 2022 г. компанията представи процесора 3C6000 с 16 ядра. Той е базиран на същата архитектура – LoongArch. Разполага с до 64 MB кеш памет. Малко по-късно обещаха да пуснат 32-ядрения 3D6000, който включва два кристала 3C6000 върху една подложка. И двата чипа са съвместими с MIPS ISA, което е необходимо за съвместимост със софтуера, разработен за предишното поколение чипове.

Малко по-късно беше разработен процесорът 3А6000, който е напълно сравним по производителност с чиповете Ryzen 5000 на AMD.

А в самия край на 2022 г. китайците представиха процесора 3D5000, който е позициониран като първия 32-ядрен CPU .Loongson Technology

В края на лятото на 2023 г. Loongson Zhongke обяви, че успешно е започнало производството на следващото поколение 4-ядрения процесор Loongson 3A6000.

Какво става със 7nm процес?

Преди броени дни стана ясно за планираното преминаване към 7 nm процес вместо към 12 nm, по който се произвеждаха всички споменати по-горе чипове. Компанията смята, че благодарение на обновяването ще може да увеличи производителността на процесорите с около една трета.

За китайците преходът е необходим преди всичко за производството на сървърни чипове. Loongson използва модулна схема (чиплети) в своите сървърни процесори, като във всеки чиплет има по 16 ядра. По-съвременната технология на обработка ще осигури по-голяма плътност (повече чипсети могат да бъдат поставени на подложката), в допълнение към повишената производителност и ефективност.

Кой ще произвежда всички тези неща?

Най-вероятно това ще е китайската компания SMIC. Тя разработва свои собствени литографии и купува оборудване, при това в големи количества. Неотдавна Комисията на САЩ в свой доклад посочи, че за период от малко над шест месеца Китай е успял да внесе от Нидерландия специализирано оборудване за около 3,2 млрд. долара. Това е с около 100% повече, отколкото за същия период от време през 2022 г. Анализаторите посочват, че общата сума, която Китай е похарчил за тази цел, е приблизително 14 млрд. долара.

SMIC също така доставя процесорите за флагманския смартфон на Huawei – Huawei Mate 60 Pro. При това въпреки санкциите европейската компания ASML продава на Китай своето оборудване. Тя вече е получила поръчки за две години напред, а портфейлът ѝ от поръчки е достигнал около 39 млрд. долара (и това не е печатна грешка). Около 10 млрд. долара от тази сума се падат на китайските клиенти. Сред тях са не само производителите на компютърно оборудване. По-голямата част от китайските клиенти са производители на компоненти за автомобили и електромобили, които през последните няколко години всъщност се превърнаха в „смартфони на колела“.

Как се осъществява снабдяването с оборудване при строги санкции? Често китайските компании предоставят на доставчиците гаранции, че закупените от тях системи ще бъдат използвани само за производство на чипове, които се произвеждат по не много модерни технологични процеси. Износителите на оборудване „вярват“ и продават такива системи, въпреки че е ясно, че е изключително трудно, ако не и невъзможно, да се провери какво прави купувачът с литографските системи, след като те пристигнат в страната.

Кога ще излязат новите процесори?

Не че тук има някакви проблеми, но няма да е възможно бързо да се премине към 7 nm процес. Така през 2024 г. ще започне само разработването на новите чипове. Това ще изисква нови технологии, оборудване и производствени мощности. Така че процесорите ще се появят не по-рано от 2025 г. Дотогава може би китайците ще успеят да разработят свои собствени модерни литографи.

Доколко е реалистично? Вероятността за успех далеч не е нулева. Така например вече е създадена литографска машина, използваща 28 nm процес. Тя е разработена от китайската компания Shanghai Micro Electronics Equipment Group (SMEE), която произвежда литографски машини, които не са от най-модерните.

Като цяло програмата за заместване на вноса в китайската електронна промишленост, за която властите отделят няколко трилиона щатски долара (това не е печатна грешка), се развива бавно. Разбира се, има и трудности, при това доста сериозни. Но китайците постепенно решават на практика всички проблеми.