Loongson

Loongson — архитектура универсальных микропроцессоров, разработанная Академией наук Китайской Народной Республики, с целью создать альтернативу изделиям Intel и AMD. Главный конструктор — проф. Вейву Ху (Weiwu Hu) из Института компьютерных технологий. Хотя первое название архитектуры Godson было изменено на Loongson, процессор, в отличие от архитектуры, по-прежнему часто называют Godson.

В 2002 г. тремя организациями — Институтом компьютерных технологий, Академией наук Китая и группой Jiangsu Zhongy Group — была основана компания BLX IC Design Corporation, Ltd (Пекин), которая занимается разработкой 32- и 64-разрядных версий процессора, в том числе и встроенной версией, а также программного обеспечения для него и демонстрационных моделей.

В стадии проектирования находятся еще две разработки — Longmeng и Sinomanic.

Процессоры рассчитаны на запуск специальной местной версии GNU/Linux, поддерживающей китайские иероглифы.

Название

Первоначально разработка называлась Godson, что по-английски означает «крёстный сын». Затем был предложен вариант Loongson, что можно перевести как «сын дракона».

Архитектурные особенности

Loongson 1

Первая серия, Loongson 1, представляет собой 32-разрядный процессор, работающий на частоте 266 МГц. Ориентирована на встроенные системы, например такие, как кассовые терминалы, где не требуется высокая производительность и 64-разрядность. Впервые увидела свет в 2002 г.

Loongson 2

Вторая серия, Loongson 2, является 64-разрядной. Изначально работала на частоте 500 МГц. Версия процессора 2Е рассчитана на увеличенную частоту 1 ГГц. Версия процессора Godson-2F работает на на частоте 1,2 ГГц.

26 декабря 2007 г. Китай объявил о намерени построить суперкомпьютер на основе своих процессоров. Команда создателей под руководством академика Чен Гулиана (陈国良), профессора Университета науки и техники Китая, планирует использовать 330 процессоров Godson-2F. Размеры суперкомпьютера приблизительно соответствуют размерам бытового холодильника, стоимость не должна превышать 800 000 юаней.

Loongson 3

Серия Loongson 3 разрабатывается с расчётом на работу при 1 ГГц и несколько (от 8 до 16) ядер. В настоящее время (август 2007) пока не производится.

История развития

Набор инструкций процессора совместим с хорошо известным MIPS, но этот факт широко не рекламируется, дабы избежать юридического преследования со стороны правообладателя торговой марки.

В марте 2006 г. на выставке Computex’2006 в Тайбэе Было объявлено о работах по созданию на основе процессора Godson II прототипа полноценного компьютера Longmeng («Сон дракона»).

Компания, называющая себя YellowSheepRiver, также заявила о разработке устройства Municator YSR-639, компактного компьютера на базе 400-МГц Godson II.

Версия 2E

В сентябре 2006 г. было объявлено о разработке версии Loongxin IIE (Godson IIE), содержащей 47 млн транзисторов, также 64-битной, работающей на частоте 1 ГГц и поддерживающей набор команд MIPS III. С таким заявлением выступил Ли Гуоджи (Li Guojie), директор Института компьютерных технологий в составе Академии наук КНР.

Согласно опубликованным разработчиками результатам тестирования, китайский процессор вполне в состоянии соперничать с Pentium 4 и даже превосходит его ранние версии, при том, что производство обходится гораздо дешевле.

Сотрудничество с STMicroelectronics

В марте 2007 г. был достигнут важный рубеж — компания STMicroelectronics приобрела лицензию MIPS на юридически корректный массовый выпуск микропроцессоров семейства Godson. Выпускаемая модель рассчитана на 1 ГГц и 90-нм технологический процесс. Это стало возможным благодаря STMicroelectronics; в самом Китае нет фабрик с такой технологией. Все предыдущие варианты выпуска основывались на 180-мкм процессе и достигали скорости лишь в 500 МГц. На сайте компании приведены следующие характеристики процессора Loongson 2Е:

• суперскалярная архитектура
• 64-битная архитектура, four-issues out-of-order
• типичная частота 700 МГц
• 64 КБ кэш инструкций, 64 КБ кэш данных
• 512 КБ кэш II уровня
• контроллер DDR-памяти на кристалле
• лучшее потребление энергии в своем классе 4 Вт при 700 МГц TDP
• архитектура MIPS
• технологический процесс 90 нм.

По заявлению компании, опытные партии уже поставляются отдельным заказчикам, лицензия на постоянный выпуск получена на ближайшие 5 лет.

Несмотря на то, что процессор содержит 47 млн транзисторов (больше, чем 42 млн в Pentium 4), он потребляет всего 3-8 Вт. Об этом сообщил Ли Гуоджи, директор Института компьютерных технологий Академии наук Китая. На конец 2006 г. было запланировано усовершенствование процессора до версии 2F, которая принесёт на 30 % большую производительность и 50 % экономию потребляемой энергии. Его промышленное производство должно начаться до 2008 г.

13 ноября 2006 г. Китайской академией наук было объявлено о готовности Godson 2E к массовому производству. Ли Гуоджи рассказал журналистам, что скачок в возможностях между вариантами 1 и 2В процессора был двукратным, а между 2В, 2С и 2Е трёхкратным. Он заявил, что в среднем возможности их процессора удваиваются каждый год, то есть В 4 раза быстрее, чем по «Закону Мура», и что КНР сумеет «объединить серию небольших прорывов в один большой скачок».

Заявлено, что компьютеры на основе 600-МГц Godson 2E продаются в Китае по цене 1599 юаней (ок. 200 долл. США) без монитора, мыши и клавиатуры.

Операционные системы

Следует заметить, что Godson несовместим с набором команд x86, и использует модифицированный набор MIPS, с заменой некоторых команд на аналогичные, разработанные Институтом компьютерных технологий. Поэтому компьютеры на его основе не могут работать с такими операционными системами, как MS-DOS или Microsoft Windows.

К январю 2007 г. на процессор была портирована Gentoo Linux, компиляция которого была проведена на микросервере Cobalt Cube.

Пока что для этого процессора приспособлены лишь Debian GNU/Linux, (версия mipsel port) и Red Flag Linux. Ведется работа по подготовке Gentoo Linux и Slackware Linux, но релизов пока не было. Также в планах портирование Windows CE.

Достоверность под вопросом

Следует отметить важное обстоятельство: вся информация о процессоре опирается на пресс-релизы Академии наук Китая и Института компьютерных исследований. Никаких результатов испытаний или сравнений независимыми экспертами не опубликовано, что заставляет усомниться в его физическом существовании. Весь проект вполне может оказаться орудием политической или экономической пропаганды Китая, и ничем более, либо его прогресс может быть значительно преувеличен.

Даже информация на сайте независимой франко-итальянской компании STMicroelectronics сообщает лишь о достигнутых договорённостях и разработках, но не о результатах работы реального устройства.

Однако с некоторым практическим использованием можно ознакомиться на блоге My CPU Is Loongson(Godson)