Loongson

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Loongson (ранее Godson) — универсальная микропроцессорная архитектура, разработанная Академией наук Китая, с целью создать альтернативу изделиям от Intel и AMD. Главный конструктор — профессор Вейву Ху (Weiwu Hu) из Института компьютерных технологий. Хотя первоначальное название архитектуры - Godson - было изменено на Loongson, процессор, в отличие от архитектуры, по-прежнему часто называют Godson.

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

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

Название[править | править исходный текст]

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

Особенности архитектуры[править | править исходный текст]

Loongson I[править | править исходный текст]

Первое поколение, Loongson I, представляет собой 32-разрядный процессор, работающий на частоте 266 МГц. Ориентирован на встраиваемые системы, например, такие как кассовые терминалы, где не требуется высокая производительность и 64-разрядность. Впервые увидел свет в 2002 г.

Loongson II[править | править исходный текст]

Второе поколение, Loongson II, является 64-разрядным. Изначально работал на частоте 500 МГц. Версия процессора 2Е рассчитана на увеличенную тактовую частоту 1 ГГц. Версия процессора Godson-2F работает на частоте 1,2 ГГц. Исследования [1] показали, что данный процессор является архитектурно совместимым с процессором MIPS R10000, но производитель не имел лицензии на реализацию архитектуры MIPS.

26 декабря 2007 года Китай объявил о намерении построить суперкомпьютер на основе своих процессоров. Команда создателей под руководством академика Чен Гуляна (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 III[править | править исходный текст]

Поколение Loongson III разрабатывается с расчётом на работу на 1 ГГц и несколько (от 4 до 16) ядер. В 2011 году Китай объявил о выпуске процессора Godson 3b с пиковой производительностью 128 Гфлопс, потребляющего всего 40 Вт электроэнергии.

Кроме того, они показали выдающуюся энергоэффективность: 3,2 Гфлопс/Вт при 2,2 Гфлопс/Вт у ведущего сопроцессора nVidia, C2050, и она равна у новейшего 6-ядерного Xeon W3690/3,5 ГГц с векторным расширением AVX — 1,3 Гфлопс/Вт.

Спецификация процессоров[править | править исходный текст]

Имя Модель Частота
[МГц]
Архитектура
Версия
Год Ядер Процесс
[нм]
Транзисторов
[млн.]
Размер кристала
[мм²]
Потребление
[Вт]
Питание
[В]
кэш L1 D
[К]
кэш L1 I
[К]
кэш L2
[К]
Производительность
[SPEC2000]
Godson-1 1 200 MIPS 32-bit 2002 1 180 -- -- 1 -- 8 8 нет 19/25
Godson-2 2B 250 MIPS-III 64-bit 2003 1 180 -- -- -- -- 32 32 нет 52/58
Godson-2 2C 450 MIPS-III 64-bit 2004 1 180 13.5 41.5 -- -- 64 64 нет 159/114
Godson-2 STLS2E 1000 MIPS-III 64-bit 2006 1 90 47 36 7 1.2 64 64 512 503/503
Godson-2 STLS2F 1200 MIPS-III 64-bit 2007 1 90 51 43 5 1.2 64 64 512 --
Loongson 2G 2G 1000 MIPS64 2010 1 65 -- -- -- -- 64 64 1024 --
Godson-3 STLS3? 1000 MIPS64 2009 4 65 400+ -- 10 -- 64 64 4096 --
Loongson 3A STLS3? 1000 MIPS64 2010 4 65 -- -- 15 -- 64 64 4096 --
Godson-3b STLS3? 1000 MIPS64 2011 8 65 600+ 300 40 -- 64 64 4096 --
Godson-3c STLS3? 1500 MIPS64 2012? 16 28 600+ -- 20 -- -- -- -- 512 GFLOPS и при частоте до 1,5 ГГц
Godson-3h STLS3? 1000 MIPS64 2012? 1-2 28 -- -- <5 -- -- -- -- --

История развития[править | править исходный текст]

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

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

Компания Yellow Sheep River, также заявила о разработке устройства Municator YSR-639, компактного компьютера на базе 400 МГц Godson II.

Версия 2E[править | править исходный текст]

В сентябре 2006 года было объявлено о разработке версии Loongson 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 Гоцзе (李国杰), директор Института компьютерных технологий Академии наук КНР.

Согласно опубликованным разработчиками результатам тестирования, китайский процессор в состоянии соперничать с Pentium 3, лишь иногда превосходя его.[источник не указан 1724 дня]

Сотрудничество с STMicroelectronics[править | править исходный текст]

В марте 2007 году 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[источник не указан 1724 дня]. Все предыдущие варианты выпуска основывались на 180-нм процессе и достигали скорости лишь в 500 МГц. На сайте компании приведены[2] следующие характеристики процессора Loongson 2Е:

  • суперскалярная архитектура
  • 64-битная архитектура, four-issues out-of-order
  • типичная частота 700 МГц
  • 64 КБ кеш-память команд, 64 КБ кеш-память данных
  • 512 КБ кеш-память 2-го уровня (L2)
  • контроллер DDR-памяти на кристалле
  • лучшее потребление энергии в своём классе 4 Вт при 700 МГц TDP
  • архитектура MIPS
  • технологический процесс 90 нм.

По заявлению компании STM[3], опытные партии уже поставляются отдельным заказчикам, лицензия на постоянный выпуск получена на ближайшие 5 лет.

Несмотря на то, что процессор содержит 47 млн транзисторов (для сравнения, в Pentium 4 — 42 млн.), он потребляет всего 3-8 Вт. Об этом сообщил Ли Гоцзе (李国杰), 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 Гоцзе 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 2 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 1 599 юаней (ок. 200 долл. США) без монитора, мыши и клавиатуры.

Операционные системы[править | править исходный текст]

Следует заметить, что Godson несовместим с набором команд x86, и использует модифицированный набор MIPS, с заменой некоторых команд на аналогичные, разработанные Институтом компьютерных технологий.

Для работы на этом процессоре были портированы Debian GNU/Linux, gNewSense, Gentoo Linux, Red Flag Linux, NetBSD[4], OpenBSD[5]]. Ведётся работа по подготовке версии Slackware Linux, так же в рамках проекта Google Summer of Code 2010 закончилась работа по портированию FreeBSD.[6][7] С некоторой информацией о практическом использованием можно ознакомиться в блогах «My CPU is Loongson (Godson)»[8] и «CinnamonPirate»[9].

Операционные системы, спроектированные для работы только на архитектуре x86, на Godson работать не могут (десктопные операционные системы Microsoft, такие как MS-DOS или Microsoft Windows). Тем не менее, операционная система Windows CE, ориентированная на компактные и встраиваемые устройства, была портирована на процессор.[10]

Примечания[править | править исходный текст]