Mellékleteink: HUP | Gamekapocs
Keres

Három utasításkészletet támogat az új Loongson lapka

Gálffy Csaba, 2015. szeptember 09. 10:46
Ez a cikk több évvel ezelőtt születetett, ezért előfordulhat, hogy a tartalma már elavult.
Frissebb anyagokat találhatsz a keresőnk segítségével:

Érdekes új fejlesztést jelentett be a Loongson Technologies, a kínai félvezetőgyártás egyik úttörő vállalata. Az új Loongson 3A és 3B lapkák bináris fordítással x86-os és ARM-os alkalmazások futtatására is képesek, a natív MIPS mellett.

Új, több utasításarchitektúrát támogató processzorokat leplezett le a Loongson Technology, a kínai kormány által támogatott félvezetőipari vállalat. A Loongson processzorok alapját a MIPS64 utasításarchitektúra adja, nincs ez másként a cég új, GS464E jelzésű magjánál sem, ez dolgozik a Loonson-3A2000 és a 3B2000 jelzésű processzorokban. A MIPS mellett azonban bináris fordítással megoldott az x86-os és az ARM-os kód futtatása is, nyilván a teljesítmény kárára.

Hol tart ma a (kínai) tudomány?

Mindkét lapka négymagos felépítést követ, a lényeges különbség, hogy az A jelű verzió önmagában, a B jelű viszont több foglalatos rendszerekben teljesít szolgálatot, akár 16 processzoros kivitelben is. A mikroarchitektúra 9 fokozatból álló futószalagot implementál, az utasítások végrehajtása pedig az energiatakarékos (de lassú) in-order megközelítést használja. Egy lapkán két lebegőpontos egység is található, a memóriavezérlő és a magok közötti kommunikációért felelős crossbar mellett. Az előző generációhoz képest egyébként a memóriavezérlő jelenti az egyik legnagyobb előrelépést, a "sima" Loongson 3-hoz képest 18-22-szeres ugrást sikerült elérni.

Némi meglepetést jelent, hogy a két új processzort kimondottan csúcsmodellként definiálja a Loongson, a 3A2000-t nagy teljesítményű számítógépekhez kínálja, asztali számítógépekbe és notebookokba illetve beágyazott rendszerekbe, a 3B2000 pedig 8 és 16 foglalatos szerverekhez készül. A 3B családba tartozik a 3B1500 is, amely 1,5 GHz-es órajelet kapott, nyolcmagos kiszerelésben pedig elméleti maximális teljesítménye 192 GFLOPS, 30 wattos fogyasztás mellett.

Nagy ígéret. Az alacsony órajel korlátozza azért az abszolút teljesítményt.

Nem véletlen, hogy a vállalat szívesen beszél a hatékonyságról, saját közlése szerint az órajelhez normalizált teljesítmény dolgában az új Loongson magok az ARM Cortex-A57 és az AMD Piledriver (FX-8320) között helyezkedik el. Ezt független mérések egyelőre nem igazolják, de ha az adat valós, az komoly fegyvertény lenne a Loongson mérnökeitől. Még úgy is, hogy a kínai lapka órajele természetesen közelében sem jár az AMD által elért 4 GHz-nek vagy az ARM magok 2-2,5 GHz-ének, így abszolút teljesítményben messze elmarad azért a modern lapkáktól.

A kínai vállalat beszélt a jövőbeni tervekről is, 2016-ban érkezik két új lapka, a 3A3000 és a 3B3000, amelyek már 40 helyett 28 nanométeren készülnek, a megcélzott órajel pedig 2 GHz közelében lesz.

A Loongson új lapkáinak érdekessége, hogy támogatják az ARM és x86-os utasításkészletet is, bináris fordításon keresztül. Ez roppant érdekes megközelítés, hasonlót nagyon ritkán látni, mivel számottevően csökkenti a processzor teljesítményét a natív utasításkészlethez képest. Ennek ellenére például az Nvidia Denver ilyen megközelítést használ, sebessége és energiahatékonysága azonban nem marad el érdemben az ARM-os lapkáktól, lehet tehát fantázia a Loongson elképzelésében.

A már említett GS464E magok, amelyek a két lapkában dolgoznak, a MIPS64 utasításarchtektúrára épülnek, ezt azonban a Loongson több saját utasításkészlet-kiterjesztéssel toldotta meg. A LoongBT olyan utasításokat implementál, amelyek a bináris fordítás hatékonyságát javítják, a LoongVM az egyedi virtualizációs megoldások támogatását segíti, a LoongSIMD pedig 128 és 256 bites vektoros műveleket ad a processzorhoz.

Az ARM és x86-os utasításkészlet támogatása ugyanakkor érdekes kérdést vet fel: a kínaiak ugyanis nem rendelkeznek licenccel ezek használatához, így nem tiszta, pontosan hogyan tudták ezt implementálni. Várhatóan sem az Intel, sem az ARM Inc. nem foglalkozik érdemben a problémával míg a Loongson csak kutatási projekt, de ha sikert érne el a piacon, jó eséllyel perekre számíthat a gyártó.

A Loongson CPU-k több operációs rendszert is támogatnak, létezik például Android-port is a platformhoz. A bináris fordításhoz azonban egyelőre csak a LOONGNIX operációs rendszert támogatják, ezt a Linux disztribúciót a cég kimondottan a GS464E magokhoz optimalizálta. E rendszer tartalmazza a bináris fordításhoz szükséges szoftveres támogatást is, így a linuxos alkalmazások újrafordítására nincs szükség MIPS64-re.