A globális félvezetőipar egyik legérdekesebb és legfontosabb küzdelme zajlik jelenleg Kína és a nyugati technológiai óriások között. A tét nem kisebb, mint a technológiai szuverenitás elérése a folyamatosan szigorodó exportkorlátozások árnyékában. Ebben a kontextusban különösen nagy figyelem övezi a Loongson Technology legújabb fejlesztéseit. A legfrissebb mérések szerint azonban a kínai tervezésű, 12 magos 3C6000-es processzor bár jelentős előrelépést mutat az elődökhöz képest, a nyers teljesítmény tekintetében még mindig messze elmarad a piacvezető AMD és Intel megoldásaitól. A Phoronix által végzett átfogó Linux-alapú tesztek rávilágítottak, hogy a kínai csúcshardver még mindig háromszoros hátrányban van egy modern, középkategóriás nyugati processzorral szemben.
A kínai processzorgyártás háttere és a Loongson küldetése
Kína évek óta dollármilliárdokat fektet abba, hogy függetlenítse magát az amerikai technológiától. A Loongson nem az x86-os (Intel/AMD) vagy az ARM architektúrára épít, hanem egy saját fejlesztésű, LoongArch nevű utasításkészlet-architektúrát (ISA) használ. Ez a stratégiai döntés lehetővé teszi számukra, hogy elkerüljék a licencelési vitákat és az esetleges szankciókat, azonban rendkívül nehéz feladat elé állítja a szoftverfejlesztőket, akiknek optimalizálniuk kell az operációs rendszereket és alkalmazásokat erre az egyedi platformra. A LoongArch alapjaiban a MIPS architektúrára épít, de mára teljesen önálló ökoszisztémává nőtte ki magát, amelynek célja a kormányzati, katonai és kritikus infrastrukturális rendszerek kiszolgálása.
A legújabb generációt képviselő Loongson 3C6000 sorozat kifejezetten a szerverpiacot és a nagy teljesítményű munkaállomásokat célozza meg. A korábbi 3A6000-es modell sikerei után – amely IPC (Instruction Per Clock, órajelenként végrehajtott utasítások száma) tekintetében már megközelítette az Intel 10. generációs szintjét – nagy várakozások előzték meg a többmagos variánsokat. A tesztek azonban rávilágítottak arra a fájdalmas igazságra, hogy az architektúra hiába hatékony papíron, ha a gyártástechnológiai korlátok miatt az órajelek nem tudnak versenyezni a nyugati konkurenciával.
A teszt eredményei: 12 kínai mag a 6 amerikai ellen
A Phoronix szakportál részletes mérései során a 12 magos, 24 szálon működő Loongson 3C6000-et eresztették össze az AMD legújabb, Zen 5 architektúrára épülő Ryzen 5 9600X processzorával. Fontos megjegyezni, hogy bár a kínai chip kétszer annyi fizikai maggal rendelkezik, az AMD egysége jelentős előnnyel indult az órajelek tekintetében. Míg a Ryzen 5 9600X akár 5,4 GHz-es sebességre is képes, addig a Loongson 3C6000 megrekedt a szerény 2,5 GHz-es tartományban.
A benchmarkok során – amelyek között fordítási feladatok, titkosítási algoritmusok és tudományos számítások is szerepeltek – az AMD processzora átlagosan háromszor gyorsabbnak bizonyult. Bizonyos speciális esetekben a különbség még ennél is drasztikusabb volt. Ez rávilágít arra, hogy a több mag nem kompenzálja az alacsony órajelet és a kiforratlanabb szoftveres környezetet. A kínai mérnököknek sikerült ugyan egy robusztus architektúrát létrehozniuk, de a gyártásért felelős SMIC (Semiconductor Manufacturing International Corporation) jelenlegi litográfiai eljárásai nem teszik lehetővé a magasabb frekvenciák elérését anélkül, hogy a fogyasztás és a hőtermelés elszállna.
Technológiai specifikációk összehasonlítása
Az alábbi táblázatban összefoglaljuk a két processzor közötti legfontosabb különbségeket, amelyek rávilágítanak a teljesítménykülönbség okaira.
| Jellemző | Loongson 3C6000 | AMD Ryzen 5 9600X |
|---|---|---|
| Architektúra | LoongArch (Saját) | Zen 5 (x86) |
| Magok/Szálak száma | 12 / 24 | 6 / 12 |
| Alap órajel | 2,0 GHz | 3,9 GHz |
| Boost órajel | 2,5 GHz | 5,4 GHz |
| Gyártástechnológia | 12nm / 7nm (becsült) | 4nm (TSMC) |
| Relatív teljesítmény | ~33% | 100% |
A szoftveres ökoszisztéma kihívásai
A hardveres elmaradás mellett a Loongson legnagyobb ellensége az idő és a szoftveres támogatottság. Míg az x86-os architektúra több évtizedes optimalizáción esett át, a LoongArch támogatása még gyerekcipőben jár a Linux-kernelben is. Bár a legfrissebb disztribúciók már natívan kezelik a kínai processzort, a fordítóprogramok (mint a GCC vagy a LLVM) még nem tudják teljes mértékben kihasználni a chip egyedi utasításait. Ez azt jelenti, hogy a 3C6000 sok esetben „félgőzzel” dolgozik, mert a futtatott kód nem az ő specifikus logikájára van írva.
Ugyanakkor elismerésre méltó, hogy a Loongson mérnökei képesek voltak egy olyan platformot létrehozni, amely stabilan futtat modern szerverfeladatokat. A tesztek során a rendszer stabilitásával nem volt probléma, ami kritikus szempont a kormányzati felhasználásnál. Kína számára a 3C6000 nem a globális piaci dominanciáról szól, hanem arról, hogy ha holnap teljesen elvágnák őket a nyugati beszállítóktól, az államigazgatás és az oktatás akkor is működőképes maradjon.
Magyar vonatkozások és az európai piac
Magyarországon a Loongson processzorok jelenleg szinte elérhetetlenek a lakossági felhasználók számára, és várhatóan ez a közeljövőben nem is fog változni. A hazai IT-infrastruktúra szorosan integrálódott az x86-os és ARM ökoszisztémákba. Azonban az európai nagyvállalatok és kiberbiztonsági szakértők figyelemmel kísérik ezeket a fejlesztéseket. A diverzifikáció elméletben növelheti a biztonságot, de a kínai hardverek alkalmazása az Európai Unióban komoly geopolitikai és adatvédelmi aggályokat vet fel.
A magyarországi egyetemi kutatóközpontokban, ahol párhuzamos számításokkal és architektúra-tervezéssel foglalkoznak, a LoongArch érdekes kísérleti terep lehet. A RISC-alapú megközelítés tanulságos példája annak, hogyan lehet a nulláról felépíteni egy modern számítástechnikai környezetet. A hazai szakemberek számára a tanulság az, hogy a szoftveres optimalizáció ugyanolyan fontos, mint a tranzisztorok száma a szilíciumon.
Kilátások: Mi várható a jövőben?
A Loongson Technology már bejelentette a következő generációs 3C7000 sorozatot, amelynél a pletykák szerint már jelentős órajel-növekedést és fejlettebb gyártástechnológiát alkalmaznak. Ha sikerül elérniük a 3,5–4,0 GHz-es tartományt, a verseny sokkal szorosabbá válhat. Addig is, a 3C6000 egy fontos mérföldkő: bebizonyította, hogy Kína képes komplex, sokmagos processzorok tervezésére, még ha a gyártási hatékonyságban egyelőre el is marad a világelsők mögött.
A következő két-három év kulcsfontosságú lesz. Amennyiben a kínai SMIC gyárai képessé válnak a megbízható 5 nanométeres vagy annál kisebb csíkszélességű gyártásra, a Loongson chipek teljesítmény-per-watt mutatója drasztikusan javulhat. Ez nemcsak a kínai belpiacot rendezheti át, hanem komoly fejfájást okozhat az Intelnek és az AMD-nek az alacsonyabb árfekvésű szerverek szegmensében.
Források és hivatkozások
