Čína má už víc než dvacet let vývoj vlastních procesorů Loongson, které začínaly na začátku tisíciletí jako nelicencovaná kopie MIPS. Tato instrukční sada mezitím v podstatě skončila, ale Loongson vytrval a přetvořil ji nedávno na vlastní nazvanou LoongArch. Teď firma přišla se zajímavou novou generací 3A6000, jejíž jádra mají velmi vysoké IPC, výkon na 1 MHz se rovná nejmodernějším CPU Intel. IPC ovšem není všechno…
Loongson 3A6000 (či LS3A6000) používá architekturu jádra CPU LA664, je vyráběný na 14nm, či 12nm výrobním procesu a obsahuje čtyři jádra, která dosahují frekvencí 2,0–2,5 GHz. Při 2,5 GHz má čip 50W TDP. Procesor obsahuje sdílenou 16MB L3 cache, každé jádro používá 256kB privátní L2 cache, což je dost podobné koncepci Intelu v generacích Nehalem až Skylake. CPU má integrovaný paměťový řadič pro DDR4–3200.
Zajímavé je, že procesor podporuje SMT, každé jádro LA664 zpracovává dvě vlákna. Je to poprvé, co Loongson tuto technologii implementoval (a paradoxně v době, kdy ji chce Intel opustit). SMT zlepší mnohovláknový výkon a bude užitečné v serverové verzi těchto procesorů, která bude mít i více jader.
IPC jako Raptor Lake (a takty jako Pentium M)
Loongsony prakticky vždy trpěly tím, že byly výrazně pozadu výkonem. Nová generace 3A6000 je v tom trošku jiná, ale zároveň stejná. Podle prvních publikovaných testů se totiž architektura LA664 docela pochlapila v tzv. IPC, tedy ve výkonu na 1 MHz, v čemž se často architektury porovnávají. Nové jádro Loongsonu, zdá se, dosahuje podobného IPC jako aktuálně nejvýkonnější jádro Intelu, Golden Cove / Raptor Cove (na podobné úrovni má IPC i Zen 4 od AMD). Při srovnání LS3A6000 na taktu 2,5 GHz s procesorem Intel Core i5–14600K (generace Raptor Lake Refresh) také na 2,5 GHz dokáže Loongson vyhrát v celočíselné části testů SPEC2006 (41,3 proti 38,5 bodu), zatímco jen těsně prohrává v FPU části (50,4 bodu proti 51,9 u Intelu). Šlo samozřejmě o testy na Linuxu, s kompilací pomocí GCC 8.3.
Odvrácená stránka mince je, že zatímco Core i5–14600K má maximální takty víc než dvojnásobné, pro Loongson je 2,5 GHz nejvyšší takt, kterého dosahuje. IPC mu tak není moc platné a v reálném výkonu prohraje i s pomalejšími čtyřjádrovými deriváty architektury Skylake jako Core i3–10100, nebo i se staršími modely. Výkon samozřejmě nedělá jen IPC samo, zde je to dobře vidět. Uvidíme, jak se povede frekvence vylepšit při přechodu na novější výrobní procesy, nicméně Loongson je pod americkými sankcemi, a bude tak muset používat továrny SMIC, nebude mít přístup k té nejpokročilejší křemíkové technologii od TSMC.
Deska Asus XC-LS3A6M s procesorem Loongson 3A6000
Loongson na standardních PC deskách, už i od Asusu?
Nakonec je jedna z nejzajímavějších věcí možná něco jiného (se vším respektem k inženýrům vyvíjejícím architekturu). U Loongsonů bylo vždy problémem sehnat mimo Čínu reálný hardware, což se moc nelepšilo, ba možná i spíš zhoršovalo (před nějakými deseti lety se objevovaly notebooky s těmito procesory, teď moc ne). Bylo ale oznámeno, že LS3A6000 „adoptuje“ důležitý mezinárodní výrobce počítačů – Asus.
Ten bude vyrábět základní desku pro tyto procesory, respektive desku s tímto CPU integrovaným, protože je použité pouzdro BGA pájené na PCB. Deska se jmenuje Asus XC-LS3A6M, má formát mATX a je standardní desktopová (včetně napájení zdrojem ATX) se sloty PCIe, M.2, porty SATA (a dokonce má, zdá se, i konektor pro USB-C na čelním panelu a POST displej). Použité jsou paměti DDR4 a zdá se, že je přítomná nějaká forma integrovaného GPU s výstupy D-Sub a HDMI. Až na nutnost použití operačního systému Linux (v distribuci, která má port na LoongArch), se tedy bude dát postavit standardní, byť exotický PC desktop.
Pokud víme, je to první případ, kdy se Loongsonu podařilo takto nějakého z velkých výrobců desek a PC „ulovit“. A možná to tedy může věstit větší komerční úspěch pro tyto procesory. Ne, že by bylo pravděpodobné, že se rozšíří nějak masivně, ekosystém x86 a ARM procesorů asi nikdy nebudou mít šanci napodobit a ohrozit. Ale bude zajímavé vidět, zda si přeci nějaké to místo na slunci neurvou. Třeba se teď budou desky s těmito CPU snáze dát pořídit přes internetové obchody typu AliExpress (když nic jiného, tak pro zpestření hardwarových sbírek a experimenty s touto architekturou).
Extrémní OC
Overclocker Uncle Tony z čínské pobočky Asusu na desce dokonce zkusil Loongson 3A6000 přetaktovat. Nízké výchozí frekvence evidentně nejsou zvolené z plezíru, se vzduchovým chlazením se CPU dostalo jen na 2,63 GHz a na 3,0 GHz už byl třeba kapalný dusík (Intel přitom při extrémním OC atakuje 9 GHz).
Takt 3,0 GHz asi není strop, mělo by jít toliko o limit toho, co lze nastavit v BIOSu desky. Skutečný limit by se asi objevil až tedy, kdyby se extrémním OC těchto čipů overclockeři zabývali seriózně (a nastavení násobiče a základních frekvencí dovolila). Nicméně to, jak nízký byl maximální takt na vzduchu, již o něčem svědčí.
Tip: Ruské počítače a servery může ovládnout Čína. Lokální OS se chystá na procesory LoongArch
Zdroje: ITHome, Tom's Hardware, TechPowerUp
