Inleiding

Een aantal weken geleden onthulden Chinese onderzoekers in Californië de derde generatie Loongson cpu (letterlijk Draken core chip). Ondanks de populariteit in China wordt deze processor-reeks nauwelijks in het westen gebruikt.

In China worden ze onder andere verwerkt in subnotebooks, minicomputers en er bestaat zelfs een supercomputer met 330 Loongson cpu’s met een rekenkracht van een TeraFLOPS (piek). Vergeleken met Roadrunner (’s werelds snelste supercomputer gemaakt door IBM) die 1700 TeraFLOPS (piek) haalt lijkt dit weinig, maar de prijs van rond de 8000 euro die deze supercomputer kost in vergelijking met de 100 miljoen euro die IBM’s speeltje kost, zorgt er voor dat deze computer toch aantrekkelijk wordt voor bedrijven die complexe simulaties draaien of bijvoorbeeld universiteiten.

Een stukje geschiedenis

De Loongson is uniek, de processor wordt namelijk in China gefabriceerd én ontworpen. Nu is dat eerste niet zo gek, veel bedrijven, waaronder AMD hebben nog steeds veel fabs in het westen staan, zo lezen veel AMD processors nog steeds diffused in Germany Made in Malaysia wat er op neer komt dat de core (dus het stukje wat van de wafer komt) in Duitsland is geproduceerd, maar de overige componenten als de heatspreader en PCB in Maleisië worden gemaakt. Tegenwoordig worden echter, en zeker met de steeds geavanceerdere techniek die nu ook in China beschikbaar is, steeds meer cores ook gewoon in China geproduceerd.

Vaak zijn het westerse ontwerpen die in China worden gemaakt met onze westerse technologie, het is vrij zeldzaam dat Chinese bedrijven zelf chips ontwikkelen (R&D). Maar dit is ook aan het veranderen. Westerse fabrikanten zijn niet vreemd van outsourcing, zo laten laptopbouwers het produceren van laptops over aan gigantische ODM’s als Quanta en Compal (beide Taiwanees) en laten bedrijven als Apple, Microsoft en Sony de productie over aan bedrijven als Foxconn (ook Taiwanees). Naast de productie wordt er de laatste jaren ook steeds meer ontwikkeld in China, zo verwerven bedrijven als HTC een steeds grotere markt in het westen.

Nu wordt de Loongson ook ontwikkeld in China en wel door het Institute of Computing Technology van de Chinese Academy of Sciences, waar zo’n 200 onderzoekers aan dit ontwerp werken. Het project is oorspronkelijk door de Chinese overheid opgezet en gefundeerd met het doel ook de gewone burger in China met de computer kennis te laten maken. Er is echter nog een doel, zo stelt Tom Halfhill, een analist die werkt voor researchbedrijf In-stat. Hij stelt dat net als Amerika energie onafhankelijk wil zijn van de rest van de wereld, China ook onafhankelijk wil zijn van westerse technologieën.

Aan de derde generatie gingen vanzelf twee generaties vooraf, de eerste versies, Loongson-1 en -2, deden hun werk op respectievelijk 266 en 1200 MHz waren ondanks het gebruik van 64-bit-registers niet echt snel. Deze processoren werden vooral op het Chinese onderwijs ingezet in thin-client oplossingen.

Verder werden ze beperkt door de afwezigheid van een x86-instructieset waardoor het gebruik van Windows onmogelijk was. De processors maakten gebruik van de MIPS instructieset (RISC architectuur) die tegenwoordig veel gebruikt wordt voor chips in embedded systems, maar ook bijvoorbeeld voor spelcomputerprocessors als de PSP, Nintendo 64 en Playstation 2. Door het gebruik van deze MIPS-instructieset waren deze chips alleen compatible met enkele Linux besturingssystemen.

De derde generatie

Toen eind augustus de Loongson-3 voor medio 2009 werd aangekondigd, werd gelijk duidelijk dat er een aantal grote veranderingen zijn doorgevoerd. Zo zal de Loongson-3 meerdere cores ondersteunen, er werden ontwerpen met 4 en 8 cores aangekondigd en worden x86 instructies ondersteund.

Dat laatste is echter een heikel punt, iedere processor met een complete x86-instructieset hoort namelijk een licentie van Intel te hebben. Ook is het fysiek onmogelijk om een RISC-architectuur complexere instructies, die x86 verlangt, te laten draaien. Hiervoor is namelijk ingewikkeldere machinecode voor nodig en een compleet andere architectuur genaamd CISC. Om de licensies en technische problematiek te omzeilen zal de Loongson-3 de x86-architectuur door middel van 200 extra instructies alleen kunnen emuleren. Volgens een woordvoerder van Intel zal dit ongeveer 20 procent performanceverlies opleveren. Hoe de emulatie precies wordt gerealiseerd zonder Intels patenten te schaden, is helaas nog onbekend. Ondanks het verlies blijft het toch een groot voordeel dat er nu ook x86-instructies worden ondersteund, zo zal veel commerciële x86-programmatuur (als Windows) nu ook ondersteund worden door de Loongson-3.

Daarnaast zorgt het efficiënte ontwerp op 65nm er ook voor dat een Loongson-3 met 4 cores die op 1,2 GHz werken maar een TDP heeft van 10 watt. Dit maakt ze uitermate geschikt voor subnotebooks en UMPC’s. Verder lijkt het ontwerp, ondanks het ontbreken van benchmarks, met onder andere een geïntegreerde geheugencontroller (met ondersteuning voor DDR2) zoals AMD en Intel die ook kennen, de 64-bit ondersteuning en 2 MB L2 cache, toch een grote stap vooruit.

Verder heeft het Zwitserse STMicroelectronics (een bekende IC producent) aangekondigd de chip te gaan distribueren en is er al een Frans bedrijf genaamd EMTEC, dat zijn subnotebook Gdium voor 399 euro verkoopt met een Loongson-2 processor.

In de toekomst, met de opkomst van de subnotebooks die nu onderhand in iedere bouwmarkt, speelgoedwinkel en drogisterij te koop zijn, gaan we zeker nog van ST en Loongson horen op de processormarkt. Ook het internationale succes kan er misschien voor zorgen dat de Chinese overheid in ziet dat een x86-licentie onmiskenbaar is en zal de native ondersteuning voor een extra snelheidswinst zorgen.

En wie weet kan China ook in 2010 op de Olympische Spelen in Engeland het computergeanimeerde vuurwerk verzorgen, maar dan met de Loongson-3.

Naslagwerk