Бездоганна архітектура

Розділ 257. Бездоганна архітектура
 

Середина грудня.
Науково-дослідний центр Побутових комп’ютерів у місті Су Хін досяг прориву.
— Пане Чень, виготовлено першу партію прототипів. Його операції дуже плавні. Ми досягли успіху як в апаратній, так і у програмній системі! — схвильовано сказав у телефонній розмові Ху Тен Цзяо, який відповідав за проєкт.
— Вийшли прототипи?
Чень Джин був трохи здивований. Проект «Побутовий комп’ютер», який тривав два роки, нарешті дав значні результати.
...
Наступний день.
Щоб продемонструвати, що вони надають великого значення цьому проєкту, справжній Чень Джин разом із кількома виконавчими членами поїхав до міста Су Хін та оглянув дослідницький центр.
Він надіслав вітання майже 2000 розробників програмного та апаратного забезпечення в дослідницькому центрі.
Побачивши свого боса особисто, розробники були в захваті. Йому тиснули руку, фотографувалися, навіть була жінка-персонал, яка просила його обійнятись.
— Усі чудово, ви добре впоралися.
Чень Джин постійно махав рукою. Сцена була сповнена гострого ентузіазму.
...
Всередині кімнати тестування продукції.
Чень Джин побачив два прототипи, поставлені на довгий стіл.
Одним із них був побутовий робочий стіл. Він мав прямокутний центральний процесор і 19-дюймовий РК-дисплей, що мало чим відрізнялося від звичайних домашніх комп’ютерів. Іншим був ноутбук. Оскільки це був тестовий прототип, його зовнішній вигляд також був прямокутним, а його товщина була порівнянна з ThinkPad.
Керівник проєкту Ху Тен Цзяо не відразу завантажив комп’ютери. Навпаки, він попросив когось принести два чіпи.
Мікросхеми процесора комп'ютера!
Один із них мав фізичні розміри куба 4×4 сантиметри, розміром у половину долоні. Він був у чотири рази більший за звичайний процесор Intel... це був процесор для настільного комп’ютера. Інший чіп був кубом 2,5×2,5 сантиметра... це був процесор для ноутбука.
— Ці два процесори були виготовлені за 28-нм техпроцесом Zhong Xin International. Це відстало від найдосконалішої 10-нм техпроцесу Intel на два-три покоління... однак виробництво 10-нм техпроцесу Intel дуже мало. На даний момент вони в основному все ще виробляють 14-нм процесори.
Складність створення комп’ютерних процесорів була набагато вищою, ніж створення Soc на мобільних телефонах. Площа поверхні процесорів комп’ютерів була в кілька разів більша. Кількість транзисторів також була збільшена в кілька разів і навіть до десяти мільярдів разів.
При використанні однакової технології процесу чим більша площа, тим нижчий рівень відповідності та вища собівартість. Отже, 10-нм процесор Intel почав масове виробництво лише на 20x0 після трьох-чотирьох років затримки.
ЦП, виготовлений за 28-нм техпроцесом Zhong Xin International, безумовно, був найгіршим. Розрив продуктивності можна компенсувати лише збільшенням площі пластини та кількості транзисторів.
На щастя, після того, як Чень Джин допоміг вирішити проблему літографічної лінзи, літографічна машина з надвисокою роздільною здатністю, яку незабаром запустить Shangwei Microelectrics, могла б використовуватися у виробництві 10-нм комп’ютерного процесора, забезпечуючи оптимальний рівень відповідності... це майже могло пов’язати з найдосконалішим процесором Intel.
Крім того, розмір центрального процесора тут був у кілька разів більший, і хвилюватися про його низьку продуктивність абсолютно не варто.
Що ще важливіше, процесор, названий «Поколінням Azure», використовував більш поширені X86 і MIPS для своєї фізичної архітектури, які обидва мали величезну конкурентну перевагу.
Інженер Лян Юнпін, який відповідав за архітектуру ЦП, представив
— Пане Чень, архітектура ЦП, яку використовують Intel і AMD, на даний момент — це переважно архітектура X86, яка займає абсолютний мейнстрім на ринку.
— Архітектура X86, яка використовує складний набір інструкцій, має однорядкові інструкції з високою швидкістю та меншою кількістю інструкцій. Він виконує інструкції послідовно, що полегшує керування.
— Але набір інструкцій X86 має лише 8 регістрів загального призначення. У CISC більша частина даних доступна в пам'яті. З іншого боку, системи RISC (скороченого набору інструкцій) зазвичай мають дуже багато регістрів, що сповільнює швидкість усієї системи. У деяких сценаріях мікродекодування швидкість декодування буде дуже низькою та складною... через що комп’ютер матиме низький рівень використання та низьку швидкість роботи.
— Архітектура MIPS зі скороченим набором інструкцій схожа на архітектуру ARM. Він складається з великої кількості основних регістрів, що зменшує обсяг доступу до даних до пам’яті та значно знижує енергоспоживання... при однаковій продуктивності архітектура MIPS забезпечує найнижче енергоспоживання на квадратний міліметр дизайну чіпа та більш гнучкіші і відкриті для використання.
— Недоліком архітектури MIPS є певні обмеження щодо підтримки пам’яті та кешу. Існують деякі проблеми при роботі з пам'яттю великої ємності... і це саме те, в чому хороша архітектура X86.
Лян Юнпінь тримав чіп у долоні, виставив його перед Чень Джином і сказав:
— Це «архітектура Вівера(з анг. ткач)», яку використовує цей ЦП. Він враховує всі переваги архітектури X86 і архітектури MIPS одночасно. Він має високу швидкість, високу продуктивність, швидкий обмін даними в пам'яті та високе використання ЦП, але його енергоспоживання можна порівняти з архітектурою MIPS.
— Безумовно, є недоліки, які існують в інших архітектурах, але в нашій архітектурі Вівера всі вони усунуті!
— Причина в тому, що розподіл транзисторів на цьому ЦП виконується не за попередньою матричною схемою, а за особливим видом «матриці». Ці «матриці» можна урізноманітнити, дозволяючи об’єднувати ці транзистори в обчислювальні блоки, а іноді – у комірки пам’яті... інтелектуально змінюючи їх для різноманітного використання.
— Ідеально реалізує як високу продуктивність, так і енергоощадний.
Чень Джин кивнув.
Архітектура Вівер була принесена ним з Оперативної бази, звичайно, він знав про силу та переваги цієї архітектури.
Коротко кажучи, ця архітектура була в авангарді серед усіх основних архітектур, які зараз існували на ринку. Це був передовий продукт, який перевищив одне покоління.
Мало того, що він забезпечує високу продуктивність і низьке енергоспоживання, він також має вбивчу функцію. І це може бути як чистий центральний процесор, так і чистий графічний процесор. Він міг виконувати всі операції, які могла виконувати графічна карта, без необхідності купувати відеокарту окремо.
Зазвичай ціна трохи кращого процесора становила приблизно тисячу доларів. Але продуктивність вбудованої інтегрованої графіки була б дуже низькою і дозволяла б користувачам грати лише в ігри, які потребують низької конфігурації системи.
Якби користувач додав кращу графічну карту, призначену для роботи з графікою, щоб зіграти в королівську битву, її ціна, з іншого боку, становила б принаймні тисячу доларів і вище, а може навіть 2000, 3000, 5000... відеокарта займе приблизно половину ціни всього комп'ютера. Ціна обох елементів разом еквівалентна 60-70% ціни високотехнічного комп’ютера.
Тепер, завдяки процесору «поколінню Azure» на архітектурі Вівера, людям не доведеться купувати високопродуктивну відеокарту окремо за ціною всього 1500 доларів. Як людей не зворушити?
Звичайно, враховуючи, що і центральний, і графічний процесор значно збільшать енергоспоживання, якщо хтось запустить гру, яка вимагає надзвичайно високих конфігурацій системи, навіть холодна вода не зможе охолодити величезне тепло, яке виділяється сотнями ват робочої потужності. Незалежну відеокарту необхідно розробити пізніше.
Але на даний момент це було цілком достатньо.
Ху Тен Цзяо тримав ЦП розміром з половину своєї долоні й сказав. — Пане Чень, якщо цей ЦП можна зробити за 10-нм техпроцесом, його продуктивність у обробці графіки буде приблизно еквівалентна RTX2080... це буде достатньо в нинішній час. Більшості користувачів не доведеться думати про додавання іншої відеокарти.
Чень Джин кивнув. RTX2080 вже був величезною річчю з ціною понад 10 тисяч доларів на ринку. Можливо, тільки не більше 1% населення світу може дозволити собі такий люкс.
Крім заможного населення розміром з півлітра, для більш ніж 99% звичайних користувачів ЦП з «архітектурою Вівера» стане для них найкращою оцінкою.
Звичайно, гарна апаратна архітектура все ще повинна поєднуватися з відповідними операційною системою та програмним забезпеченням, щоб розкрити свій максимальний потенціал.
Наприклад, попри те що в архітектурі X86 було багато недоліків, альянс win-tel, сформований із Microsoft та Intel, зіграв вирішальну роль у широкому застосуванні архітектури X86, що в кінцевому підсумку домінувало в абсолютному мейнстрімі на ринку.
Тому Чень Джин знову поглянув на два комп’ютери перед собою.
— Увімкніть комп’ютер. Дайте мені побачити продуктивність операційної системи.
— Гаразд.
Двоє співробітників одночасно натиснули кнопку живлення.