Nga công bố bộ xử lý Irtysh dựa trên kiến trúc LoongArch, hướng tới máy chủ và PC, tối đa 64 nhân, xung nhịp 2.0GHz
Gần đây xuất hiện thông tin cho rằng Nga đang phát triển một bộ xử lý hoàn toàn mới mang tên “Irtysh” (sông Irtysh), dựa trên kiến trúc LoongArch do Trung Quốc tự nghiên cứu và phát triển, được Loongson Technology cấp phép mở và độc lập tự chủ.
Con chip này trước mắt nhắm tới thị trường máy chủ, sau đó sẽ mở rộng sang PC, thậm chí có kế hoạch xuất khẩu ra ngoài Nga.
Theo truyền thông công nghệ Nga TAdviser, phóng viên đã trực tiếp đến thăm Tramplin Electronics (Tập đoàn Điện tử Tramplin), đơn vị nghiên cứu và phát triển bộ xử lý Irtysh, để tìm hiểu sâu về việc cấp phép kiến trúc, chi tiết kỹ thuật và định hướng phát triển. Phía chính thức cho biết chi phí đầu tư cho dự án này là rất lớn, tuy nhiên không công bố con số cụ thể.
Nhà đầu tư đứng sau dự án là doanh nhân kiêm nhà từ thiện vùng Omsk, ông Svyatoslav Kapustin, cũng là người đứng đầu Tập đoàn Tramplin, với lĩnh vực hoạt động trải rộng từ công nghệ, giáo dục, xã hội, xây dựng cho tới truyền thông.
Trước đây, Tramplin từng đầu tư vào các dự án CPU nội địa của Nga nhưng phải dừng lại do các lệnh trừng phạt và phong tỏa. Lần này, việc lựa chọn LoongArch của Loongson chính là vì tính tự chủ hoàn toàn và không bị phụ thuộc.
Kiến trúc tập lệnh LoongArch ra đời năm 2021, do Loongson tự nghiên cứu, đạt mức tự chủ hoàn toàn, hiện đã được triển khai trên toàn bộ dòng sản phẩm của hãng.
Trong sáu hướng phát triển CPU nội địa của Trung Quốc, Loongson là một trong hai cái tên thực sự độc lập tự chủ (bên còn lại là ShenWei), nhưng là hãng duy nhất đưa sản phẩm ra thị trường dân dụng, trong khi ShenWei chỉ phục vụ siêu máy tính.
Thực tế, nhân CPU của Loongson luôn được cấp phép mở. Khi ra mắt Loongson 3A6000 vào năm 2023, hãng còn tuyên bố kiến trúc LoongArch sẽ được cấp phép miễn phí vĩnh viễn và cho phép tùy biến, đồng thời ký thỏa thuận cấp phép IP nhân CPU với 10 doanh nghiệp.
Hiện nay, trong số các công ty Trung Quốc vừa sở hữu CPU hiệu năng cao vừa triển khai cấp phép công nghệ, chỉ Loongson có IP lõi và kiến trúc tập lệnh hoàn toàn không liên quan tới công nghệ phương Tây, đồng thời sở hữu hệ sinh thái phần cứng và phần mềm hoàn chỉnh cho máy chủ và máy tính để bàn. Mức độ hỗ trợ đã lọt top 3 thế giới, trở thành hệ sinh thái CNTT thứ ba song song với x86 và Arm.
Ngược lại, các công ty khác hoặc phụ thuộc công nghệ phương Tây, hoặc chưa tự chủ triệt để nên không đủ điều kiện cấp phép toàn diện. Ví dụ, Phytium và Kunpeng đều dựa trên Arm, Zhaoxin dùng kiến trúc x86 từ VIA, tương lai phát triển không hoàn toàn do họ quyết định, thậm chí đã chịu các lệnh trừng phạt nghiêm trọng.
Loongson không chỉ tự phát triển nhân CPU, mà toàn bộ IP quan trọng trong một bộ xử lý đều do họ tự làm, bao gồm:
Bộ xử lý Irtysh dựa trên nhân siêu vô hướng 64-bit LA664 mới nhất của Loongson, cũng là nhân được dùng trên Loongson 3A6000 và 3C6000, với kiến trúc 6 phát lệnh, thực thi ngoài thứ tự. Đây cũng là kết quả cấp phép mở đầu tiên được công bố của nhân LA664, và ngay cả với Trung Quốc thì đây vẫn là công nghệ rất tiên tiến.
Tramplin Electronics đã hoàn tất việc tiếp nhận công nghệ LoongArch vào tháng 10 năm nay, bao gồm ký hợp đồng cấp phép, thanh toán khoản phí lớn và nhận đầy đủ tài liệu kỹ thuật. Ngoài kiến trúc lõi, họ còn được cấp phép các công nghệ vật lý như DDR4 và PCIe 4.0. Đây là thỏa thuận cấp phép công nghệ quy mô lớn đầu tiên tại Nga.
Nhờ cơ chế cấp phép linh hoạt của Loongson, Tramplin có quyền tự do bổ sung, cắt giảm, chỉnh sửa công nghệ, tự thiết kế CPU tương thích LoongArch và nâng cấp theo nhu cầu, gần như không bị hạn chế. Tuy nhiên, hai bên cũng thống nhất không mở rộng tùy tiện tập lệnh nhằm đảm bảo tính tương thích hệ sinh thái.
Ngoài ra, Tramplin còn có kế hoạch xin cấp phép công nghệ CPU PC siêu tiết kiệm điện, chi phí thấp từ Loongson, nhưng chưa công bố chi tiết.
Tramplin cho biết Irtysh là một bộ xử lý hoàn toàn độc lập, được lắp ráp và sản xuất tại Nga, đồng thời tự phát triển mô-đun bảo mật, từ đó xây dựng hệ thống phần cứng, phần mềm đáng tin cậy mà thị trường Nga đang rất cần. Không ai có thể cấm Nga sản xuất con chip này, can thiệp địa điểm sản xuất hay tước quyền sử dụng các IP độc lập.
Dựa vào cấp phép từ Loongson, Nga có thể tiếp tục tiến trình tự chủ CPU, đảm bảo chủ quyền thông tin quốc gia.
Irtysh hiện có ba phiên bản:
Điểm quan trọng là Loongson tập trung nâng cao IPC kiến trúc, không quá phụ thuộc vào tiến trình tiên tiến, nhằm đạt hiệu năng cạnh tranh ngay cả khi dùng công nghệ sản xuất trưởng thành, chi phí thấp. Điều này rất phù hợp với điều kiện thực tế của Nga.
Tramplin cho biết hiệu năng Irtysh có thể so sánh với Intel Xeon thế hệ trước, còn giá bán dự kiến tương đương Xeon Silver đời cũ.
Irtysh có nhiều điểm tương đồng với Loongson 3C6000 cho máy chủ. Mục tiêu xuất xưởng năm đầu tiên là 30.000 chip, một con số đầy thách thức.
Tramplin kỳ vọng đến đầu năm 2026 sẽ có 2–3 công ty Nga tung ra máy hoàn chỉnh dựa trên Irtysh, cùng với nhiều đối tác tiềm năng khác. Các hệ điều hành Nga như Basalt, Norsi-Trans, ASCON đã hỗ trợ kiến trúc Loongson.
Do thị trường máy chủ Nga chỉ khoảng 200.000 máy mỗi năm, Tramplin cũng có kế hoạch mở rộng ra thị trường quốc tế. Để tránh cạnh tranh, Loongson và Tramplin đã phân chia thị trường rõ ràng, theo đó Loongson sẽ không trực tiếp tham gia thị trường Nga.
Cuối cùng, Tramplin cũng đang phát triển GPU riêng, sử dụng công nghệ lõi được cấp phép kết hợp thiết kế tự chủ, nhưng chi tiết sẽ được công bố sau.
Theo truyền thông công nghệ Nga TAdviser, phóng viên đã trực tiếp đến thăm Tramplin Electronics (Tập đoàn Điện tử Tramplin), đơn vị nghiên cứu và phát triển bộ xử lý Irtysh, để tìm hiểu sâu về việc cấp phép kiến trúc, chi tiết kỹ thuật và định hướng phát triển. Phía chính thức cho biết chi phí đầu tư cho dự án này là rất lớn, tuy nhiên không công bố con số cụ thể.
Nhà đầu tư đứng sau dự án là doanh nhân kiêm nhà từ thiện vùng Omsk, ông Svyatoslav Kapustin, cũng là người đứng đầu Tập đoàn Tramplin, với lĩnh vực hoạt động trải rộng từ công nghệ, giáo dục, xã hội, xây dựng cho tới truyền thông.
Trước đây, Tramplin từng đầu tư vào các dự án CPU nội địa của Nga nhưng phải dừng lại do các lệnh trừng phạt và phong tỏa. Lần này, việc lựa chọn LoongArch của Loongson chính là vì tính tự chủ hoàn toàn và không bị phụ thuộc.
Kiến trúc tập lệnh LoongArch ra đời năm 2021, do Loongson tự nghiên cứu, đạt mức tự chủ hoàn toàn, hiện đã được triển khai trên toàn bộ dòng sản phẩm của hãng.
Trong sáu hướng phát triển CPU nội địa của Trung Quốc, Loongson là một trong hai cái tên thực sự độc lập tự chủ (bên còn lại là ShenWei), nhưng là hãng duy nhất đưa sản phẩm ra thị trường dân dụng, trong khi ShenWei chỉ phục vụ siêu máy tính.
Thực tế, nhân CPU của Loongson luôn được cấp phép mở. Khi ra mắt Loongson 3A6000 vào năm 2023, hãng còn tuyên bố kiến trúc LoongArch sẽ được cấp phép miễn phí vĩnh viễn và cho phép tùy biến, đồng thời ký thỏa thuận cấp phép IP nhân CPU với 10 doanh nghiệp.
Hiện nay, trong số các công ty Trung Quốc vừa sở hữu CPU hiệu năng cao vừa triển khai cấp phép công nghệ, chỉ Loongson có IP lõi và kiến trúc tập lệnh hoàn toàn không liên quan tới công nghệ phương Tây, đồng thời sở hữu hệ sinh thái phần cứng và phần mềm hoàn chỉnh cho máy chủ và máy tính để bàn. Mức độ hỗ trợ đã lọt top 3 thế giới, trở thành hệ sinh thái CNTT thứ ba song song với x86 và Arm.
Ngược lại, các công ty khác hoặc phụ thuộc công nghệ phương Tây, hoặc chưa tự chủ triệt để nên không đủ điều kiện cấp phép toàn diện. Ví dụ, Phytium và Kunpeng đều dựa trên Arm, Zhaoxin dùng kiến trúc x86 từ VIA, tương lai phát triển không hoàn toàn do họ quyết định, thậm chí đã chịu các lệnh trừng phạt nghiêm trọng.
Loongson không chỉ tự phát triển nhân CPU, mà toàn bộ IP quan trọng trong một bộ xử lý đều do họ tự làm, bao gồm:
- Nhân đồ họa GPU
- Thuật toán mã hóa và giải mã
- Các giao diện tốc độ cao như PCIe
- Giao diện bộ nhớ DDR, SDRAM, SRAM, SPI, NAND, NOR
- Giao diện âm thanh, hình ảnh
- Các thanh ghi và lớp vật lý (PHY)
Bộ xử lý Irtysh dựa trên nhân siêu vô hướng 64-bit LA664 mới nhất của Loongson, cũng là nhân được dùng trên Loongson 3A6000 và 3C6000, với kiến trúc 6 phát lệnh, thực thi ngoài thứ tự. Đây cũng là kết quả cấp phép mở đầu tiên được công bố của nhân LA664, và ngay cả với Trung Quốc thì đây vẫn là công nghệ rất tiên tiến.
Tramplin Electronics đã hoàn tất việc tiếp nhận công nghệ LoongArch vào tháng 10 năm nay, bao gồm ký hợp đồng cấp phép, thanh toán khoản phí lớn và nhận đầy đủ tài liệu kỹ thuật. Ngoài kiến trúc lõi, họ còn được cấp phép các công nghệ vật lý như DDR4 và PCIe 4.0. Đây là thỏa thuận cấp phép công nghệ quy mô lớn đầu tiên tại Nga.
Nhờ cơ chế cấp phép linh hoạt của Loongson, Tramplin có quyền tự do bổ sung, cắt giảm, chỉnh sửa công nghệ, tự thiết kế CPU tương thích LoongArch và nâng cấp theo nhu cầu, gần như không bị hạn chế. Tuy nhiên, hai bên cũng thống nhất không mở rộng tùy tiện tập lệnh nhằm đảm bảo tính tương thích hệ sinh thái.
Ngoài ra, Tramplin còn có kế hoạch xin cấp phép công nghệ CPU PC siêu tiết kiệm điện, chi phí thấp từ Loongson, nhưng chưa công bố chi tiết.
Dựa vào cấp phép từ Loongson, Nga có thể tiếp tục tiến trình tự chủ CPU, đảm bảo chủ quyền thông tin quốc gia.
Irtysh hiện có ba phiên bản:
- S616: 16 nhân, 2.2GHz, 844.8 GFLOPS
- S632: 32 nhân, 2.1GHz, 1612.8 GFLOPS
- S664: 64 nhân, 2.0GHz, 3072 GFLOPS
Điểm quan trọng là Loongson tập trung nâng cao IPC kiến trúc, không quá phụ thuộc vào tiến trình tiên tiến, nhằm đạt hiệu năng cạnh tranh ngay cả khi dùng công nghệ sản xuất trưởng thành, chi phí thấp. Điều này rất phù hợp với điều kiện thực tế của Nga.
Tramplin cho biết hiệu năng Irtysh có thể so sánh với Intel Xeon thế hệ trước, còn giá bán dự kiến tương đương Xeon Silver đời cũ.
Irtysh có nhiều điểm tương đồng với Loongson 3C6000 cho máy chủ. Mục tiêu xuất xưởng năm đầu tiên là 30.000 chip, một con số đầy thách thức.
Tramplin kỳ vọng đến đầu năm 2026 sẽ có 2–3 công ty Nga tung ra máy hoàn chỉnh dựa trên Irtysh, cùng với nhiều đối tác tiềm năng khác. Các hệ điều hành Nga như Basalt, Norsi-Trans, ASCON đã hỗ trợ kiến trúc Loongson.
Do thị trường máy chủ Nga chỉ khoảng 200.000 máy mỗi năm, Tramplin cũng có kế hoạch mở rộng ra thị trường quốc tế. Để tránh cạnh tranh, Loongson và Tramplin đã phân chia thị trường rõ ràng, theo đó Loongson sẽ không trực tiếp tham gia thị trường Nga.
Cuối cùng, Tramplin cũng đang phát triển GPU riêng, sử dụng công nghệ lõi được cấp phép kết hợp thiết kế tự chủ, nhưng chi tiết sẽ được công bố sau.