Процессоры Nvidia наращивают свою мощность, а китайские чипы на архитектуре RISC-V готовы дать отпор

На этой неделе от Nvidia пришла немаловажная новость: процессор следующего поколения Vera, разработанный для ЦОД с поддержкой ИИ, станет доступен для заказа китайскими заказчиками уже в августе 2026. Стоимость одного чипа составит более 20 000 долларов, а целого контейнера с 256 чипами — около 10 миллионов долларов. Сообщается, что крупная китайская компания, предоставляющая облачные услуги, планирует заказать более 300 двухпроцессорных серверов, каждый из которых будет оснащен двумя процессорами Vera.
Vera, выпущенный Nvidia в марте этого года, является первым автономным процессором Nvidia, разработанным специально для ИИ-агентов. Основанный на технологии Arm и находящийся в серийном производстве, он может похвастаться скоростью до 1,8 раз выше, чем у конкурирующих процессоров. Генеральный директор Nvidia Дженсен Хуанг признал, что из-за ужесточения контроля за экспортом чипов, рыночная доля компании в Китае значительно снизилась. В этом контексте внедрение Vera в систему заказов китайских заказчиков — это одновременно и деловой шаг, и способ восстановить утраченное. Прогноз Nvidia на финансовый год для линейки продуктов Vera составляет 20 миллиардов долларов.
Однако если рассматривать эту новость с китайской точки зрения, обнаруживается ещё один смысловой слой. Процессор Vera по-прежнему основан на архитектуре Arm, а цепочка поставки, их долгосрочная стабильность и возможность ведения ценовых переговоров находятся в руках компании Arm Limited.
Поскольку инфраструктура ИИ в Китае потребляет вычислительные мощности с беспрецедентной скоростью, обязательно ли делать ставку на Arm? Помимо монополистических гигантов x86 и Arm, существует ли другой путь, который может противостоять влиянию Arm, одновременно поддерживая высокопроизводительные вычисления?
RISC-V существует уже более десяти лет, и миллиарды устройств на базе этой открытой архитектуры уже отгружены для использования во встроенных системах. Но то, что действительно вывело его на передний план за последние год-два, — это не его присутствие на рынке встроенных систем, а скорее признаки того, что RISC-V неоднократно расширяла границы возможностей центров обработки данных, серверов и вычислительных мощностей ИИ.
Сюй Тао, председатель CellFive Technology, недавно ставший первым председателем Гонконгского альянса RISC-V, много лет назад предсказал, что RISC-V имеет потенциал по разделу рынка с x86 и ARM, подчеркнув, что «лучший способ предсказать будущее — это создать его».
Поэтому, учитывая, что Nvidia стучится в дверь со своей Vera, является ли единственным жизнеспособным путем для собственных процессоров Китая просто «следовать по стопам Arm»? Есть ли другой путь, и куда он ведет?
Доктор Дай Вэйминь, основатель VeriSilicon Holdings Co., Ltd., представил дилемму отрасли как выбор на прошлогоднем отраслевом саммите. Этот выбор с тех пор был принят отраслью и постепенно стал известен как «Невозможный треугольник» индустрии процессоров.
Его три угла — это процветание, управляемость и автономия.
Первая комбинация, неконтролируемая, но достаточно процветающая, — это x86, обладающая самой разветвленной глобальной экосистемой, наиболее полным программным обеспечением и высочайшей производительностью, но при этом являющаяся чьей-то частной собственностью. Вторая комбинация, где желательна управляемость, а лицензии можно приобрести за достаточные средства — что позволяет модифицировать и использовать систему — по-прежнему опирается на архитектуру, определенную другими, и не обеспечивает истинной автономии. Третья комбинация, хотя и автономная и управляемая, обречена на ограниченное процветание: проприетарные наборы инструкций, определяемые каждой компанией за закрытыми дверями. Несмотря на техническую состоятельность, их экосистемы обречены оставаться ограниченными. Эти три комбинации соответствуют существующим путям лицензирования x86 и Arm, а также затруднительному положению некоторых процессоров отечественного производства.
Только два из трех углов могут быть заняты. Это ядро «невозможного треугольника».
Доктор Дай Вэйминь поместил RISC-V за пределы этого треугольника. Он считает, что единственный доступный в настоящее время путь, предлагающий как истинную автономию и управляемость, так и потенциал для подлинного процветания, — это RISC-V.
Причина не в том, что он уже победил, а в том, что его структура позволяет ему достичь «трех вещей»: его набор инструкций с открытым исходным кодом означает, что ни одна компания не может в одиночку блокировать цепочку поставок в отрасли; его модульная и масштабируемая философия проектирования означает, что любой производитель может выделиться; а его статус как международного стандарта даёт RISC-V потенциал для поддержки достаточно большой программной экосистемы, подобной Arm и x86.

Наибольший вклад RISC-V в отрасль заключается не в создании еще одного «китайского чипа», а скорее в предоставлении всем возможности начать все заново: барьеры, которые x86 и Arm создавали десятилетиями, впервые стали менее непреодолимыми в тот период, когда ИИ переписывает парадигму вычислений.
Однако следует отметить, что преодоление «невозможных препятствий» — это амбициозная задача, и для того, чтобы воплотить эту амбицию в победу, необходимо решить самую сложную задачу: высокопроизводительные вычисления.
RISC-V прочно закрепился в сфере встроенных систем, но вопросы сразу же становятся острыми, когда эталон смещается на центры обработки данных, серверы и вычислительные мощности ИИ. Именно по этому пути нам нужно идти дальше.
Если рассматривать ситуацию в глобальном масштабе, концепция RISC-V не является уникальной для Китая. Google, Meta, Qualcomm, Nvidia и Tesla в той или иной степени внедрили RISC-V. ЕС инвестировал миллиарды евро в исследования и разработки RISC-V в рамках своего законодательства о микросхемах, а EuroHPC запустил проект DARE стоимостью около 240 миллионов евро, целью которого является постепенная замена высокопроизводительных вычислительных процессоров на RISC-V, начиная с 2025 года, под лозунгом «цифрового суверенитета».
Китай видит в использовании RISC-V безопасность цепочки поставок и экономию средств, а мир — архитектурную свободу следующего поколения для ИИ. В данный момент эти две силы сходятся.
Однако для того, чтобы действительно усилить свой импульс и вывести экосистему от встроенных систем к высокопроизводительным, наиболее доминирующей силой сейчас является материковый Китай. Эта оценка обусловлена множеством факторов.
Во-первых, это «поток вычислительной мощности», вызванный ИИ. В отрасли существует общее мнение, что к 2030 году мировой рынок полупроводников превысит один триллион долларов США, причем более 70% будет связано с искусственным интеллектом. Потребность ИИ в вычислительной мощности и пропускной способности памяти значительно превосходит потребности любого предыдущего поколения решений, и вычислительная мощность стремительно растёт в направлении высокопроизводительных решений. Тот, кто не обладает достаточной вычислительной инфраструктурой, останется позади.
Конечно, существует также проблема сокращения предложения, вызванная экспортным контролем. Министерство торговли США неоднократно ужесточало экспортный контроль на передовые вычислительные чипы, а сама Nvidia признает, что её рыночная доля в Китае практически равна нулю. Хотя новая Vera уже на подходе, цена, сроки и доступность не контролируются китайскими производителями. С одной стороны, наблюдается стремительный рост спроса, с другой — ограниченное предложение. Именно в этом разрыве китайская экосистема испытывает наибольшую тревогу, но и обладает наибольшим потенциалом.
Кроме того, существует структурное снижение затрат, обусловленное открытым исходным кодом. В высокопроизводительных серверах на графические и центральные процессоры приходится от 50% до 80% стоимости оборудования. Любые попытки снизить общую стоимость в конечном итоге сводятся к выбору самого дорогого чипа. Самая уникальная особенность RISC-V заключается именно в его открытом исходном коде: x86 — это закрытый «чё1рный ящик», Arm — это частная сфера, контролируемая одним лицензиаром, в то время как RISC-V даёт возможность использовать набор инструкций всей отрасли. Когда производителю не нужно платить лицензионные сборы или быть заложником самого набора инструкций, структура затрат в цепочке поставок ЦП может быть структурно переписана.
Цзэн И, основатель Falcon Technology, также подчеркнул, что основной проблемой, мешавшей индустрии RISC-V конкурировать с ARM в прошлом, было слепое стремление «подражать» — однородная конкуренция могла основываться только на цене. Китайским разработчикам необходимо выйти за рамки парадигмы проектирования: «делать то, что ARM не может».
В материковом Китае, помимо этих трёх движущих сил, существует еще один уникальный элемент, который можно охарактеризовать как «центральное правительство задает тон, а местные органы власти оказывают поддержку». В этом году Министерство промышленности и информационных технологий запустило специальный проект по высококачественному развитию центров обработки данных на базе RISC-V. Местные органы власти одновременно предоставляют государственное финансирование и сценарии применения этой ключевой технологии. Такой комбинированный подход «сверху вниз» и «снизу вверх» не имеет аналогов ни в Европе, ни в США.
Если принятие RISC-V в Европе в первую очередь обусловлено целью «цифрового суверенитета», то стремление материкового Китая к этому является результатом слияния четырех сил: безопасности цепочки поставок, структуры затрат, технологического суверенитета и взрывного роста применений ИИ. Именно поэтому сегодня самые яркие конференции по RISC-V, самая высокая концентрация компаний, занимающихся интеллектуальной собственностью, и самые ожесточенные гонки высокопроизводительных процессоров в мире почти все сосредоточены в материковом Китае.
В отрасли широко распространено мнение: RISC-V — это территория Китая.
Для количественной оценки прогресса RISC-V в высокопроизводительных вычислениях отрасль негласно установила пороговое значение: достижение индикативного показателя SPEC в 15 баллов на единицу частоты.
Этот порог требует небольшого пояснения во избежание недоразумений. SPEC CPU 2006 и 2017 — это давно используемые в отрасли бенчмарки производительности процессоров. Индикативный показатель (SPECint) измеряет возможности процессора в общих целочисленных операциях. «Единица частоты» означает исключение влияния тактовой частоты и простое сравнение эффективности выполнения самой микроархитектуры. Другими словами, этот 15-балльный показатель сравнивает, сколько работы может выполнить ядро за единицу времени без использования повышения тактовой частоты; он измеряет качество проектирования, а не преимущества технологического процесса.
Почему 15 баллов? Поскольку базовый уровень микроархитектуры высокопроизводительных процессоров x86 и Arm находится примерно на этом уровне, ниже которого ядро RISC-V вряд ли может претендовать на то, чтобы «находиться на одной стартовой линии со зрелыми архитектурами». Другими словами, 15 пунктов — это не абсолютный потолок, а скорее квалификационная линия. Пересечение её означает право на участие в дискуссии в клубе высокопроизводительных процессоров, а несоблюдение этого условия ограничивает рыночные тенденции встраиваемыми системами и сегментом низкого и среднего ценового диапазона.
Успех серии M от Apple и Arm Neoverse показывает всем, что для выхода на рынок, где десятилетиями доминировали зрелые архитектурами, единственный путь — это полагаться на более высокую энергоэффективность: сначала закрепиться на рынке производительности на единицу, а затем дождаться созревания передовых технологических процессов и увеличения тактовой частоты. Этот путь также применим к RISC-V.
Так достигнута ли эта линия? Ответ таков: несколько команд в материковом Китае достигли этого показателя и даже превзошли его.
Что касается открытого исходного кода, то основные отечественные высокопроизводительные ядра RISC-V с открытым исходным кодом достигли результата 14,78 в реальном восьмиядерном сетевом тесте, что практически соответствует ранее объявленной цели в 15.
Стоит отметить, что команда заблаговременно прояснила предвзятое отношение отрасли к открытому исходному коду: открытый исходный код не означает низкое качество; их цель — оставить отрасли действительно пригодную для использования базовую модель открытого исходного кода. Значение этой базовой модели заключается в том, что любому малому или среднему производителю микросхем больше не нужно изобретать велосипед; они могут начать с ядра с открытым исходным кодом и вступить в гонку высокопроизводительных решений — возможность, которую не могут обеспечить ни «черный ящик» x86, ни единая лицензия Arm.
По меньшей мере пять производителей в материковом Китае достигли или заявили о достижении результатов в бенчмарках 15 и выше для своих высокопроизводительных ядер RISC-V, при этом некоторые команды даже достигли диапазона 16-18 баллов, а в типичных сценариях тактовые частоты превышали 3,4 ГГц.
Наиболее заметным изменением в RISC-V в материковом Китае за последний год стал сдвиг акцента с одного ядра на всю «вычислительную подсистему».
Чтобы понять это, необходимо сначала понять истинный облик серверного процессора. Это не просто блок выполнения набора инструкций, а полноценная система на кристалле (SoC), включающая десятки ядер, общий кэш, контроллер памяти, каналы ввода-вывода, зоны безопасности и блок управления питанием, а также внутрикристальную сеть межсоединений, которая всё это организует. Последняя часто называется NoC, или, точнее, согласованной NoC: она обеспечивает согласованное представление памяти для десятков или даже сотен ядер, выступая в качестве центральной нервной системы крупномасштабной многоядерной системы.
Этот уровень невероятно важен. Intel, AMD и Nvidia имеют собственные когерентные шины, Arm — IP-ядра серии CMN, а Huawei Ascend — собственную HCCS. В глобальном масштабе лишь немногие компании могут коммерчески поставлять IP-ядра когерентных сетей на кристалле, и каждой из них требуется десятилетний цикл итераций. Без хорошо разработанной когерентной сети на кристалле даже самый мощный одноядерный процессор остаётся лишь изолированным островом.
Сегодня китайские производители RISC-V уже разработали коммерчески жизнеспособные когерентные сети на кристалле. Общепринятое мнение заключается в том, что это ключевой этап в развитии RISC-V в Китае, знаменующий переход от «разработки ядра» к «разработке системы». Один из профессионалов отрасли, опрошенный автором, заявил, что сейчас в материковом Китае как минимум десять компаний борются за доминирование на рынке серверных чипов RISC-V — плотность, невообразимая ещё несколько лет назад.
Помимо NoC, существует длинный список жестких метрик, которые «не добавляют ни одного балла к результатам бенчмарков, но определяют, будет ли сервер устанавливать это ПО». Контроллер управления материнской платой (BMC), IPMI (интеллектуальный интерфейс управления платформой), поддержка виртуальных носителей и полный стек RAS (надежность, доступность, ремонтопригодность) — это самые основные требования для эксплуатации и обслуживания центров обработки данных. Существует также очень практичный подход к проектированию с точки зрения выхода годных изделий, известный в отрасли как «частичный выход годных изделий»: когда ядро, сегмент кэша или канал DDR в большом серверном чипе выходит из строя, весь чип нельзя утилизировать; поврежденные сектора должны быть замаскированы, что позволяет ему продолжать поставляться в ухудшенном состоянии. Этот подход напрямую влияет на выход годных изделий, а более низкий выход годных изделий означает более низкую экономическую эффективность.
Что действительно демонстрирует амбиции, так это то, что китайский производитель уже выпустил 40-ядерный серверный процессор RISC-V со всеми собственными разработками. Наиболее интригующим аспектом этого процессора является не его масштаб, а его сдержанность: отсутствие пользовательских наборов инструкций и 100% совместимость со стандартом RVA23. За этим скрывается почти постоянно подчеркиваемое отраслевое правило: на рынке серверов соблюдение правил ценится больше, чем сложные конструкции.
Что такое RVA23? Проще говоря: это профиль прикладного процессора (RVA23), окончательно утвержденный Фондом RISC-V в 2024 году, который закрепляет набор основных инструкций расширения в единый «контракт», включающий 58 обязательных и 23 необязательных расширения. Теоретически, любой процессор, заявляющий о соответствии RVA23, может запускать одно и то же бинарное программное обеспечение. Его значение для экосистемы RISC-V аналогично запуску Armv8-A компанией Arm: важный шаг от периода разрозненных разработок к единому стандарту.
Отсутствие кастомизации и строгая совместимость с RVA23 означают, что этот чип отказывается от упрощенного подхода к «буферизации» производительности с помощью проприетарных инструкций, вместо этого отдавая приоритет долгосрочной программной совместимости. Общепринятое мнение заключается в том, что это наиболее прагматичный сдвиг в стратегии Китая по выходу на серверный рынок с использованием RISC-V за последние годы.
Помимо результатов бенчмарков, другой набор сравнительных данных дополнительно иллюстрирует истинную восходящую траекторию RISC-V. В типичных рабочих нагрузках, таких как кодирование и декодирование видео, отечественные высокопроизводительные процессоры RISC-V достигли 90% производительности своих аналогов x86 и 96% производительности своих аналогов Arm; в вычислениях шифрования и дешифрования они даже достигают 1,88-кратной производительности x86 и 1,67-кратной производительности Arm; основные операторы для крупномасштабного вывода моделей также близки к 1,67-кратной производительности Arm. За этими цифрами стоит полноценная система доставки аппаратного и программного обеспечения, включающая операционную систему, набор инструментов и вычислительные библиотеки, а не просто изолированный кремниевый чип.
Еще более обнадеживающим является тот факт, что чип уже поставлен и работает в средах заказчиков. Произведенный внутри страны 64-битный процессор RISC-V с восемью ядрами завершил серийное производство с использованием 12-нм техпроцесса. В течение двух недель после получения упакованных и протестированных чипов он успешно запустил графический интерфейс Ubuntu и все основные настольные приложения. Сценарии его применения весьма практичны: крупномасштабные моноблочные машины на периферии, кластеры нативной компиляции RISC-V, ноутбуки, облачные терминалы и даже автомобильные приложения — все это находится в пределах его возможностей. От возможности тестирования производительности до возможности включения, установки операционных систем и выполнения задач — каждый шаг важен, но каждый шаг постепенно преодолевается.
Настоящий конкурент — это не Arm, а защитное поле, стоящее за Arm.
Но как только вы достигнете этой точки, необходимо представить еще один факт: чем выше поднимается RISC-V, тем яснее становится его неизбежный конкурент — не сами наборы инструкций x86 и Arm, а ров, вырытый за десятилетия за ними.
Этот ров называется экосистемой. А его самая глубокая часть называется CUDA.
В ходе моего исследования опытная сотрудница NVIDIA, проработавшая там много лет, высказала отрезвляющую точку зрения. Она сказала, что сам Дженсен Хуанг никогда не считал NVIDIA компанией, занимающейся только производством чипов. Истинное преимущество современных графических процессоров, возможно, заключается не в вычислительной мощности на единицу, а в чрезвычайно мощной программной экосистеме CUDA. Миллионы разработчиков CUDA по всему миру используют библиотеки операторов, наборы инструментов компиляторов, отладчики, профилировщики и десятки тысяч статей и учебников по CUDA, созданных за более чем десятилетие. RISC-V бросает вызов именно этой вершине.
Однако интересно то, что именно те проблемы, с которыми сталкиваются Arm и x86 в отношении RISC-V, являются ключевыми точками для контратаки RISC-V. Бао Юнган из Института вычислительных технологий Китайской академии наук объяснил мне, что возможности RISC-V в области ИИ можно разложить на три уровня логики, логика, получившая значительное признание в ходе моего исследования.
Первый уровень — это сотрудничество. Сама архитектура RISC-V эволюционировала из набора инструкций ЦП, поэтому расширение возможностей ИИ на её основе стало естественным шагом. В 1980-х годах в ЦП были добавлены инструкции с плавающей запятой; в 1990-х — мультимедийные инструкции (SIMD), и обе в конечном итоге были интегрированы в основные конструкции ЦП. Интеграция расширений ИИ в ЦП — это просто повторение истории. Однако в эпоху ИИ на основе агентов рабочие нагрузки, требующие многократных вызовов и решений между несколькими моделями, предъявляют ещё более высокие требования к тесному взаимодействию между ЦП и ускорителями. Именно эту проблему стремится решить NVIDIA Vera, «специализированный ЦП, разработанный специально для ИИ на основе агентов». Если RISC-V сможет интегрировать инструкции расширения ИИ в базовую архитектуру ЦП, она получит преимущество на уровне взаимодействия.
Второй уровень — это кастомизация. Разнообразие сценариев вывода ИИ намного превосходит разнообразие сценариев обучения: облако требует больших, полноценных моделей, периферия — упрощенных версий, а устройство — чрезвычайно высокого энергопотребления. Наборы инструкций x86 и Arm представляют собой «полные наборы», которые невозможно адаптировать под конкретные задачи; присущая RISC-V модульная конструкция означает, что каждый производитель может выбрать необходимое подмножество из набора расширений (M: целочисленное умножение и деление; A: атомарные операции; F: числа с плавающей запятой одинарной точности; D: числа с плавающей запятой двойной точности; V: векторы и т. д.) для создания более компактных и специализированных продуктов.
Третий и наиболее важный уровень — это программный стек. В настоящее время большинство китайских компаний, занимающихся разработкой чипов для ИИ, работают изолированно, в рамках вертикальной интеграции, при этом команды разработчиков программного обеспечения часто насчитывают сотни или даже тысячи человек, выполняя повторяющиеся задачи. Распространяющаяся в отрасли статистика показывает, что из ведущего отечественного производителя графических процессоров с более чем тысячей сотрудников отдела исследований и разработок только около двухсот занимаются разработкой чипов, а остальные шесть-семь сотен — разработкой программного обеспечения. Если RISC-V сможет достичь единого стандарта на уровне набора инструкций для ИИ, то программный стек, компиляторы и библиотеки операторов смогут последовать этому примеру, что позволит производителям микросхем сосредоточить свои усилия на микроархитектуре и производственных процессах. Это путь к реальной конкуренции с CUDA.
Что касается будущего облика базового чипа для ИИ, то в отрасли предложены две гипотезы. Один подход, известный как Baby RISC-V, предполагает размещение большого количества небольших простых ядер RISC-V внутри ускорителя, специально отвечающих за планирование потока данных и определение того, какие инструкции использовать, таким образом, выделяя ценную площадь кремния исключительно под вычислительные блоки. Tensorrent представляет этот подход, и некоторые команды в материковом Китае также экспериментируют в этом направлении.
Другой подход — Big RISC-V, который использует RISC-V в качестве высокопроизводительного основного управляющего ядра, обрабатывающего планирование и ресурсоемкие задачи. Принято считать, что эти два пути не являются взаимоисключающими, и в будущем как Baby, так и Big RISC-V будут сосуществовать на одной и той же SoC. Независимо от базовых физических устройств, матричных блоков или векторных процессоров, все они будут иметь доступ к единому программному интерфейсу через RISC-V. Этот интерфейс является корнем процветающей экосистемы.
Еще более смелая концепция представлена в виде эволюционной кривой: от RISC-V плюс ИИ (простое соединение ЦП и ускорителя), к ИИ плюс RISC-V (вычислительная мощность ИИ как основной фокус, управление RISC-V как второстепенный), и, наконец, к RISC-V, равноценному ИИ (глубокая интеграция набора инструкций и вычислительной мощности ИИ, где ЦП является шасси для вычислений ИИ). Подтвердится ли эта кривая, покажет инженерная реализация в течение следующих пяти-десяти лет, но она, по крайней мере, демонстрирует, что потенциал RISC-V для ИИ выходит далеко за рамки простого «создания замены для Arm».
Реальные проблемы многочисленны и весьма сложны.
На этом этапе история, кажется, подошла к концу. Однако ответственный анализ отрасли должен показать и другую половину: продвижение RISC-V в высокопроизводительные вычисления сталкивается с многочисленными и серьезными проблемами.
Первая реальная проблема — это неполная и фрагментированная экосистема. Сюй Цинвэй, старший директор по программному обеспечению и экосистеме в BlueCore Computing, прямо заявил мне: «По сравнению с x86 и Arm, самая большая проблема RISC-V заключается в неполной экосистеме, неполных спецификациях, фрагментации и недостаточной зрелости программного обеспечения. Корень этой фрагментации кроется в пользовательских инструкциях; каждый поставщик пытается выделиться за счет собственных расширений, в конечном итоге разрывая программную экосистему на изолированные острова». Упомянутый выше серверный процессор «нулевой кастомизации, полностью RVA23» — это, по сути, наиболее прагматичный ответ на эту реальную проблему: приоритет правил над модными функциями.
Вторая реальная проблема заключается в инструментарии и верификации. На этапе проектирования, автоматизации и сбора данных (EDA) недостатки отечественной архитектуры RISC-V особенно очевидны. Чжан Чунлинь, технический директор Synopsys, глобального гиганта в области EDA, рассказал автору на отраслевом мероприятии, что отрасль оснастила Arm очень полным набором тестов на совместимость и бенчмарков, в то время как RISC-V значительно отстает. Кроме того, каждая компания использует открытый исходный код для создания собственных инструкций, и каждая модификация представляет собой значительный проект верификации. Еще одна проблема заключается в том, что RISC-V — это открытая архитектура; неизвестно, улучшит или ухудшит производительность незначительное изменение кода, пока микросхема не будет изготовлена. Поэтому перед выпуском микросхемы необходимо завершить совместную верификацию аппаратного и программного обеспечения.
Насколько сложна верификация? Общедоступные отраслевые данные показывают, что начальная погрешность производительности между симулятором и RTL-кодом отечественных команд разработчиков высокопроизводительных процессоров с открытым исходным кодом на уровне фиксированной точки SPEC достигает 12,4%, а на уровне плавающей точки — 30,6%, что означает, что прогнозы моделирования и фактическая производительность сильно искажены. Многие компании приложили значительные усилия к тонкой калибровке, чтобы снизить эти две погрешности до 1,8% и 2,6% соответственно. За этими цифрами скрывается самая неприглядная, но в то же время самая изнурительная работа в разработке высокопроизводительных процессоров — урок, который не может обойти ни одна команда, стремящаяся создать серверные процессоры.
Существуют также непреодолимые препятствия в виде производительности одного ядра и энергоэффективности. В настоящее время в отрасли существует консенсус, что отечественные чипы RISC-V все еще отстают по производительности одного ядра и производительности внутрикристальной шины, и им предстоит долгий путь, чтобы закрепиться в центрах обработки данных. Конкуренция за энергоэффективность ещё более коварна, она опирается на технологические процессы, управление питанием и проектирование схем самого низкого уровня — каждый из этих аспектов оттачивался десятилетиями в лагерях x86 и Arm.
Линь Чжимин, председатель Andes Technology, однажды привёл особенно понятную аналогию: транзисторы раньше были похожи на спальные места; после FinFET все спали на трёхмерных кроватях; а в будущем это будет похоже на строительство небоскрёба на чипе — цель состоит в том, чтобы выжать больше вычислительной мощности из ограниченного физического пространства. В эпоху после закона Мура победит тот, кто сможет построить этот небоскрёб высоким и энергоэффективным. Чтобы конкурировать с зрелыми архитектурами в этом строительстве с точки зрения энергоэффективности, RISC-V полагается не на сам набор инструкций, а на почти кустарное мастерство проектирования схем, кропотливо выжимая тактовую частоту и энергоэффективность за счёт специализированных трактов передачи данных.
Наиболее реалистичным фактором является технологический процесс и время. Отечественные высокотехнологичные процессы действительно всё ещё имеют проблемы; Это всего лишь переходный этап. Что, если они осмелятся начать производство сегодня, но завтра канал сузится, и они не смогут возобновить производство? Каждый производитель чипов имеет свои собственные расчеты. Лю Янань, директор по технологиям чипов отдела облачных вычислений в China Mobile, сделал довольно откровенное заявление во время моего исследования: «Будущее светлое, и победа несомненна, но процесс, особенно в сфере центров обработки данных, займет больше времени, чем все ожидают». Это заявление заслуживает повторного цитирования, поскольку оно представляет собой наиболее трезвое управление ожиданиями в отрасли в отношении стремления RISC-V к высокой производительности.
Дверь открыта, но впереди долгий путь.
Поблуждав по кругу, мы возвращаемся к первоначальному вопросу: с появлением Nvidia с Vera, является ли «следование примеру Arm» единственным жизнеспособным путем для собственных процессоров Китая?
Все указывает на один и тот же ответ: существует другой путь, и основной ареной для этого пути является материковый Китай. Уже несколько отечественных компаний получили доступ к 15-балльному стандарту; решаются сложные задачи для центров обработки данных, такие как согласованность NoC, RAS и частичная готовность к эксплуатации; запущены проекты серверных процессоров без какой-либо кастомизации и со строгим соответствием стандарту RVA23, что знаменует собой начало истинного роста отрасли в соответствии с «серверными правилами»; и реальные приложения, такие как автомобильная промышленность, связь и видеокодирование, уже подтверждают эффективность RISC-V реальными заказами.
Однако следует также признать, что настоящий эталонный продукт, напрямую соответствующий x86 и Arm по общей производительности системы, еще не появился, и до создания конкурентного преимущества экосистемы CUDA за несколько лет еще далеко. Каждый этап восхождения RISC-V сопровождался реальными проблемами, такими как фрагментация, недостатки EDA, энергоэффективность одноядерных процессоров, технологические преимущества и конфиденциальные вычисления. Ни одну из этих проблем нельзя решить за одну ночь с помощью лозунгов или политики.
Разрушение «невозможного треугольника» — это не просто лозунг. Это означает, что RISC-V должен одновременно достичь автономности, управляемости и процветания — для достижения каждой из этих целей по отдельности потребовались бы десятилетия. В настоящее время фундамент для автономности заложен, ведется разработка управляемых систем, и первые признаки процветания едва заметны. Дверь открыта, но за ней лежит путь, более длинный, чем кто-либо предполагал.
Nvidia Vera поступит в продажу китайским клиентам в августе по цене значительно выше 20 000 долларов за единицу. Сколько китайских клиентов смогут её приобрести, как долго удастся поддерживать поставки и в какой момент из-за следующего раунда ужесточения регулирования запасы сократятся на одну единицу — все это неотложные вопросы для отрасли. RISC-V не может и не должен поглотить весь спрос к августу. Это не решает текущую проблему поставок одного процессора, а скорее вопрос о том, будут ли разработанные в Китае процессоры через десять лет, когда наступит следующая волна революции в вычислительной мощности, по-прежнему зависеть от других производителей.
Группа, которую когда-то называли «толпой», теперь получила билет, который они с большим трудом заслужили. Смогут ли они объединиться для выполнения не самых привлекательных и сложных задач и действительно обеспечить RISC-V место на арене высокопроизводительных вычислений — вот вопрос, который стоит перед разработчиками китайских процессоров в ближайшие пять лет.

Ссылка на оригинал