صنعت تراشه چین

اژدهای خفته در کمین؛ بلندپروازی‌های چین برای تولید پردازنده‌های x86

سه‌شنبه ۱۳ آذر ۱۴۰۳ - ۲۱:۳۰مطالعه 22 دقیقه
در دنیای پردازنده‌های x86، همیشه صحبت از اینتل و AMD است. اما در سوی دیگر دنیا، اژدهای خفته‌ی چین به آرامی در حال بیدار شدن است.
تبلیغات

بازار جهانی پردازنده‌های x86 سال‌هاست که تحت تسلط دو شرکت بزرگ اینتل و AMD اداره می‌شود. نام این دو شرکت‌ در دنیای فناوری هم به خاطر تأثیر گسترده در ابداعات و هم حجم بالای فروش پرآوازه است. به عنوان مثال، تنها در سال ۲۰۲۱ اینتل حدود ۲۰ میلیارد دلار پردازنده به چین صادر کرد، و فروش AMD نیز در همین منطقه حدود ۲٫۳ میلیارد دلار تخمین زده می‌شود. چنین حجم بالای فروش نشان می‌دهد که درآمد اینتل و AMD از بازار چین حتی گاهی بیشتر از درآمد آن‌ها در ایالات‌متحده است.

وابستگی قابل توجه بازار چین به فناوری پردازنده‌های خارجی تا آنجایی ادامه داشت که تا سال ۲۰۲۱، تنها حدود ۱۶ درصد از تراشه‌های مورداستفاده، تولید بومی بودند و فقط در حدود نیمی از این محصولات تحت کنترل مستقیم شرکت‌های چینی قرار داشتند.

با درگیر شدن چین و ایالات متحده در جنگ تعرفه‌ها و سپس ممنوعیت‌ صدور فناوری‌های جدید به چین، پکن به حمایت از شرکت‌های داخلی برای تولید پردازنده‌های x86 روی آورده است. سیاست‌گذاری‌های علمی و فناورانه‌ی مقامات چینی، تلاش آن‌ها برای نسخه‌برداری بومی از روند پیشرفت ژاپن در دهه ۷۰ میلادی را منعکس می‌کند. بااین‌حال، پرسش همیشگی متخصصان فناوری این است که آیا چین می‌تواند روزی به فناوری بومی x86 دست یابد یا خیر؟

اینتل به عنوان توسعه‌دهنده‌ی اولیه، برای سال‌های متمادی صدور مجوزهای طراحی و توسعه‌ی x86 را به شدت کنترل می‌کرد، اما شرایط مختلفی منجر به توزیع مجوزهایی شد که به شرکت‌های خاصی اجازه‌ی تولید پردازنده‌های x86 را داد. با گسترش نفوذ چین در خرید و سرمایه‌گذاری در شرکت‌ها (چه از طرف بخش خصوصی و چه دولتی)، پای این مجوزها به آزمایشگاه‌ها و شرکت‌های فناوری چین باز شد.

مسیر چین به سوی دستیابی به فناوری x86 منعکس‌کننده تاریخچه‌ی پیچیده‌ای از مجوزها، سرمایه‌گذاری‌های مشترک و مشارکت‌های استراتژیک با نهادهای آمریکایی و تایوانی است.

در حال حاضر، توسعه‌ی پردازنده‌های x86 در چین تحت امتیاز دو شرکت اصلی ژائوشین (Zhaoxin) و هایگون (Hygon) قرار دارد. هر یک از این شرکت‌ها استراتژی و تاریخچه‌ی منحصربه‌فردی دارند. از بین این دو، ژائوشین با تاریخچه‌ی طولانی‌تر و ریشه‌های سرمایه‌گذاری مشترک پایدار از طریق Via Technologies و دولت-شهر شانگهای، جایگاه قوی‌تری در بازار داخلی یافته است.

جای تردید نیست که پردازنده‌های ژائوشین هنوز نتوانسته‌اند از نظر عملکرد به سطح محصولات تراشه‌سازهای پیشرو جهانی مانند اینتل و AMD برسند. با این حال، این شرکت گام‌های قابل‌توجهی در پیشرفت فناوری و گسترش خط تولید خود برای بازارهای کامپیوترهای داخلی برداشته است. این پیشرفت‌ها از این جهت اهمیت دارند که ژائوشین بدون داشتن دسترسی به تکنیک‌های پیشرفته‌ی ساخت و تجهیزات نیمه‌رسانای پیشرفته، به سمت کاهش شکاف عملکرد با پردازنده‌های ساخت غرب حرکت می‌کند.

در سمت دیگر ماجرا، هایگون تلاش می‌کند تا با تکیه بر فناوری‌های شرکت AMD، اعتماد خریداران را به تولیداتش جلب کند. هایگون قدم‌های مطمئنی در هر دو حوزه‌‌ی پردازنده‌های دسکتاپ و سرور برداشته است، اما همچنان راهی طولانی تا شهرت جهانی در پیش دارد.

در ادامه‌، به شرح تلاش‌های ژائوشین و هایگون در زمینه‌ی طراحی و ساخت پردازنده‌های x86 می‌پردازیم. باتوجه به داده‌های محدودی که از محصولات این شرکت‌ها وجود دارند، تلاش می‌کنیم تا مقایسه‌ای عادلانه بین پردازنده‌های پرچمدار دسکتاپ موجود و نمونه‌های شناخته‌شده‌ی غربی انجام دهیم. چنین مقایسه‌ای، وضعیت صنعت تراشه‌سازی چین را تا حدودی روشن و راه را برای بررسی چالش‌های آینده‌ی این صنعت نوپا در چین هموار می‌کند. در انتها به بررسی چالش‌ها خواهیم پرداخت و مسیر آینده‌ی چین را در این بازار رقابتی پیش‌بینی خواهیم کرد.

کپی لینک

هزاران هسته به سبک ژائوشین

یکی از بازیگران کلیدی در ماجرای پردازنده‌های x86 چین، شرکت تایوانی Via Technologies است که یکی از معدود مجوزهای معماری x86 خارج از اینتل و AMD را در اختیار دارد. در سال ۱۹۹۹، شرکت Via با خرید شرکت طراحی پردازنده‌ی آمریکایی Centaur که در آستانه‌ی ورشکستگی قرار داشت، به فناوری x86 دست یافت.

شرکت Via Technologies، نام آشنایی است که در داستان سقوط سایریکس مرور کردیم

اگرچه Centaur در زمان واگذاری، ماهانه میلیون‌ها دلار ضرر می‌داد، Via به ارزش مجوزهای x86 پی برد. با این وجود، خرید جدید Via منجر به یک دعوای حقوقی طولانی با اینتل شد که در نهایت با یک توافق‌نامه‌ی متقابل ده‌ ساله حل و فصل شد. نتیجه طبق انتظار اینتل پیش نرفت، زیرا Via به حقوق گسترده‌ای برای توسعه و تولید پردازنده‌های x86 دست یافت. در همان سال، Via در تصاحب موفق دیگری، بخش طراحی شرکت سایریکس را به زیرمجموعه‌ی خود اضافه کرد.

ژائوشین در زبان چینی به معنای هزاران هسته است

با مشارکت Via، تولید پردازنده‌های x86 در چین تسهیل شد. در سال ۲۰۱۳، Via با دولت-شهر شانگهای برای تأسیس شرکت ژائوشین که یک سرمایه‌گذاری مشترک در حوزه‌ی نیمه‌رساناها بود، همکاری کرد و در نتیجه ژائوشین به یک شخصیت مرکزی در توسعه‌ی x86 چین تبدیل شد. ژائوشین امروزه براساس مجوزهای قدیمی Via و فناوری Centaur همچنان به طراحی ریزپردازنده مشغول است.

ژائوشین برای اولین بار در اواخر سال ۲۰۱۷، با ارائه‌ی پردازنده‌ی ZX-D توجه رسانه‌های فناوری در آمریکای شمالی و اروپا را به خود جلب کرد. هسته‌های نسل اول ژائوشین، به نام ZhangJiang، عمدتاً براساس نسخه‌ای اصلاح‌شده از معماری «ایسایا» (Isaiah) از Centaur ساخته شدند. دیری نپایید که ژائوشین معماری اختصاصی خود را با نام «وودائوکو» (WuDaoKau) توسعه داد که بازطراحی کاملی از ایسایا بود.

در قدم بعد، ژائوشین چهار نسل اول تراشه‌هایش را مبتنی‌بر معماری اختصاصی خود و با فرآیند ساخت ۲۸ نانومتری HLMC تولید کرد. چنین دستاوردی تضمین کرد که این پردازنده‌ها به طور کامل در چین طراحی و ساخته شوند. در سال ۲۰۱۹، ژائوشین به استفاده از معماری مدرن و اختصاصی x86-64 LuiJiaZui روی آورد. همچنین پیشوند نام‌گذاری ZX را کنار گذاشت و به جای آن از نام‌گذاری «کایشیان» (KX) برای پردازنده‌های رومیزی و «کایشِن» (KH) برای پردازنده‌های سرور استفاده کرد.

درباره‌ی LuiJiaZui، تنها می‌دانیم که این معماری ویژگی‌هایی همچون توانایی پردازش سوپراسکالر با اجرای دستورات خارج از ترتیب و چندگانه دارد، اما جزئیات بیشتر یا نمودارهای بلوک معماری به بیرون درز نکرده است. این معماری همچنین از مجموعه دستورات AVX (با پهنای ۲۵۶ بیت) و SSE 4.2، به همراه مجازی‌سازی VMX (سازگار با فناوری VT-X اینتل) پشتیبانی می‌کند.

دیاگرام پورت های پردازنده ژائوسین KX-6000
پردازنده‌ی KX-6000 و درگاه‌های ارتباطی آن
cnx-software

جانشین ZX-D (نسل چهارم و آخرین پردازنده با معماری وودائوکو)، سیستم روی تراشه‌ی KX-6000 بود که در سپتامبر ۲۰۱۸ برای مطبوعات به نمایش درآمد و به طور رسمی در سال ۲۰۱۹ عرضه شد. براساس گزارش‌ها، این پردازنده که بر پایه‌ی فناوری ساخت ۱۶ نانومتری TSMC تولید می‌شد، ژائوشین را قادر ساخت که با کاهش ابعاد ترانزیستورها و افزایش بهره‌وری انرژی، عملکرد بهتری را در پردازنده‌هایش ارائه دهد. نسخه‌ی بعدی این نسل (KX-U6780A)، پیشرفت چشمگیری را در بهره‌وری پردازشی نشان داد تا آنجاکه به کامپیوترهای دولتی چین راه یافت.

در دسامبر ۲۰۲۳ و تقریبا دو سال پس از رونمایی اولیه، ژائوشین سری پردازنده‌های KX-7000 را عرضه کرد. این شرکت چینی ادعا کرد که پردازنده‌های جدیدش با هسته‌های معماری «Century Avenue» برای مصرف‌کنندگان و کاربردهای دسکتاپ طراحی شده‌اند.

پردازنده‌ی KX-7000/8 که بر فناوری گره‌ی ۷ نانومتری ساخته شده است، دو بخش مجزا دارد: بخش CPU و بخش I/O. ابعاد CPU برابر با ۷۸٫۶ میلیمتر مربع و ابعاد I/O برابر با ۱۵۱٫۸ میلیمتر مربع است. بخش CPU از ۸ هسته با ۸ رشته‌ی پردازشی، ۵۱۲ کیلوبایت حافظه‌ی کش L2 برای هر هسته (در مجموع ۴ مگابایت)، ۳۲ مگابایت کش L3 مشترک و فرکانس پایه‌ی ۳٫۲ گیگاهرتز (با فرکانس بوست تا ۳٫۶ گیگاهرتز) بهره می‌برد.

پشت و روی پردازنده ژائوسین KX-6000
هر دو سمت پردازنده‌ی ژائوشین KX-7000/8
Wccftech

بخش I/O پردازنده شامل کنترل‌کننده‌ی حافظه است که از استانداردهای حافظه DDR4-3200 و DDR5-4800 با ظرفیت‌ حداکثر ۱۲۸ گیگابایت رم پشتیبانی می‌کند. همچنین، این بخش دارای پردازنده‌ی گرافیکی داخلی (iGPU) به نام C1190 بوده که قابلیت پشتیبانی از DirectX 12، OpenCL 1.2، OpenGL 4.6 و کدک H.265 را دارد.

گرافیک داخلی KX-7000/8 از خروجی‌های DP، HDMI و VGA نیز پشتیبانی می‌کند. به علاوه، این پردازنده شامل ۲۴ خط PCIe نسل چهارم، چهار درگاه USB 3.2 نسل دوم، یک کنترل‌کننده‌ی USB4 و یک کنترلر SATA III با قابلیت پشتیبانی از چهار درگاه است.

جزییات تراشه پردازنده KX-7000
جایگاه قرارگیری کش بر روی تراشه
جزییات تراشه پردازنده KX-7000
هسته‌های پردازنده روی تراشه

ژائوشین پردازنده‌ی KX-7000/8 را با قابلیت اورکلاک شدن عرضه کرده است که می‌تواند از فرکانس ۳٫۲ گیگاهرتز به ۳٫۶ گیگاهرتز برای تمام هسته‌ها بوست شود، البته این کار نیاز به سیستم خنک‌کننده‌ی بهتری دارد تا از آسیب رسیدن به پردازنده جلوگیری شود. در توسعه‌ی پردازنده‌ی KX-7000/8، شرکت تولیدکننده تصمیم گرفت که از ابعاد و طراحی مشابهی با پردازنده‌های مبتنی بر سوکت LGA 1700 اینتل استفاده کند، به طوری که پوشش فلزی محافظ شباهت زیادی به پردازنده‌های اینتل دارد.

مقایسه پردازنده KX-7000 با اینتل Core i9
مقایسه‌ای بین اندازه‌ی پردازنده‌های KX-7000 و اینتل Core i9-14900KS: هر دو پردازنده از سوکت LGA 1700 استفاده می‌کنند.
Tony @ BiliBili

تفاوت اصلی پردازنده‌ی چینی با اینتل در زیر پوشش حرارتی (بورد اصلی) آن است. تراشه‌های نصب شده در پشت این پردازنده کاملاً با مدل‌های اینتل متفاوتند. اینتل در سری‌های کنونی خود از طراحی تک‌تراشه‌ای (Monolithic) استفاده می‌کند، در حالی که ژائوشین از طراحی چندتراشه‌ای بهره می‌برد. با اینکه می‌توان KX-7000/8 را روی مادربوردهای مخصوص پردازنده‌های اینتل نصب کرد، اما به احتمال زیاد این پردازنده راه‌اندازی نخواهند شد.

شرکت ایسوس مادربردهای خاصی با سوکت LGA 1700 برای پردازنده‌های ژائوشین KX-7000/8 را به فروش می‌رساند. این مادربرد شباهت زیادی به مدل‌های اقتصادی ایسوس دارد و از سیستم VRM ۶+۲ بدون سینی هدایت گرما، یک جایگاه M.2، دو درگاه SATA III، دو جایگاه PCIe x16 4.0 کامل و یک جایگاه PCIe x1 4.0 برخوردار است.

مادربورد ایسوس برای پردازنده KX-7000
مقایسه‌ی مادربوردهای ایسوس برای پردازنده‌های KX-6000 و KX-7000: ارتقای سوکت پردازنده‌ی KX-7000 به LGA 1700 کاملا مشخص است.
Wccftech

در جدول زیر مقایسه‌ای بین پردازنده‌ی KX-7000 با نسل‌های قبلی خود براساس بنچمارک Geekbench 6 به نقل از وبسابت TechPowerUp و به روایت اعداد و ارقام آورده شده است.

پردازنده

تعداد هسته‌ها

رشته‌ها

فرکانس کاری

(گیگاهرتز)

گیک‌بنچ ۶

امتیاز تک‌هسته‌ای

امتیاز چند‌هسته‌ای

KX-7000

۸

۸

۳٫۳

۸۲۳

۳٬۸۱۳

KX-U6780A

۸

۸

۲٫۷

۳۴۴

۱٬۸۷۳

KX-6000G

۴

۴

۳٫۳

۳۸۱

۹۹۲

در بخش عملکرد تک‌هسته‌ای، پردازنده‌ی KX-7000 امتیاز ۸۲۳ را کسب کرده است، در حالی که پردازنده‌ی KX-U6780A تنها به امتیاز ۳۴۴ اکتفا می‌کند. چنین دستاوردی نشان‌دهنده‌ی ۱۴۰ درصد بهبود در عملکرد تک‌هسته‌ای پردازنده‌ی KX-7000 نسبت به KX-U6780A است. همچنین نسل جدید در مقایسه با پردازنده‌ی KX-6000G، بهبودی ۱۱۶ درصدی را نشان می‌دهد که به‌طور ویژه در کاربردهایی مانند وظایف معمولی و اجرای برنامه‌های سبک، مؤثر خواهد بود.

در بخش عملکرد چند‌هسته‌ای، پردازنده‌ی KX-7000 امتیاز ۳٬۸۱۳ را به دست آورده است که در مقایسه با پردازنده‌ی KX-U6780A با امتیاز ۱٬۸۷۳، بهبودی ۱۰۳ درصدی در عملکرد چند‌هسته‌ای را نشان می‌دهد. این بهبود دو برابری در عملکرد چند‌هسته‌ای توانایی KX-7000 در پردازش بارهای کاری سنگین و چندرشته‌ای را به رخ می‌کشد. در مقایسه با پردازنده‌ی KX-6000G، سری KX-7000 بهبود ۲۸۴ درصدی را ارائه می‌دهد. این پیشرفت بزرگ در توانایی پردازش چندرشته‌ای، از تعداد بیشتر هسته‌ها و بهبود معماری پردازنده حکایت دارد.

پیشرفت چشمگیر پردازنده‌ی KX-7000 نسبت به نسل‌های قبل: افزایش دو تا سه برابری در تمام آزمون‌ها

در مجموع، پردازنده‌ی KX-7000 نسبت به نسل‌های قبلی خود جهش چشمگیری در هر دو بخش عملکرد تک‌هسته‌ای و چند‌هسته‌ای داشته است. بهبود ۱۴۰ درصدی در عملکرد تک‌هسته‌ای و ۱۰۳ درصدی در عملکرد چند‌هسته‌ای نسبت به KX-U6780A تلاش موفقیت‌آمیز ژائوشین را در ارتقاء معماری و کارایی این پردازنده نشان می‌دهد. این بهبودها به طور ویژه در کاربردهایی مانند پردازش داده‌های حجیم و اجرای برنامه‌های پیچیده، که به تعداد زیادی هسته و رشته نیاز دارند، مؤثر خواهد بود.

در آزمون‌های وبسایت Wccftech، پردازنده‌ی KX-7000 با Core i3 8100 و Ryzen 5 5600G مقایسه شدند. سیستم آزمایش شامل حافظه‌ی DDR4 با فرکانس ۳٬۲۰۰ مگاهرتز و کارت گرافیک RX 6400 با حافظه‌ی ۴ گیگابایت بود. در آزمون‌های انجام‌شده در ویندوز ۱۱ پرو با حالت انرژی متعادل، فرکانس کاری پردازنده به حداکثر مقدار ۳٫۲۹۳ گیگاهرتز رسید.

پردازنده

تعداد هسته‌ها

رشته‌ها

فرکانس کاری

(گیگاهرتز)

امتیاز گیگ‌بنچ ۶

CineBench

R23

3D Mark

توان مصرفی (وات)

تک‌هسته‌ای

چند‌هسته‌ای

تک‌هسته‌ای

چند‌هسته‌ای

Time Spike

Fire Strike

Night Raid

حالت بیکار

اوج مصرف

اینتل Core i3-8100

۴

۸

۴٫۳

۱۴۳۷

۴۴۵۰

۹۵۳

۳۵۸۵

۴۲

۸۶

۹۳۶

۶۴

۲۳

AMD Ryzen 5 5600G

۶

۱۲

۳٫۹

۱۹۳۹

۷۷۲۳

۱۴۳۵

۱۰٬۳۸۷

۱۱۴۰

۳۶۶۲

۱۶۱۴۷

۱۰۲

۲۴

ژائوشین KX-7000/8

۸

۸

۳٫۳

۸۲۳

۳۸۱۳

۵۸۴

۳۵۹۵

۴۶۹

۱۱۵۰

۵۷۷۱

۱۱۲

۳۸

در آزمون Cinebench R23، پردازنده‌ی KX-7000 با اختلاف ۳۹ درصدی نسبت به Core i3 8100 و ۱۴۵ درصدی نسبت به Ryzen 5600G شکست خورد. در آزمون‌های چند‌هسته‌ای، پرچمدار ژائوشین عملکردی معادل با Core i3 8100 داشت، اما باید توجه داشت که Core i3 8100 یک پردازنده‌ی چهار‌ هسته‌ای است، در حالی که KX-7000 از هشت هسته استفاده می‌کند.

گرافیک داخلی KX-7000 تنها برای کاربردهای بسیار ابتدایی کفایت می‌کند

سایر بنچمارک‌ها نیز نتایج مشابهی را نشان می‌دهند: صعف پردازشی KX-7000 به حدی است که حتی نتوانست با پردازنده‌ی Core i3 8100 رقابت کند. به علاوه، عملکرد iGPU نیز به اندازه‌ای ضعیف است که حتی در مقایسه با Core i3 8100 چندان برجسته به نظر نمی‌رسد، چه برسد به مقایسه با پردازنده به‌مراتب قدرتمندتر Ryzen 5600G.

در حالی که عملکرد پردازشی پرچمدار ژائوشین در برنامه‌های عمومی قابل قبول به نظر می‌رسد، عملکرد در بازی‌های ویدیویی هنوز نیاز به بهینه‌سازی‌های بیشتری دارد. این پردازنده به سختی توانست کارت گرافیک NVIDIA GeForce RTX 4070 را مدیریت کند و بازی Cyberpunk 2077 با کیفیت 4K را تنها با ۴۶ فریم‌برثانیه و بازی Counter Strike 2 را با ۳۰ فریم‌برثانیه را اجرا کرد، که نشان‌دهنده محدودیت در هماهنگی با کارت‌های گرافیک قوی‌تر است.

امتیاز 3DMark در سه بازی میان پردازنده KX-7000 و رقبا
امتیاز 3DMark در سه آزمون میان پردازنده‌ی KX-7000 و رقیب‌های غربی
Wccftech

توان مصرفی نیز در پردازنده‌های چینی، چنگی به دل نمی‌زند

از نظر مصرف انرژی، KX-7000 توان مصرفی بسیار بالاتری دارد، به طوری که حدود ۶۰ وات در حالت بیکار (Idle) و حدود ۱۱۰ وات در حالت اوج پردازش مصرف می‌کند. این در حالی است که Core i3-8100 در اوج پردازش حداکثر ۶۴ وات و در حالت بیکار ۲۳ وات مصرف انرژی دارد که این اختلاف، معماری ناکارآمد پردازنده‌ی ژائوشین را پررنگ می‌کند.

توان مصرفی میان پردازنده KX-7000 و رقبا
مقایسه‌ی توان مصرفی میان پردازنده KX-7000 و سایر رقیب‌ها در دو حالت
Wccftech

با نگاهی به توسعه‌ی ۱۱ ساله از اولین نسخه‌های تولیدی این شرکت، پردازنده‌های ژائوشین پیشرفت چندانی در طول این زمان نداشته‌اند. اگرچه KX-7000 با پشتیبانی از حافظه‌های با فرکانس بالاتر و افزایش فرکانس بوست به میزان ۰٫۶ گیگاهرتز نسبت به نسل قبلی عرضه شده، بهبودهای مربوط به IPC (دستورالعمل‌ها به‌ازای سیکل ساعت) همچنان کم است. این حقایق در کنار هم نشان می‌دهد که ژائوشین راهی طولانی برای رقابت با اینتل و AMD در پیش دارد.

کپی لینک

هایگون: نسخه چینی AMD

ابتکار مهم دیگر برای تکامل راه چین به سمت تولید پردازنده، از همکاری AMD با نهادهای چینی سرچشمه می‌گیرد. در سال ۲۰۱۵، AMD با یک سرمایه‌گذاری مشترک، نسخه‌های محلی از پردازنده‌های مبتنی بر ریزمعماری Zen خود را که بر روی x86 کار می‌کنند، به چین ارائه داد.

AMD که نگران حق مالکیت فکری خود در معامله با چین بود، پروتکل سخت‌گیرانه‌ای را در پیش گرفت

با این حال، AMD این همکاری را به گونه‌ای شکل داد که مالکیت فکری خود را حفظ کند و در عین حال با تقاضای بازار چین مطابقت داشته باشد. این سرمایه‌گذاری مشترک تحت نهاد Tianjin Haiguang Advanced Technology Investment Co., Ltd. (THATIC) سازماندهی شد و از یک ساختار دو لایه برای محدود کردن انتقال فناوری و حفظ کنترل مالکیت فکری استفاده کرد.

در این ساختار، شرکت Haiguang Microelectronics Company (HMC) که تحت مدیریت THATIC فعالیت می‌کند، به عنوان نهادی مجاز برای توسعه‌ی طراحی‌های AMD خدمت می‌کرد. در مقابل، هایگون به عنوان یک نهاد جداگانه که فقط بخشی از آن متعلق به HMC بود، بر توسعه‌ی طراحی سطح بالا و نیز بازاریابی پردازنده‌ها تمرکز داشت.

ساختار ییشنهادی شرکت AMD در همکاری با Hygon چین
ساختار ییشنهادی شرکت AMD در سرمایه‌گذاری مشترک با چین
Wccftech

انتقال فناوری و تخصص بین HMC و هایگون تحت تدابیر سخت‌گیرانه‌ای انجام می‌شد که احتیاط AMD را در مدیریت مالکیت فکری در میان نظارت‌های فزاینده نشان می‌داد. این سرمایه‌گذاری مشترکِ چندلایه به AMD اجازه داد تا کنترل جنبه‌های حیاتی از فناوری x86 خود را حفظ کند و در عین حال به هایگون امکان تولید پردازنده برای بازار چین را بدهد.

اولین پردازنده‌های هایگون در سال ۲۰۱۸ وارد بازار چین شدند، اما تقریباً یافتن آن‌ها در بازار غیرممکن بود. پردازنده‌های هایگون به هیچ‌وجه برای فروش در بازارهای غربی طراحی نشده بودند و ماهیت فروش این تراشه به گونه‌ای بود که نیاز داخلی را تامین کنند. به طور خلاصه، تولیدکننده تمایلی به ارائه‌ی نمونه‌ای از این پردازنده‌ها به دیگران نداشت.

از مهم‌ترین محصولات سال‌های اخیر این شرکت، پردازنده‌های سری C86 است که بر پایه‌ی فناوری ۱۴ نانومتری طراحی شده‌اند. پردازنده‌های سری C86 که از چهار هسته‌ی Zen تا ۳۲ هسته را پوشش می‌دهند، از نظر طراحی مشابه پردازنده‌های Ryzen و EPYC شرکت AMD هستند تا آنجا که این تراشه‌های ساخت چین می‌توانند در همان سوکت‌های AM4 و SP3 معمول، مورد استفاده قرار گیرند.

به دلیل سیاست‌های پنهانکارانه دولت چین، دسترسی به این پردازنده‌ها برای ارزیابی به سادگی امکان‌پذیر نیست. بنابراین برای بررسی این نسل، فقط به دو عضو از خانواده‌ی هایگون C86 اکتفا می‌کنیم: C86 3185 (ارائه شده در سال ۲۰۲۰) و C86 3350 (احتمالا عرضه شده در سال ۲۰۲۴).

پردازنده‌ی Hygon c86 3185 لحیم شده روی بورد
پردازنده‌ی هایگون C86 3185 لحیم شده روی بورد
Overclockers.ua

پردازنده‌ی C86 3185 که در سال ۲۰۲۰ عرضه شد، در زمان عرضه به عنوان بزرگترین قدم هایگون شناخته ‌می‌شد. این پردازنده شامل هشت هسته بر اساس معماری Zen نسل اول بود و از پردازش چندرشته‌ای همزمان (SMT یا همان هایپرتردینگ) پشتیبانی می‌کرد. فرکانس پایه‌ی این پردازنده ۲٫۰ گیگاهرتز بود که می‌توانست به حداکثر ۳٫۴ گیگاهرتز نیز بوست شود. این تراشه دارای ۴ مگابایت حافظه‌ی کش L2 و ۱۶ مگابایت L3 بوده و طراحی آن در اکثر مقایسه‌ها با پردازنده‌ی AMD Ryzen 5 5600X برابری می‌کرد.

مادربورد و سیستم دوگانه هایگون C86 3185
مادربورد و سیستم دوگانه هایگون C86 3185 در W550-H30 Workstation
Wccftech

به‌گفته‌ی وب‌سایت Tom's Hardware، احتمالاً تحلیلگر کانال یوتیوب EJ Hardware برای بررسی عملکرد C86 3185، از پردازنده‌های هایگون بر روی یک ورک‌استیشن W550-H30 استفاده می‌کند. این سیستم دو پردازنده‌ی C86 3185 را در دل خود دارد که در مجموع تعداد هسته‌های موجود در سیستم را به ۱۶ هسته Zen نسل اول می‌رساند. در مقابل، پردازنده‌ی Ryzen 5 5600X شش هسته Zen 3 نسل اول فناوری ۷ نانومتری دارد که بر پایه‌ی فرکانس پایه ۳٫۷ گیگاهرتز و بوست ۴٫۶ گیگاهرتز کار می‌کنند. همچنین Ryzen 5 5600X دو برابر حافظه‌ی کش L3 بیشتری نسبت به هایگون C86 3185 ارائه می‌دهد و TDP آن ۳۰ وات کمتر از تراشه‌ی هایگون است.

نتایج آزمون Cinenebch R23 برای Hygon C86 3185
نتایج آزمون Cinenebch R23 برای پردازنده‌ی هایگون C86 3185 در برابر AMD Ryzen 5 5600X
Neowin

نتایج بنچمارک نشان داد که پردازنده‌ی AMD Ryzen 5 5600X در آزمون‌های تک‌هسته‌ای Cinebench R20 و R23 به ترتیب عملکرد ۹۷ درصد و ۱۳۵ درصد بهتری نسبت به پردازنده‌های هایگون داشت. اما در آزمون‌های چند‌هسته‌ای Cinebench R20 و R23، پردازنده‌های هایگون حدود ۱۲ درصد و ۱۳ درصد بهتر از AMD Ryzen 5 5600X عمل کردند. در آزمون PCMark 10، تفاوت عملکرد بیشتر آشکار شد؛ جایی که پردازنده‌ی Ryzen 5 AMD حدود ۵۹ درصد از ترکیب دو پردازنده‌ای هایگون بهتر بود.

پردازنده

Cinebench R20

Cinebench R23

Blender (BMW Scene)

x264 HD

Encoding Benchmark

PCMark 10

تک‌هسته‌ای

چندهسته‌ای

تک‌هسته‌ای

چندهسته‌ای

Ryzen 5 5600X

۵۹۸

۴٬۵۳۶

۱۵۳۶

۱۱٬۷۱۷

۳:۳۳٫۰۶

۶۰٫۵

۱۲٬۰۸۹

۲ پردازنده‌ی C86 3185

۳۰۴

۵٬۰۶۵

۶۵۵

۱۳٬۲۱۴

۲:۴۴٫۶۵

۴۰٫۵

۷٬۶۱۸

مقایسه‌ی توان محاسباتی سیستم دو پردازنده‌ای W550-H30 با Ryzen 5 5600X

در آزمون‌های بازی، EJ Hardware نشان داد که پردازنده‌ی C86 3185 در حالت دوگانه (دو پردازنده‌ی فعال) عملکرد مناسبی دارد. با استفاده از کارت گرافیک NVIDIA GeForce RTX 3080 Ti، این ترکیب توانست نرخ فریم مناسبی برای بازی‌ها را در وضوح 1080p و 4K ارائه دهد. پردازنده‌های هایگون تنها در بازی Cyberpunk 2077 عملکرد ضعیفی نشان داد.

آخرین محصول شرکت هایگون، پردازنده‌ی C86 3350 است که نتایج بنچمارک‌های آن در نیمه‌ی دوم سال ۲۰۲۴ دیده شد. طبق گزارش IT Home، یک دسکتاپ مجهز به پردازنده‌ی هایگون C86 3350 در کانال Bilibili با بنچمارک Geekbench آزمایش شد و نشان داد که عملکرد آن به سطح پردازنده‌های Zen 2 نزدیک شده است.

نمای بیرونی و داخلی پردازنده‌ی هایگون C86 3350
نمای بیرونی و داخلی پردازنده‌ی هایگون C86 3350
99u9.com

این پردازنده درون یک کامپیوتر رومیزی Tsinghua H880-T3M (که تصاویر آن را در ادامه می‌بینید) قرار گرفته که برای استفاده در سازمان‌های دولتی طراحی شده است. پردازنده‌ی این سیستم، یک نسخه‌ی ۸ هسته‌ای C86 3350 است که با فرکانس پایه‌ی ۳٫۰ گیگاهرتز کار می‌کند. این سیستم دارای ۸ گیگابایت حافظه‌ی رم، یک هارد ۲۵۶ گیگابایتی SSD و کارت گرافیکی ۲ گیگابایتی (با برند ناشناخته) است. همچنین، نتایج Geekbench نشان می‌دهد که این سیستم ۶۴ گیگابایت حافظه دارد؛ بنابراین مقدار رم باید با تردید در نظر گرفته شود.

پردازنده

6.3.0 Geekbench

تک‌هسته‌ای

چند‌هسته‌ای

هایگون C86 3350

۹۸۴

۵٬۳۷۹

AMD Ryzen 5 3500

۱٬۵۰۰

۵٬۳۸۰

مقایسه‌ی پردازنده‌ی اخیر هایگون با AMD Ryzen 5 3500

در بنچمارک Geekbench 6.3.0، پردازنده‌ی هایگون C86 3350 توانست امتیاز ۹۸۴ را در عملکرد تک‌هسته‌ای و ۵٬۳۷۹ را در عملکرد چند‌هسته‌ای کسب کند. عملکرد این تراشه در بخش چند‌هسته‌ای به پردازنده‌ی Ryzen 5 3500 نزدیک است و حتی در بخش چند‌هسته‌ای، بسیار مشابه آن عمل می‌کند. پردازنده‌ی رایزن امتیاز ۱٬۵۰۰ را در عملکرد تک‌هسته‌ای و ۵٬۳۸۰ را در عملکرد چند‌هسته‌ای به دست آورده است. ضعف ۴۰ درصدی پردازنده‌ی هایگون در پردازش تک‌هسته‌ای به طور واضحی در نتایج بنچمارک مشاهده می‌شود.

سیستم H880-T3M چینی با پردازنده هاگون Hygon - دیسک نوری
دیسک نوری با قابلیت خواندن DVD
سیستم H880-T3M چینی با پردازنده هاگون Hygon - پورت ها
پورت‌های ورودی-خروجی
سیستم H880-T3M چینی با پردازنده هاگون Hygon
کامپیوتر رومیزی Tsinghua H880-T3M
سیستم H880-T3M چینی با پردازنده هاگون Hygon - مادربورد
سخت‌افزارهای استفاده شده در این کامپیوتر
سیستم H880-T3M چینی با پردازنده هاگون Hygon - رم
ماژول رم
سیستم H880-T3M چینی با پردازنده هاگون Hygon - کارت گرافیک
کارت گرافیک ناشناخته

با اعداد ارائه شده، عملکرد تک‌هسته‌ای پردازنده‌ی چینی قطعاً نقطه‌ی ضعف آن است، اما در عملکرد چند‌هسته‌ای، حداقل با Ryzen 5 3500 قابل مقایسه است. شاید این مقایسه نسبت به واقعیت، سخاوتمندانه به نظر برسد، چراکه یک پردازنده‌ی ۸ هسته‌ای با یک پردازنده‌ی ۶ هسته‌ای مقایسه می‌شود.

کپی لینک

چالش‌های توسعه‌ی پردازنده‌های x86 بومی

با وجود پیشرفت‌های چین در تأمین فناوری x86 از طریق مجوزها و سرمایه‌گذاری‌های مشترک، توسعه‌ی پردازنده‌های x86 رقابتی و بومی همچنان با چالش‌های زیادی مواجه است. شرکت‌های چینی مانند ژائوشین و هایگون همچنان در دستیابی به معیارهای عملکرد بین‌المللی در زمینه‌هایی مانند بهینگی مصرف انرژی و سرعت محاسباتی دچار مشکل هستند؛ زیرا دستیابی به استانداردهای بالای عملکردی و کارایی برای رقابت با غول‌های تثبیت‌شده‌ای مانند اینتل و AMD نه تنها به طراحی پیشرفته، بلکه به قابلیت‌های تکنولوژیکی و تولیدی قابل توجهی نیاز دارد.

هر دو شرکت ژائوشین و هایگون با موانع فنی و ساختاری قابل‌توجهی روبرو هستند. با تأثیر محدودیت‌های صادراتی ایالات متحده بر دسترسی به ابزارها و فرآیندهای تولید پیشرفته، تولیدکنندگان x86 چین مجبورند به پیشرفت‌های داخلی نیمه‌رسانا تکیه کنند. این وابستگی، سرعت پیشرفت در دستیابی به معیارهای عملکرد تعیین‌شده توسط اینتل و AMD را محدود می‌کند.

چالش فنی عمده‌ی دیگر، همگام شدن با الزامات استانداردسازی معماری x86 است. استاندارد x86 شامل پروتکل‌های طراحی پیچیده‌ای است که بدون دهه‌ها تجربه‌ی انباشته، دشوار می‌توان به آن‌ها تسلط یافت. این پیچیدگی برای تازه‌واردهایی مانند ژائوشین یک نقطه ضعف ذاتی ایجاد می‌کند، زیرا آن‌ها با مبارزه‌ای سخت برای دستیابی به سطوح سازگاری و عملکرد مشابه با همتایان غربی روبرو هستند. در مورد هایگون وضعیت کمی بهتر است، زیرا همکاری زیر چتر حمایت AMD، دسترسی به به پروتکل‌ها را آسان‌تر می‌کند.

فراتر از موانع فنی، وابستگی‌های زنجیره‌ی تأمین پیشرفت تراشه‌ای چین را کُند می‌کند

واضح است که توسعه‌ی پردازنده‌های x86 پیشرفته، نیاز به فناوری‌های ساخت بسیار تخصصی دارد، که بسیاری از آن‌ها توسط شرکت‌های غربی کنترل می‌شوند و اخیرا نیز تحت محدودیت‌های صادراتی قرار گرفته‌اند. این محدودیت‌ها که با تنش‌های تجاری بین ایالات متحده و چین تشدید می‌شوند، دسترسی شرکت‌های چینی به جدیدترین فناوری‌های تولید را محدود می‌کنند و تولید تراشه‌هایی با ترانزیستورهای کوچکتر و کارآمدتر را دشوارتر می‌سازند.

فراتر از موانع فنی، وابستگی‌های زنجیره‌ی تأمین نیز پیشرفت چین را کُند می‌کند. اجزا، مواد و ابزارهای کلیدی مورد نیاز برای تولید پردازنده‌های x86، اغلب از تأمین‌کنندگان خارجی تهیه می‌شوند. در نتیجه، هر گونه اختلال یا محدودیت در زنجیره‌ی تأمین، روند تولید را به شدت تحت تأثیر قرار می‌دهد.

سیدا استارتاپ تراشه چینی

در نهایت، سازگاری نرم‌افزاری چالش دیگری را پیش پای تولیدکنندگان چینی می‌گذارد. اکوسیستم x86، که زیر تسلط اینتل و AMD قرار دارد، از طیف گسترده‌ای از نرم‌افزارها پشتیبانی می‌کند که باید بر روی هر هر پردازنده‌ی x86 جدیدی سازگار باشد. اطمینان از اینکه پردازنده‌های چین بتوانند این پایگاه گسترده‌ی نرم‌افزاری را به طور قابل اعتماد اجرا کنند، یک وظیفه‌ی پیچیده است که نیاز به آزمایش، عیب‌یابی و بهینه‌سازی دارد. این چالش سازگاری وابستگی به تحقیق و توسعه‌ی مداوم را برجسته می‌کند و وجود هر گونه ناسازگاری می‌تواند پذیرش پردازنده‌های x86 چین را در بازارهای داخلی و بین‌المللی به تأخیر بیندازد.

کپی لینک

پیامدهای اقتصادی و ژئوپلیتیکی

حرکت به سوی تولید پردازنده‌های x86 داخلی دارای پیامدهای اقتصادی و ژئوپلیتیکی قابل توجهی در دنیا است. از منظر اقتصادی، تولید پردازنده‌های x86 در داخل می‌تواند وابستگی چین به فناوری خارجی را کاهش دهد و به شرکت‌های فناوری چینی اجازه دهد تا ارز بیشتری را در اقتصاد خود حفظ کنند. این استقلال به ویژه در دوره‌ی تنش‌های تجاری و تحریم‌های فناوری، حیاتی است.

چین با ایجاد جایگزین‌های بومی، کاهش ریسک‌های مرتبط با وابستگی به فناوری غربی را دنبال می‌کند. با این حال، برخی کارشناسان استدلال می‌کنند که حتی با تولید x86 داخلی، به دلیل پیچیدگی‌های تولید نیمه‌رساناهای با عملکرد بالا و نیز ماهیت جهانی زنجیره تأمین، چین با چالش‌هایی در دستیابی به خودکفایی روبرو خواهد شد.

کپی لینک

آیا اژدهای چینی بیدار شده است؟

با نگاهی به آینده، انتظار می‌رود توسعه‌ی پردازنده‌های x86 بومی به عنوان یک حوزه‌ی حیاتی و استراتژیک برای دستیابی به خودکفایی فناوری در چین باقی بماند. در آینده‌ی نزدیک، ژائوشین احتمالا به بهبودهای تدریجی خود ادامه خواهد داد و به نفوذ بیشتری در بخش‌های دولتی و تجاری چین (که اولویت را به استقلال فناوری می‌دهند) دست پیدا خواهد کرد. این تمرکز با بلندپروازی گسترده‌تر چین برای خودکفایی فناوری همسو است، زیرا این کشور به دنبال کاهش وابستگی به پردازنده‌های خارجی در زیرساخت‌ها و صنایع حیاتی است.

چین آمریکا هواوی
تلاش چین برای خودکفایی در فناوری دیجیتال، سبب سرازیر شدن بودجه‌های دولتی به سمت شرکت‌های دخیل می‌شود.

برای هایگون، ساختار شرکت و ارتباط آن با AMD از طریق سرمایه‌گذاری مشترک Tianjin Haiguang موقعیت منحصربه‌فردی را فراهم می‌کند. اگرچه محصولات اولیه هایگون از ریزمعماری Zen بهره می‌بردند، تغییرات نظارتی اخیر و محدودیت‌های صادراتی میزان دسترسی هایگون را به فناوری AMD محدود کرده است. این محدودیت‌ها احتمالاً گلوگاهی برای پیشرفت آینده‌ی هایگون خواهد شد، زیرا این شرکت برای حفظ ارتباط و جلوگیری از رکود به دلیل گزینه‌های محدود انتقال فناوری، نیاز به نوآوری مستقل دارد.

در آینده، موفقیت چین در این حوزه می‌تواند توازن قدرت را در بازارهای بین‌المللی پردازنده‌ها تغییر دهد و پیامدهای ژئوپلیتیکی قابل‌توجهی داشته باشد. اگر چین بتواند چالش‌های موجود را پشت سر بگذارد و به سطح رقابتی در تولید پردازنده‌های x86 دست یابد، نه تنها نیازهای داخلی خود را برآورده خواهد کرد، بلکه ممکن است به صادرکننده‌ی مهمی در این صنعت تبدیل شود. این تحول می‌تواند به کاهش تسلط فعلی شرکت‌های غربی منجر شود و رقابت را در صنعت فناوری افزایش دهد.

مقاله رو دوست داشتی؟
نظرت چیه؟
داغ‌ترین مطالب روز
تبلیغات

نظرات