현재 중국CPU기술이 인텔/AMD 대비 얼마나 따라오고 있는지 한번 정리 해 봤습니다. (재택근무중에 딴짓하는건 아닙니다...)
모바일쪽은 제외하고 데스크탑,서버용 CPU만 정리해 보았습니다.
1. 龙芯(Loongson)
龙芯(Loongson) CPU는 Loongson Technology에서 오래전부터 개발되어 왔고, 한국에도 잘 알려져? 있는 CPU중 하나입니다.
MIPS 아키텍쳐를 뽀려와서 개발했다는 설이 있었으나.. 이게 사실로 밝혀졌고, 2007년 결국 MIPS와 정식 라이센스 계약을 채결하였던 역사가 있습니다.
조금 짚고 넘어가야 할게 있는데, Loongson CPU는 ICT라는 회사와 Jiangsu Zhongyi Group이 합작하여 BLX IC Design Corporation 라는 회사를 설립하였고 (이하 BLX) BLX에서 주도적으로 아키텍쳐를 개발하였는데, 결국 MIPS 특허를 침해한 것으로 결론이 나서 2007년 ICT와 MIPS사의 협상 결과, 개발사가 아닌 CPU외주생산업체인 STMicroelectronics 에서 생산용 라이센스를 취득하였고 2009년에 ICT가 정식 라이센스 계약을 했으며, 2011년이 되서야 Loongson Technology 에서 MIPS라이센스 계약을 체결합니다.
뭔소리냐면 2011년까지 특허따윈 날 막을수가 없으셈...으로 오리발 내밀었다는 소리입니다.
...역시 중국이랄까요... 여튼 정식 라이센스 계약 채결에 힘입어 MIPS64라이센스까지 따고 MIPS기반에 양념을 친 CPU를 개발하기 시작하였습니다.
MIPS기반이라 x86 OS가 구동이 안된다는 약점이 있었으나, (쉽게말해 윈도우가 안 돌아간다는 이야깁니다.) 이게 중국 정부빨로 계속해서 개발이 되어 왔습니다.
중국의 CPU개발 특성상 100% 중국 공산당 영향 하에 있는 회사들에서 개발된다고 보면 정확하고, 이런 회사들은 공산당이 뒤를 봐주기 때문에 쉽게 망하지 않습니다.
여튼, 현재 Loongson CPU는 Loongson 1 (Godson 1로도 알려저 있음.) 에서 Loongson 2 를 거쳐서 Loongson 3 까지 제품 출시가 완료되었으며, 최신 CPU 기준으로 사양은 다음과 같습니다.
>> 일반용 (데스크탑, 노트북 등)
- Loongson 3A4000
MIPS64 커스텀 4코어 1.8-2GHz (64 비트 슈퍼 스칼라 프로세서 코어 GS464v)
LoongEXT, LoongEXT3, LoongVZ, LoongBT(*), LoongSIMD, LoongSX, LoongASX, LoongAMU 지원.
DDR4 지원
28nm FD-SOI 공정으로 생산
<30W@1.5GHz, <40W@1.8GHz, <50W@2.0GHz 전력소모
>> 서버용
- Loongson 3B4000
MIPS64 커스텀 4코어 1.8-2GHz (64 비트 슈퍼 스칼라 프로세서 코어 GS464v)
LoongEXT, LoongEXT3, LoongVZ, LoongBT(*), LoongSIMD, LoongSX, LoongASX, LoongAMU 지원.
DDR4 ECC 지원
8WAY 지원
28nm FD-SOI 공정으로 생산
3B4000의 경우 8WAY구성으로 최대 32코어 구성이 가능하며, 3A4000과 다르게 고속 인터커넥트 버스가 지원되고, 3A4000 대비 고용량의 메모리 지원.
특이해야 할 점은 LoongBT 라는 명령어셋으로 x86 에뮬레이션 가속을 지원합니다.
뭔소리냐면 그냥 x86 OS 설치는 불가능하나, 가상머신(QEMU등)을 사용하여 x86 OS를 설치할 경우 하드웨어 가속을 할 수 있다는 의미입니다.
해당 명령어를 사용하여 에뮬레이션을 할 경우 네이티브 코드 성능 대비 성능 하락 폭은 약 30% 정도로 알려져 있습니다.
3A4000의 경우 코어당 성능은 AMD의 엑스카베이터 마이크로아키텍처와 비빌 수 있다고 "주장"하나, 실제 성능은 K8 마이크로아키텍처와 비슷한 성능이 나오고 있다고 합니다. (K8의 경우 2003년에 나왔습니다..)
2. 神威(Sunway)
Jiangnan Computing Lab 에서 만들고 있는 CPU 입니다. 군사용 CPU라서 일반에 잘 알려져 있지는 않지만 DEC ALPHA 의 설계를 뽀려와서 개발했다는 의혹이 있습니다.
어디서 많이 들어보셨죠? DEC ALPHA는 삼성전자에서 라이센스 생산했었던 그 CPU가 맞습니다. 세계 최초로 1GHz를 달성했던 CPU입니다.
역시 APLHA CPU라서 x86 OS 설치는 불가능합니다. (군사용이라서 쓸 일도 없겠지만, 윈도우 설치 안됩니다.. ALPHA용 윈도우NT는? 모르겠네요)
여튼 이 회사도 2006년부터 SW-1 을 시작으로 SW-2, SW-3(SW1600) 을 거쳐서 SW26010 까지 출시를 완료하였으며, 특히 2세대인 SW-3 이 ALPHA 21164 기반이라는 의혹이 있으나, 확인되지는 않았으며, 3세대인 SW26010 부터는 ALPHA 와 호환되지 않는 자체개발 명령어 셋이라고 "주장" 하고 있습니다.
SW26010 부터는 ALPHA 와 호환되지 않는다고 하면 SW-3은 APLHA 기반이 맞다는 소리일까요? 대략적인 스펙은 다음과 같습니다.
- Sunway SW26010
64비트 RISC 프로세서 1.45Ghz (명령어셋은 일단 ALPHA와는 관계가 없다고 함)
1프로세서에 4모듈, 1모듈당 64+1코어, 총 240코어
DDR3 지원
군사용이라서 자세한 스펙은 알려지지 않았으나, 위와 같은 구성이라고 하며 실질적으로는 4코어 구성에 연산모듈이 64개씩 달려있는 구성이라고 보면 정확합니다.
OS는 4개의 범용 코어를 제어하며, 각각의 범용 코어가 64개의 전용 연산 모듈을 각각 제어하는 형식입니다.
성능이 꽤나 좋아서 SW-3을 8704개 사용한 슈퍼컴퓨터가 2011 년 11월 슈퍼컴퓨터 순위 14위에 랭크되었으며, 뒤이어 SW26010을 40960개 사용한 슈퍼컴퓨터가 2018년 3월, 6월에 전세계 슈퍼컴퓨터 1위에 등극합니다. (Sunway TaihuLight)
3. 飞腾(FeiTeng)
Tianjin Phytium Technology 에서 만들고 있는 슈퍼컴퓨터용 CPU입니다. 텐허-1A 로 잘 알려져 있습니다.
이 회사도 역시 중국스럽게 1세대 YHFT의 경우 인텔 아이테니엄CPU(IA64 마이크로아키텍처)의 데드카피로 제품 생산을 시작했습니다. 바이너리 레벨에서는 100% 호환되었으나, 성능은 한참 떨어졌다고 합니다.
2세대는 1세대랑은 완전 다른 설계로, 일반적인 CPU라고 보기는 힘들고, GPU같은 설계의 CPU로 64비트 스트림 프로세싱이 가능한 CPU를 개발했습니다.
이건 银河 슈퍼컴퓨터에 가속칩으로 탑재되었으며, 3세대로 FeiTeng-1000, Galaxy FT-1500이, 4세대로 FT-1500A가 개발되었습니다.
FeiTeng사의 CPU들의 특징은 세대별로 완전히 다른 마이크로아키텍처를 사용한다는 점입니다.
- FeiTeng-1000
OpenSPARC 0.8-1GHz (64-bit SPARCv9)
8코어, 64SMT
DDR3 지원
텐허-1A 슈퍼컴퓨터에서 연산용은 아니고, 서비스 노드용으로 사용된 CPU로 OpenSPARC 프로젝트 결과물을 그대로 갖다 쓴 CPU입니다.
- Galaxy FT-1500
OpenSPARC 1.8GHz (64-bit SPARCv9)
16코어, 128SMT
QUAD CHANNEL DDR3 지원
역시 텐허-2 슈퍼컴퓨터에서 연산용은 아니고, 프론트엔드 노드용으로 사용된 CPU입니다. (텐허-2 는 2013년 6월 슈퍼컴퓨터 순위 1위에 랭크됩니다.)
역시 OpenSPARC 프로젝트 결과물을 그대로 갖다 쓴 CPU입니다.
이런걸 보면 중국은 시대에 뒤쳐진 아키텍처를 참 좋아한다는것(?)을 알 수 있습니다. 사실 최신을 갖다 쓸 수 없는게 중국산 CPU들의 딜레마이기도 하죠.
번외 : FT-1500A
ARM64 1.5-2.0GHz (ARMv8) / 4코어 / DDR3
Phytium에서 설계한 CPU로 ARM계열입니다. FeiTeng의 경우 4세대 제품은 ARM계열로 근본없음을 여실히 보여줍니다.
4. 兆芯(Zhaoxin)
Shanghai Zhaoxin Semiconductor에서 생산한 x86 호환 CPU입니다. 드디어 윈도우가 네이티브로 돌아가는 CPU가 나왔습니다.
사실 이게 중국에서 생산된건 아니고, 오래전에 x86 춘추전국시대(486~펜티엄 시절..)에 Cryix 라는 x86 cpu를 만드는 회사가 있었는데, 이 회사를 VIA라는 회사가 인수를 하게 됩니다.
그렇게 VIA는 저전력, 저발열, 저성능 CPU기술을 얻게 되었는데, 이 VIA 가 2013년 상하이시와의 합작으로 Zhaoxin 이라는 회사를 설립하고 x86 CPU 개발에 다시 뛰어들게 됩니다....
은(는) 훼이크고, 중국에서 미국 의존도를 없에려고 x86 cpu 자체생산을 추진했다는 것이 정설입니다. 지금 미-중 상황 돌아가는걸 보면 미리미리 예상하고 준비 한거겠죠.
여튼 ZX-A 를 시작으로 ZX-E 까지 제품 개발이 완료되었으며, ZX-F 를 AMD RYZEN 타도를 목표로 개발중입니다. (성공할지는 의문입니다.)
VIA CPU의 특성상 정수 연산 성능은 좋으나, 부동소수점 연산은 구린 특성이 있는데, 이 특성을 그대로 계승하고 있다는 점이 포인트입니다.
ZX-A, ZX-B 의 경우 VIA Nano X2 기반으로 2코어이며 INTEL ATOM계열 듀얼코어보다 나은 성능을 보여줬습니다.
ZX-C, ZX-C+ 의 경우 VIA Nano QuadCore 기반으로 4코어이며 역시 ATOM계열 쿼드코어보다 나을 정도의 성능을 보여줬습니다.
- ZX-D (KX-5000, KX-20k)
VIA x86-64 2.0GHz 4/8 CORE (28nm)
MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.1, SSE4.2, AVX, AVX2, x86-64, NX bit, VT-x, VIA PadLock (SHA, AES, RNG), VIA PowerSaver 지원
듀얼 채널 DDR4
PCI-E 3.0
USB3.2
SATA3
DIRECTX 11.1 지원 내장그래픽
이제 좀 정상적인? CPU같은 녀석이 나왔습니다.
사실 ZX-D 는 현행 CPU같이 CPU내부에 메모리 컨트롤러, PCI-E 컨트롤러 등이 내장된 구조가 아니라, 예전 펜티엄4 시절처럼 FSB를 통해서 노스브릿지(I/O컨트롤러)에 연결되는 구조를 채택하고 있습니다.
CPU 자체는 ZX-C+ 에 비해서 성능상 크게 개선되었긴 하나, 인텔과 비교하자면 CORE2QUAD Q6600 보다도 많이 구린 성능이라고 볼 수 있습니다. (꽤 구리다는 소리입니다.)
ZX-D까지는 꽤 저전력이었으나(56W), 다음 모델인 ZX-E부터는 CPU의 전력 소모가 상당히 올라갑니다. (70W)
- ZX-E (KX-6000, KX-30k)
VIA x86-64 2.0-3.0GHz 4/8 CORE (16nm)
MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.1, SSE4.2, AVX, AVX2, x86-64, NX bit, VT-x, VIA PadLock (SHA, AES, RNG), VIA PowerSaver 지원
듀얼 채널 DDR4
PCI-E 3.0
USB3.2
SATA3
DIRECTX 11.1 지원 내장그래픽
생각보다 상당히 멀쩡한 성능을 보여줍니다. 무려 인텔 코어 i시리즈/3세대 쿼드코어와 성능이 비등합니다. 8코어짜리지만 말이죠.
정확히 클럭대비 성능이 인텔 I시리즈/3세대의 60% 정도가 나옵니다. 문제는 아직까지 SMT 기술이 지원되지 않는다는 점입니다.
KX-5000까지는 I/O 컨트롤러가 별도로 존재하였지만, KX-6000 부터는 CPU와 메모리컨트롤러, PCI-E컨트롤러가 통합되었으며, 기타 I/O도 전부 통합되었습니다.
Zhaoxin의 경우 독자적 GPU도 출시 예정이라고 합니다. S3계열 개선판일게 뻔해서 성능은 기대가 안되긴 하지만, 나와봐야 알겠죠.
커스텀 리눅스라도 만들어 쓰는걸까요?
수정하면 되지않을까요? 프로그램들이야 컴파일만 새로하명 되고
밉스, 스팍 cpu 에서 동작하는 linux 배포본 있습니다.
오래전에 Linux 배포본 만들때 기억 나던 사이트 들어 가보니 아직도 열리네요.
아마도 이런거 가지고 커스트마이징 하지 않았을까 싶네요.
리눅스 쓴다고 하더라구요.
FreeBSD도 지원한다 하구요.
대부분 리눅스 기반으로 개발된 OS를 사용합니다. 룽손의 경우 안드로이드까지 포팅되었습니다.
위 본문에 언급된 Cyrix CPU도 가지고 있는게 있어서 스캔뜬 사진 올려봐요.
가지고 싶어요 ㅎ
저도 AMD CPU 3개 있네요.
Am386 DX/DXL-40 우측에 있는것이 칩스 어쩌구 회사에 387입니다. ^^
코 프로세서는 보유중인게 TI이 287과 칩스회사의 387 입니다.
펠티어소자요?
저도 당시에 Pc잡지에서 보고 혹했었습니다.
https://www.mk.co.kr/news/home/view/1994/07/32807/
이거 기사는 있는데 사진은 구하기 힘드네요.
나중에 시간되시면 넥타이핀 사진이라도 한번 올려주세요.
저도 궁금합니다.
기사 검색해 보니 386도 만들었었나 보네요.
HK386 도 기회 있으면 글 작성 해보겠습니다.
감사합니다.
귀한 사진이네요
아니면 미국 등 다른 나라에서 들어오는 핵심 부품이 함께 조합되어야 중국 자체 CPU를 제조할 수 있나요?
후자라면 지금 트럼프 조치에 의해 한계가 명확할테고, 전자라면 CPU 분야 한정으론 무시무시하네요
CPU에 들어가는 부품이라기 보다는 설계 자체를 중국이 한 것입니다.
생산은 룽손의 경우 STM(스위스)에서 생산 하다가 SMIC(중국)으로 바뀌었으며, Sunway와 FeiTeng은 알려지지 않았지만 SMIC에서 생산한것으로 추정되며, Zhaoxin의 경우 TSMC(대만)에서 생산 하고 있는것으로 알려저 있습니다. (이것도 SMIC에서 생산 가능할것으로 보입니다)
그러면 중국은 프로그램 락을 뚫어서 사용해버릴려나요 ㅎㅎ...
자오신이 GPU 출시한다고 하는거야 보나마나 10년도 더 전에 아키텍쳐 갱신이 멈춰버린 S3의 고대유물들을 재탕하겠죠. 말이 합작법인이지 연구개발투자없이 구닥다리 코어 우려먹다 아톰 등장 이후론 10년 넘게 적자로 망하다시피한 VIA의 x86 CPU 사업부문을 중국자본이 삼킨 결과물이라서 거기서 GPU 나온다면 그거 밖에 없을겁니다.
덤으로 선웨이의 경우는 아예 그냥 중국군에서 개발한 물건입니다. 연구소 이름이 거창하게 中国人民解放军战略支援部队网络系统部第五十六研究所 이죠. 재미난 사실은 특이한게 SW-3과 SW-26010 사이에 컨셉 자체가 크게 다르다는겁니다. SW-3는 Alpha 베이스의 범상한 고성능 CPU인데, 26010은 IBM이 옛날옛적에 해보다 때려친 컨셉인 소수의 빅코어와 그 밑에다가 스크래치패드 메모리를 사용하는 스몰코어를 대량으로 얹는 비대칭 멀티코어 컨셉이란거죠.
이름하여 "한국형 CPU 상용화.. 어쩌고저쩌고 사업"
국내 연구기관에서 만들었다는 코어들을 이용해서 상품화하는 게 목적이었는데
그것들도 Alpha나 Sparc 기반이었더라구요.
한국 지형에 유리한 CPU라는게 따로 있는건가 하는 의문이 들어서
왜 "한국형"인가 질문을 했더니,
그래야 위에서 좋아한다는 대답을 하더라구요;;;
SPARC 기반으로 꽤 성과가 있었다고 알고 있는데, 이것도 시간나면 한번 정리해보겠습니다.
의외로 우리나라도 다양하게 연구개발은 꽤 했습니다. 제품화가 된게 드믈어서 그렇지..
컴퓨터 학원 컴퓨터가 6x86이라서 486 586보다 더 좋은건줄 알았던 어린시절 그 추억...
그래도 성능이 제대로 나오지는 않나 보네요.
(VIA, FIC, NANYA, Aopen ... 모두 패밀리로 알고 있는데...)
VIA 메인보드 만들던 폭스콘이 이젠 더 큰 회사가 되어버렸네요..;;;
RISC 나오면 CISC가 바로 따라나와야 한다고 옆에 삼촌이 그러시는데요.
추억의 싸이릭스 로직 이름이 나와 반갑..ㅠㅠ
그래서 지금 중국정부는 Zen 1 의 IP는 들고 있다고 보면 될 듯 합니다. 그걸로 한 1-2 년 뒤에 x86 만들 듯.
중국은 진짜 베끼는 건 잘해요. 물론 처음 배울때는 베끼면서 배우는 거지만 그렇게 배운다음엔 원리를 이해하고 개선해야 하는데 그것까지 잘 하는지는..
기술도용도 많이하지만 사람이 많아서 그런지 선전 같은 곳에서는 3D 기구스캐너, PCB스캐너 등 다양한 방법으로 sw hw 기구 리버스엔지니어링도 잘합니다.
그리고 많은 유명 칩업체들이 상하이 같은 곳에 R&D 센터 같은걸 만들어 고급개발자들의 기술 업그레이드도 많이되었습니다.
미국 수준을 꾸준히 따라오긴 하겠으나 중국이 지금의 권위주의적인 행보가 해결이 안되면 글로벌한 수요로 이어지긴 힘들 거 같네요. 아마 10억 인구 내에서 북치고 장구치고 자화자찬하는 일이 반복될 거 같은데 자기들 내부에서는 의미가 있겠으나 인류의 보편적 기술발전이라는 관점에서는 글쎄..라는 생각이 있습니다.
Cryix -> Cyrix
아, 이미 댓글에 많이들 올려주셨네요~ 재밌게 잘 읽고 갑니다 :)
지금은 그저 그렇지만 5년 뒤엔 정말로 모릅니다.
중국 ARM 지사의 활약이 기대되는(?) 이유이군요.
몇년후에 ARM 아키텍쳐 그대로 베낀 중국 모바일 CPU가 나오겠네요.