России в наследство от Советского Союза достался оригинальный процессор «Эльбрус», построенный на архитектуре VLIW (Very Long Instruction Word = очень длинное командное слово). Надо сказать, что эта архитектура развивается и в наши дни (компания «МЦСТ»). Более того, целый ряд государственных и частных учреждений, от Пенсионного фонда до компании «1С», активно используют в своей деятельности решения, исполненные на этих процессорах. До введения антироссийских санкций компания «МЦСТ» производила процессоры «Эльбрус» на мощностях тайваньской TSMC. Причём последние процессоры были разработаны по вполне передовому техпроцессу 16 нм и предназначались для использования в серверах, настольных компьютерах и даже ноутбуках.
К сожалению, сейчас нет возможности производить столь передовые процессоры ввиду отстутствия в России производственного оборудования соответствующего класса. Однако это не отменяет необходимости для разработчиков «Эльбруса» продолжать свою работу: раньше или позже отечественное оборудование появится, учитывая какие усилия сейчас в этом направлении предпринимаются.
На повестку дня выходит вопрос о самой VLIW: насколько перспективна эта архитектура в принципе? У нас по этому поводу хватает скептиков, называющих «Эльбрус» тупиком, поскольку в мире наиболее распространены другие типы архитектур: RISC (Arm и RISC-V) и CISC (Intel x86). И хотя блоки на архитектуре VLIW периодически использовались и в графических процессорах AMD (один из мировых лидеров микропроцессоров, американский разработчик), и в мобильных процессорах Snapdragon американского разработчика Qualcomm, VLIW архитектура всё же держалась в тени более популярных технологий. Но вот недавно один из мировых лидеров микропроцессоров, американский разработчик AMD, выпустил свою новую линейку процессоров, построенную с использованием VLIW архитектуры.
Причём речь идёт не о каких-то бюджетных или узкоспециализированных устройствах. Напротив, речь о самых топовых процессорах линейки AMD Ryzen 9000, предназначеных для использования в высокопроизводительных настольных (так называемых «игровых») компьютерах. Характеристики флагманского Ryzen 9950X действительно впечатляют: 16 ядер, 32 потока, разгон до частоты 5,7 ГГц, общий кэш 80 МБ, TDP 170 Вт (thermal design power: характеризует количество выделяемого при работе тепла). Чиплеты процессора исполнены по 4 и 6 нм техпроцессам тайваньской TSMC.
В рамках процессорной микроархитектуры Zen 5 разработана архитектура XDNA NPU (Neural Processing Unit = движок искусственного интеллекта), состоящая из плиточного массива процессоров AIE-ML (Artificial Intelligence Engine - Machine Learning, процессор ускорения алгоритмов машинного обучения). Каждая плитка AI Engine может работать на частоте свыше 1,3 ГГЦ и включает в себя векторный процессор на архитектуре VLIW, скалярный процессор RISC, программную и локальную память для хранения данных.
Слеудет отметить, что применение архитектуры Zen 5 одними настольными ПК не ограничивается: для ноутбуков разработана линейка процессоров AMD Ryzen AI 300, а для серверов — AMD EPYC 5-го поколения. Процессоры с новыми возможностями в области ИИ были с большим одобрением встречены партнёрами AMD, производителями компьютерной техники Microsoft, HP, Lenovo, Asus и многими другими. Так что архитектура VLIW оказалась в авангарде современных технологий.
В общем, VLIW оказалась невероятно живуча: не успел Intel в 2021 году попрощаться со своими процессорами Itanium (исполненными на архитектуре EPIC, версией VLIW), как на смену пришёл AMD cо своей Zen 5. Ну а наши разработчики всегда сохраняли верность этой выдающейся процессорной архитектуре. Интересно будет послушать, что теперь будут говорить по-поводу VLIW и «Эльбруса» наши местные скептики и критики? Всё равно тупик? Но как же это может быть тупиком, если самые мощные в мире процессоры используют эту архитектуру? Конечно, речь не идёт о том, что упомянутые в статье процессоры AMD полностью исполнены на архитектуре VLIW. Это скорее гибриды, использующий модули, построенные на разных архитектурах: CISC, RISC, VLIW.
И всё же это ещё раз подтверждает, что здесь «тупиковых» архитектур нет: все перспективные, если их разработку как следует финансировать и их развитием как следует заниматься. Так что не стоит удивляться, если следом за «Эльбрусом» и AMD к технологии VLIW всерьёз подтянутся и другие производители. Ведь история не раз доказывала, что высказывание «опередить своё время» — это точно про нас.
Ещё одну статью на тему процессора «Эльбрус» и архитектуры VLIW можно прочитать здесь: