Loongson เจาะลึกไมโครโปรเซสเซอร์สัญชาติจีนเพื่อการพึ่งพาตนเองทางเทคโนโลยี

Loongson (ภาษาจีนตัวย่อ: 龙芯; พินอิน: Lóngxīn; แปลว่า 'แกนกลางมังกร') คือตระกูลของไมโครโปรเซสเซอร์อเนกประสงค์ที่พัฒนาโดยบริษัท Loongson Technology จากประเทศจีน โดยเริ่มต้นจากการพัฒนาบนสถาปัตยกรรม MIPS และต่อมาได้พัฒนาสถาปัตยกรรมของตนเองในชื่อ LoongArch เพื่อลดการพึ่งพาเทคโนโลยีจากต่างประเทศ

ประวัติความเป็นมาและการก่อตั้ง

โปรเซสเซอร์ตระกูล Godson ซึ่งเป็นชื่อทางวิชาการของ Loongson เริ่มต้นพัฒนาที่สถาบันเทคโนโลยีการคำนวณ (ICT) แห่งสถาบันวิทยาศาสตร์จีน (CAS) โดยมี Hu Weiwu เป็นสถาปนิกหลัก การพัฒนาชิปตัวแรกเริ่มขึ้นในปี 2001 โดยมีเป้าหมายเพื่อสร้างไมโครโปรเซสเซอร์ประสิทธิภาพสูงที่ผลิตในจีน เพื่อให้บรรลุความพึ่งพาตนเองทางเทคโนโลยีตามแผน Made in China 2025 โดยได้รับการสนับสนุนด้านงบประมาณจากแผนพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติฉบับที่ 10 และ 11 ของพรรคคอมมิวนิสต์จีน

ในปี 2010 Loongson ได้ถูกแยกตัวออกมาเป็นบริษัทเอกชนในชื่อ Loongson Technology Corporation Limited โดยเป็นการร่วมทุนระหว่าง ICT และบริษัทออกแบบชิป BLX IC Design Corporation ในปักกิ่ง เนื่องจาก Loongson เป็นบริษัทออกแบบชิปแบบ fabless (ไม่มีโรงงานผลิตเอง) จึงมีการว่าจ้าง STMicroelectronics ในการผลิตและทำการตลาดในบางรุ่น

การก้าวสู่ความเป็นอิสระทางสถาปัตยกรรม

จาก MIPS สู่ LoongISA

ในช่วงแรก Loongson ใช้ชุดคำสั่ง (ISA) ของ MIPS64 โดยมีการพัฒนาไมโครสถาปัตยกรรมภายในเอง ต่อมาในปี 2015 รุ่น Loongson 3A2000 ได้นำ LoongISA 1.0 มาใช้ ซึ่งเป็นชุดคำสั่งที่ขยายจาก MIPS64 release 2 โดยมีการเพิ่มส่วนขยายต่างๆ เช่น:

• LoongEXT: ส่วนขยายอเนกประสงค์ 148 คำสั่ง
• LoongVZ: ส่วนขยายสำหรับการจำลองระบบเสมือน (Virtualization)
• LoongBT: คำสั่งสำหรับการแปลไบนารีของ x86 และ ARM ให้ทำงานได้เร็วขึ้น
• LoongSIMD: สำหรับการประมวลผลข้อมูลแบบ SIMD 128 บิต

จุดเด่นของ LoongBT ช่วยให้ไฮเปอร์ไวเซอร์ QEMU สามารถแปลคำสั่งจาก x86 ไปเป็น MIPS ได้โดยสูญเสียประสิทธิภาพเพียง 30% ซึ่งช่วยให้การรันซอฟต์แวร์เดิมทำได้ง่ายขึ้น

การกำเนิดของ LoongArch

ในปี 2021 Loongson ได้เปิดตัวสถาปัตยกรรม LoongArch ซึ่งเป็น RISC ISA ของตนเองอย่างเต็มตัว โดยมีทั้งเวอร์ชัน 32 บิต (LA32R, LA32S) และ 64 บิต (LA64) เหตุผลหลักในการเปลี่ยนมาใช้ LoongArch คือเพื่อขจัดความเสี่ยงจากการพึ่งพาเทคโนโลยีหรือการอนุญาตให้ใช้สิทธิจากต่างประเทศ และเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาการละเมิดสิทธิบัตร

การนำไปใช้งานและสถานการณ์ปัจจุบัน

Loongson ได้ร่วมมือกับ UnionTech และ Sunway เพื่อส่งเสริมระบบปฏิบัติการ Deepin (ซึ่งมีพื้นฐานมาจาก Debian Linux) เพื่อลดการพึ่งพา Microsoft Windows ในประเทศจีน

ในปี 2024 มีรายงานว่าเขตการศึกษาในเมืองเหอปี (Hebi) ได้เริ่มทดลองใช้คอมพิวเตอร์ 10,000 เครื่องที่ใช้โปรเซสเซอร์ Loongson 3A5000 และระบบปฏิบัติการ Unity ซึ่งเป็นโครงการนำร่องเพื่อส่งเสริมการใช้คอมพิวเตอร์ Loongson และ Linux ในระบบโรงเรียนทั่วประเทศ ซึ่งอาจนำไปสู่ยอดขายคอมพิวเตอร์นับล้านเครื่องในอนาคต

ความท้าทายและมาตรการคว่ำบาตร

ในเดือนมีนาคม 2023 กระทรวงพาณิชย์ของสหรัฐอเมริกาได้เพิ่ม Loongson เข้าในรายการ Entity List ของสำนักงานอุตสาหกรรมและความมั่นคง (BIS) เนื่องจากถูกกล่าวหาว่าจัดหาเทคโนโลยีของสหรัฐฯ เพื่อสนับสนุนกองทัพปลดแอกประชาชนจีน (PLA) ซึ่งทำให้การเข้าถึงเทคโนโลยีและเครื่องมือจากสหรัฐฯ ทำได้ยากขึ้น