Superpočítač LineShine obsadil 1. místo v žebříčku nejvýkonnějších superpočítačů Top500, což mu zajistilo širokou pozornost po celém světě. Oficiální dokumentace ale neuvádí proces, na kterém je vyráběn procesor LX2, jádro celého systému.

• Čína má nejrychlejší superpočítač na světě. Těsně, s přimhouřeným okem, ale má

LX2 (schéma v úvodu) obsahuje 304 jader Armv9 běžících na taktu 1,55 GHz. Jádra jsou rozdělena do dvou čipletů, tzn. po 152. Každý čiplet je rozdělen do čtyř clusterů, přičemž na každý cluster vychází 38 jader a vlastní „čip“ HBM paměti.

Jaké procesy má Čína k dispozici?

Na otázku, na kterém procesu vlastně křemík vzniká, neuvádí žádný zdroj uspokojivou odpověď. Nanejvýš lze narazit na diskuzní spekulace v rozsahu 7-14 nm, což jsou technologie běžně používané čínskou společnosti SMIC, která soustředí nejpokročilejší procesy dostupné v Číně. Údaj „7nm“ je ale v kontextu SMIC problematický. Sama ho nepoužívá a spíše se objevuje různých zdrojích jako snaha připodobnit proces(y) SMIC technologiím zbytku světa. Problém je, že ono připodobnění si zdroj od zdroje nastavuje jinak, a tak někde můžeme číst, že proces SMIC N+2 je alternativa 7nm technologie, jinde 5nm. Ale postupně. N+1 býval uváděn jako alternativa 7nm procesu, podle některých zdrojů možná slabší, tedy asi na úrovni 8nm procesu Samsungu. N+2 bývá různě uváděn jako alternativa 7nm i 5nm procesu. Reálně vypadá něco v rozsahu 7-6 nm. N+3 by byl někde na úrovni 6-5 nm technologie a N+4 asi 5-4nm, i když některé zdroje hovoří o 4-3 nm.

• N+1 ~ 8-7 nm
• N+2 ~ 7-6 nm
• N+3 ~ 6-5 nm
• N+4 ~ 5-4 nm

Proces N+3 byl dlouho západním světem označován za jakousi teoretickou záležitost, neboť Čína nemá přístup k EUV nástrojům a jako náhradu musí do extrémní míry využívat multi-pattering (vícenásobné vzorkování), které znamená vyšší náklady a nižší rychlost výroby. Jenže loni na podzim byl vydán mobilní procesor HiSilicon Kirin 9030, který je na tomto procesu vyráběný. N+3 tedy zdaleka není teoretickou záležitostí. Proces je ale velmi obtížné srovnávat s ostatními technologiemi. Atypický způsob výroby a přizpůsobení procesu dostupné polovodičové výbavě vytvořila technologii, jejíž jednotlivé parametry příliš nezapadají do obvyklých škatulek. Tak třeba metrikou minimum metal pitch (nejmenší rozteč kovových prvků) 32,5 nm překonává Intel 18A s 36 nm. Na druhou stranu denzitou se 113,4 MTr/mm² je blízko procesu Intel 4 (~120 MTr/mm²).

Jaký proces připadá v úvahu pro LX2?

Ve vztahu k procesoru superpočítače LineShine je potřeba brát v potaz několik skutečností. Jde o kousky křemíku o 152 jádrech, což je sice vysoká hodnota, ale z hlediska výtěžnosti praktická. Jádra zasažená defekty lze snadno vypínat, aniž by to vyřadilo křemík nebo významně snížilo výkon. Rozhodně tedy nemusí jít o supervyzrálý proces starší generace (10-14nm) s extra vysokou výtěžností.

LineShine není pro Čínu jen nějaký řadový superpočítač, ale jde o řešení zjevně naprojektované tak, aby si odneslo první místo žebříčku Top500 a demonstrovalo, že to Čína zvládá i bez západních technologií. Zásobení jednoho projektu procesory není navíc totéž co potřeba dodává stabilně čipy pro sériově a dlouhodobě vyráběný produkt. Je tedy patrné, že LineShine je projekt, pro který by Čína měla motivaci použít to nejlepší, co má.

Některé spekulace poukazují na nízký (1,55 GHz) takt, z něhož usuzují o starším procesu. Ve skutečnosti takt nebude důsledkem procesu, jako spíš snahy o dosažení rozumné energetické efektivity s CPU, zatímco všechny ostatní systémy na nejvyšších příčkách používají akcelerátory, které jsou pro tyto účely energeticky efektivnější. LineShine má téměř 2× vyšší energetickou efektivitu než Aurora postavená na procesorech a akcelerátorech procesu Intel 7 a to navzdory tomu, že LineShine vše táhne procesorovými jádry. Dostat něco takového z ~10nm nebo starší generace se jeví jako prakticky nemožné - naopak lze očekávat, že proces bude podstatně lepší než Intel 7 a to o dost. Musí být kompenzována jak absence akcelerátorů, takže ještě musí zbýt prostor pro ~2× vyšší energetickou efektivitu.

Osobně bych považoval za bezpečné tvrzení, že LX2 vzniká na procesu SMIC N+3 (±1). V tomto případě je zkrátka výtěžnost vedlejší, takže i kdyby šlo o experimentální N+4, nemusel by to být problém. Částečně vadné čiplety by Čína jistě neměla problém použít v jiných projektech (např. 96-128 použitelných jader na čiplet místo 152 by stále nebyl problém a po reklamě, jakou LX2 udělal LineShine, by se o ně čínský trh dost možná i popral).