CPU Zhaoxin KaiXian x86: Sự trỗi dậy của Chips có xuất xứ Trung Quốc

Zhaoxin không phải là người mới trong thiết kế chip. Công ty được thành lập vào năm 2013 và lõi CPU đầu tiên được ca ngợi từ Centaur, một công ty mà VIA Technologies đã mua vào năm 1999. Các lõi ZhangJiang thế hệ đầu tiên của Zhaoxin được cho là được xây dựng trên phiên bản sửa đổi nhẹ của Centaur's Isaiah (còn gọi là CN) kiến trúc vi mô. Zhaoxin tiếp theo đó với kiến trúc WuDaoKau của riêng mình , đại diện cho một thiết kế lại đầy đủ của Isaiah, hiện đã phát triển thành kiến ​​trúc vi mô LuiJiaZui x86-64 ngày nay.

CPU Zhaoxin có trụ sở tại Trung Quốc, nó là bộ xử lý KaiXian KX-U6780A tám lõi mới dựa trên kiến ​​trúc vi mô LuJiaZui bí ẩn và được xử lý trên quy trình FinFET 16nm của TSMC. Các chip dựa trên kiến ​​trúc mang lại một mức hiệu suất mới cho danh sách sản phẩm chip của Trung Quốc trải dài từ máy tính để bàn đến máy chủ. Nhưng dòng KX-6000 này được dành cho các máy chơi game , PC và máy văn phòng. Sản phẩm demo đó là HX002EH1 của Zhaoxin để xác định xem nó có thể xếp hạng trong danh sách các CPU chơi game tốt nhất của chúng tôi hay không.  

Zhaoxin chắc chắn không phải là một cái tên quen thuộc, nhưng nó là một trong số rất ít các công ty thiết kế bộ xử lý x86 bespoke. Điều đó có nghĩa là nó cạnh tranh với các nhà sản xuất chip thống trị AMD và Intel, điều đáng ngạc nhiên là bộ hướng dẫn x86 được bảo vệ bằng sáng chế và các thỏa thuận cấp phép nghiêm ngặt đã thu hẹp lĩnh vực của các nhà sản xuất chip x86 cho bộ ba Intel, AMD và VIA.

Thông tin chi tiết rất khan hiếm, nhưng Zhaoxin không tên tuổi bao gồm một liên doanh giữa Chính quyền thành phố Thượng Hải, nơi đầu tư 80% vốn ban đầu của công ty và VIA Technologies, Đài Loan, cung cấp 20%. Kết quả cuối cùng là bộ xử lý được thiết kế dành riêng cho thị trường Trung Quốc mà Zhaoxin cho biết đạt mức hiệu năng tương đương với Core i5-7400 thế hệ thứ bảy của Intel. Mặc dù điều đó chắc chắn không quá ấn tượng khi các bộ xử lý thế hệ thứ bảy của Intel đã ra mắt vào đầu năm 2017, nhưng nó đánh dấu một bước tiến lớn đối với Zhaoxin, công ty kiến ​​trúc vi mô LuJiaZui mới của nó cung cấp cải thiện 1,5 lần về hướng dẫn cho mỗi chu kỳ (IPC) so với WuDaoKou trước đó. Nó cũng đi kèm với một số tính năng mới, như công cụ đồ họa tích hợp đầu tiên của Zhaoxin. Dòng KX-6000 là một bước tiến tới  tới mục tiêu lớn hơn: Nó đóng vai trò là bộ xử lý trung gian trước các chip 7nm thế hệ tiếp theo của công ty sẽ đi kèm với bộ nhớ DDR5 và PCIe 4.

Nhưng phá vỡ sự độc quyền hiện có không phải là nhiệm vụ dễ dàng. Chúng ta hãy xem nhanh những gì chúng ta biết về dòng Zhaoxin KX-6000, sau đó đi sâu vào kết quả thử nghiệm.

Con đường đến với những con chip do Trung Quốc thiết kế

Cho đến nay, Trung Quốc là nước nhập khẩu bộ xử lý lớn nhất thế giới, phần lớn được xuất khẩu dưới dạng thành phẩm. Tuy nhiên, đất nước này từ lâu đã tìm kiếm sự độc lập khỏi những ảnh hưởng của phương Tây đối với nền kinh tế của mình. Trung Quốc chỉ sản xuất khoảng 16% silicon mà họ sử dụng trong nước và chỉ một nửa sản lượng đó được kiểm soát bởi lợi ích của Trung Quốc. Do đó, sự phụ thuộc của Trung Quốc vào sản xuất CPU phương Tây thể hiện trách nhiệm chiến lược đối với nền kinh tế của đất nước trong trường hợp bị phong tỏa hoặc thuế quan, chưa kể đến những tác động của các cửa hậu có khả năng bất chính được tích hợp vào chip. 

Do đó, Trung Quốc bắt đầu sáng kiến ​​xây dựng bộ xử lý của riêng mình vào đầu những năm 80, cuối cùng phát triển thành chiến dịch "Made in China 2025" với mục tiêu sản xuất 70% chip được sử dụng ở Trung Quốc vào năm 2025. Sáng kiến ​​này bắt đầu từ lâu trước khi cuộc chiến thương mại Mỹ-Trung diễn ra và Mỹ từ lâu đã ngăn chặn những nỗ lực của Trung Quốc trong việc đạt được bí quyết và thiết bị để chế tạo chip thông qua việc mua lại và sáp nhập, một tình huống chỉ mới tăng cường gần đây. 

Nhưng không có sự thay thế nào cho sự phổ biến của bộ xử lý x86-64 bản địa. Cả Lenovo và HP đều đã cung cấp các hệ thống dựa trên Zhaoxin cho thị trường Trung Quốc, với việc Lenovo cung cấp các máy tính để bàn Kaiti, máy tính xách tay Zhaoyang FF03 và các sản phẩm máy chủ. HP cũng có một dòng sản phẩm, bao gồm cả HP 268 Pro G1 MT được trang bị bộ vi xử lý KX-U6780A.

Có sự hỗ trợ của các OEM lớn này, chưa kể đến chòm sao các nhà xây dựng nhỏ hơn ở Trung Quốc, rất quan trọng vì quốc gia này hiện đang thực thi sắc lệnh "3-5-2" mới của mình do hậu quả của cuộc chiến thương mại. Chính sách này quy định rằng tất cả các tổ chức chính phủ và công cộng phải chuyển sang 100% phần cứng và phần mềm có nguồn gốc từ Trung Quốc vào năm 2022, với 30% thiết bị nước ngoài được thay thế trong năm đầu tiên, 50% thay thế tiếp theo và phần còn lại bị loại bỏ trong năm thứ ba chương trình. Điều đó có nghĩa là Zhaoxin KX-U6780A có cơ hội tốt để tìm thấy một số biện pháp thành công tương đối nhanh chóng.

Thông số kỹ thuật của Zhaoxin KX-6000

Sê-ri KX-6000 của Zhoaxin chuyển sang quy trình 16nm của TSMC được sản xuất tại Đài Loan và thế hệ chip tiếp theo sẽ đi kèm với DDR5 và PCIe 4.0 được xây dựng trên quy trình 7nm. 

Chúng tôi biết rằng bộ xử lý có kiến ​​trúc đa vấn đề không theo thứ tự, nhưng công ty không chia sẻ sơ đồ khối hoặc chi tiết thêm. Kiến trúc này hỗ trợ các tập lệnh AVX (độ rộng 256 bit) và SSE 4.2, cùng với ảo hóa VMX (tương thích với VT-X của Intel). Trước đây, các chip của Zhoaxin dựa trên bộ xử lý đồ họa bên ngoài được đặt trong chipset ZX-100S của nó, nhưng KX-6000 đánh dấu sự ra mắt của công cụ đồ họa tích hợp của chính công ty.

Các chip 70W có dạng gói HFCBGA được hàn có kích thước 35mm x 35mm, vì vậy bạn sẽ phải mua bo mạch chủ cùng với chip (chúng không được cắm). Sê-ri KX-6000 có cả hai biến thể bốn và tám lõi. 

Chiếc flagship KX-U6880A đi kèm với tám lõi có thể hoạt động ở tốc độ lên tới 3.0 GHz, tăng 1 GHz so với các mẫu máy thế hệ trước. Mô hình KX-U6780A của chúng tôi có tốc độ 2,7 GHz, và giống như chiếc flagship, đi kèm với tám lõi và tám luồng. Sê-ri KX-6000 đi kèm với tám lát dữ liệu L1 32KB và bộ đệm hướng dẫn và 8 MB bộ đệm L2 được khắc thành hai lát 4 MB. Bộ nhớ cache L1 và L2 là bộ kết hợp 8 chiều và chip không có bất kỳ bộ đệm L3 nào.

Các con chip liên quan đến hai công nghệ chính: Tăng tần số và đa luồng đồng thời (SMT). Không giống như Intel và AMD, các chip KX-6000 không có SMT / Hyper-Threading, để lại một số hiệu suất trên bàn trong khối lượng công việc theo luồng. Các chip cũng không có khả năng tăng cường, vì vậy nếu bạn chọn cấu hình năng lượng cao hoặc cân bằng của Windows, chúng hoạt động ở mức 2,7 GHz bất kể khối lượng công việc, điện hoặc nhiệt (ngoài cơ chế điều chỉnh nhiệt độ bình thường để tự bảo vệ) . Điều đó có nghĩa là làm mát tốt hơn sẽ không mở khóa hiệu suất cao hơn và ép xung cũng không có trong menu.

Bộ xử lý lộ ra 16 làn PCIe 3.0 và có một công cụ đồ họa tích hợp với kiến ​​trúc không được tiết lộ (được cho là dựa trên IP từ đối tác của VIA, Đồ họa S3 ). Chúng tôi biết rằng nó hỗ trợ DX11, OpenCL 1.1 và OpenGL 3.2 và có tính năng mã hóa và giải mã video được tăng tốc phần cứng, nhưng các chi tiết thì khan hiếm và các ứng dụng giám sát GPU không thể cạo thêm bất kỳ chi tiết nào trên các thành phần kiến ​​trúc. Đồ họa tích hợp hỗ trợ các giao diện DisplayPort, eDP, HDMI và VGA và có thể xuất ra đồng thời hai màn hình ở độ phân giải 4K.

Zhaoxin hướng dẫn chúng tôi sử dụng trình điều khiển hiển thị Windows 10 mặc định để có hiệu suất tốt nhất, mang lại 15 khung hình / giây trong DOTA 2 ở mức 1280x720 với cài đặt chất lượng thấp nhất

Về mặt lỗ hổng bảo mật, các con chip yêu cầu giảm nhẹ cho Spectre Variant 2 nhưng không bị Meltdown. Zhaoxin đang tích hợp các bản sửa lỗi trong silicon cho Spectre v2 trong các kiến ​​trúc trong tương lai. Trình điều khiển đã cài đặt tốt trên hình ảnh thử nghiệm Windows 10 Pro của chúng tôi, dẫn đến hiệu suất được liệt kê trong bảng trên. Chúng tôi đã thử nghiệm với cả DDR4-2133 và DDR4-2666, nhưng thông lượng bộ nhớ tăng lên không mang lại những cải tiến hiệu suất lớn như chúng ta thường thấy với Intel iGPU và AMD. Mức tăng ~ 1.6 khung hình / giây ở mức 1280x720 và thiếu cải thiện ở mức 1920x1080 ngụ ý rằng nút cổ chai nằm ở nơi khác. Trong cả hai trường hợp, các số liệu hiệu suất này đều làm chậm đáng kể công cụ UHD Graphics 630 của Core i5-7400, phần lớn được coi là vô dụng đối với việc chơi game có ý nghĩa. Bạn vẫn phục vụ tốt nhất với AMD cho hiệu năng đồ họa tích hợp.

Nguồn: Tomshardware