Линукс Док

Процессоры

Автор: Туманов Александр, Редактор: Летописец, Дата: 2026-10-19

Процессор — устройство, которое выполняет команды. Слово привычное, а за ним стоит четыре разных роли, которые чаще всего путают в одну:

Роль Что это значит Кто этим занимается
Архитектура Набор инструкций: правила, как писать программы для такого процессора Intel, AMD (x86-64), ARM (ARM), RISC-V (открытая)
Проектирование Разработка конкретного чипа: сколько ядер, кэш, что внутри Intel, AMD, Apple, Qualcomm, NVIDIA, Ampere, Huawei
Производство Изготовление кристаллов на фабрике (фаундри) TSMC, Samsung, Intel, SMIC, GlobalFoundries
Оборудование Станки для производства: литография, травление, контроль ASML, Nikon, Canon, Applied Materials, Lam Research

Разделение объясняет почти всё, что происходит на рынке: одни придумывают, другие рисуют, третьи печатают, четвёртые делают станки — и узкое место оказывается то в одном, то в другом.

Кто придумывает архитектуру

x86-64 — самая распространённая архитектура для настольных компьютеров и серверов. Придумана Intel, расширена AMD. Ключевая деталь: x86 никому не лицензируется свободно — им пользуются только две компании, Intel и AMD (между собой они лицензируют расширения друг другу). Поэтому «сделать свой x86-процессор» нельзя, сколько бы денег ни было.

ARM — противоположный подход: архитектуру лицензируют. Компания ARM Holdings (Великобритания, теперь под японской SoftBank) продаёт права: можно взять готовое ядро и встроить в свой чип, а можно купить архитектурную лицензию и проектировать ядра самому. Именно так появились процессоры Apple (M-серия), Qualcomm, NVIDIA (Grace), и серверные чипы Amazon и Ampere.

RISC-V — архитектура с открытой спецификацией: лицензия не нужна вовсе. Её активно развивает Китай — как раз потому, что она не подчиняется ни одной компании и не попадает под запреты на лицензии. В настольных компьютерах её почти нет, в устройствах и серверах — уже встречается.

Разница по сути: x86 — закрытый клуб из двух компаний, ARM — платная лицензия, RISC-V — общий язык. Отсюда и разные представления о том, кто «делает процессоры».

Кто рисует чипы

Intel — редкий случай: и архитектура, и проектирование, и свои фабрики (такие компании называют IDM). Долго была впереди, потеряла первенство в передовых техпроцессах и теперь строит фабрики для других.

AMD — проектирует, но не производит: с 2009 года фабрики выделены в GlobalFoundries, а передовые заказы сейчас идут на TSMC. Это и есть «fabless» — «без фабрик», самая распространённая модель в отрасли.

Apple — рисует свои процессоры на лицензии ARM и заказывает производство. Для рынка это важно не объёмом, а влиянием: её чипы задают планку для мобильных и всё чаще для ноутбучных.

Qualcomm, MediaTek, NVIDIA, Ampere, Amazon, Huawei — все fabless, все проектируют под свои задачи: телефоны, серверы, ускорители, облака.

Кто печатает: фаундри и почему их так мало

Производство передовых чипов — самая дорогая часть отрасли: одна фабрика передового узла стоит миллиарды, а освоение нового техпроцесса занимает годы. Отсюда концентрация:

  • TSMC (Тайвань) — крупнейший контрактный производитель, львиная доля передовых заказов;
  • Samsung Foundry (Корея) — второй игрок того же уровня;
  • Intel Foundry — свои и чужие заказы;
  • SMIC (Китай) — крупнейший китайский производитель, но в передовых узлах ограничен;
  • GlobalFoundries, UMC — ушли с гонки за нанометрами на зрелые узлы, где спрос стабилен.

Техпроцесс («5 нм», «3 нм») — маркетинговое имя поколения, а не размер транзистора. Значение имеет другое: чем меньше узел, тем выше плотность и ниже энергопотребление, и освоить передовой узел могут единицы.

ASML: монополия на самое узкое место

Чтобы «напечатать» транзисторы на пластине, на неё светят через шаблон. Длина волны света задаёт предел: короче волна — меньше детали. Дальше классической литографии упирались в физику, и решение нашли одно — EUV, экстремальный ультрафиолет с длиной волны 13,5 нм.

ASML (Нидерланды) — единственная в мире компания, которая делает сканеры для EUV. Не «главная», а именно одна: альтернативных поставщиков нет. Это делает её положение особым: без её станков передовой узел физически недоступен, а станки — штучный товар, который продают по экспортным лицензиям, то есть с разрешения правительства.

Почему так вышло:

  • сложность — EUV-сканер это сотни тысяч деталей, отдельная инфраструктура и годы наладки. Оптику для них делает единственная в своём роде Zeiss, и это не «купить на рынке»;
  • время — путь от идеи до серийных машин занял десятилетия, и всё это время кто-то должен был платить;
  • сети поставщиков — монополия держится не на секрете, а на том, что вся цепочка собрана в одном месте и построена вокруг одного производителя.

Рядом стоят DUV-сканеры, которые делают и Nikon, и Canon: на них можно производить и вполне современные чипы, но с ограничениями. Именно так — на DUV, с многократным экспонированием — пытаются делать передовые чипы там, где EUV недоступен: медленнее, дороже, с меньшим выходом годных.

И отдельно — остальное оборудование: травление, осаждение, контроль (Applied Materials, Lam Research, KLA) — тоже сосредоточено в нескольких компаниях, в основном в США. Поэтому «ограничить производство чипов» на практике означает ограничить поставки оборудования, а не самих чипов.

TSMC и Тайвань: почему это про политику

Остров производит значительную часть всех чипов мира и подавляющую часть передовых. Отсюда два слова, которые часто звучат в новостях:

  • «кремниевый щит» — идея, что нападение на Тайвань обрушит мировую электронику, и это само по себе удержание;
  • «риск концентрации» — весь мир зависит от площадок в зоне потенциального конфликта. Отсюда программы вроде американского CHIPS Act и попытки перенести часть производства в США, Европу и Японию.

Отношения Китая и США вокруг этого простые по сути: Китай хочет свои передовые чипы, США не хотят, чтобы они у него появились. Инструменты — экспортный контроль на оборудование и технологии (правила американского министерства торговли), к которому присоединились Нидерланды (то есть ASML) и Япония; списки компаний, которым нельзя поставлять; запреты на поставки EUV в Китай. Ответные шаги — вложения Китая в свои фабрики и попытки обойти ограничения.

Здесь важно не свести всё к одному лозунгу. Работают сразу три силы:

  1. Экономика — производство выгодно концентрировать, поэтому фабрики собрались в одном месте;
  2. Технология — передовой узел невозможен без оборудования, которого больше нигде нет;
  3. Политика — раз узкое место одно, его и используют как рычаг: и чтобы ограничить другого, и чтобы не потерять доступ самим.

Отсюда и «конфликт»: он не столько про чипы, сколько про то, кто контролирует единственные ворота.

Что это значит для читателя

  • Цены и дефициты редко объясняются «жадностью одной компании»: чаще это следствие того, что весь рынок стоит на нескольких фабриках и одном типе станков.
  • Санкции работают на оборудовании, поэтому новости про «запрет чипов» и «запрет станков» — про разное, и второе обычно важнее.
  • Свой процессор нельзя сделать «с нуля» на закрытой архитектуре: придётся либо лицензировать ARM, либо идти на открытую RISC-V.
  • Архитектурный разбор конкретных регистров и инструкций — в подразделе «Архитектура процессоров Интел».

Источники

  • man 1 lscpu, man 4 cpuinfo — что система знает о процессоре; проверяется одной командой:
$ lscpu | head -15          # архитектура, ядра, кэш
$ cat /proc/cpuinfo | head  # подробности от ядра
  • Разделение ролей (архитектура / проектирование / фабрика / оборудование) — отраслевая модель, описанная в годовых отчётах компаний: ASML, TSMC, Intel, ARM Holdings. Это их собственные документы о себе, и они — первоисточник по своему участку.
  • Правовые ограничения — документы BIS (Bureau of Industry and Security, США) об экспортном контроле и текст CHIPS Act.
  • Открытая архитектура — спецификация RISC-V (RISC-V International).

Что ещё не проверено

Здесь нет ни одной цифры, и это осознанно. Доли рынка, размеры долей TSMC и ASML, стоимость фабрик, конкретные даты и формулировки запретов — всё это проверяемые вещи, но у меня под рукой нет первоисточников, а писать по памяти в такой теме нельзя: цифра живёт месяцами, а запреты меняются указами и обновлениями правил.

Что нужно подставить в текст, чтобы он стал проверяемым (каждый пункт — со ссылкой на годовой отчёт или официальный документ):

  1. долю TSMC в контрактном производстве и отдельно — в передовых узлах (годовой отчёт TSMC);
  2. долю ASML на рынке литографии и факт единственного поставщика EUV (годовой отчёт ASML, отчётность заказов);
  3. доли Intel, AMD, ARM по архитектурам и рынкам (отчёты компаний, данные отраслевых аналитиков — с указанием, кто платил за отчёт);
  4. даты и содержание экспортных ограничений США, Нидерландов и Японии (документы BIS, официальные сообщения правительств);
  5. условия CHIPS Act и объёмы субсидий (текст закона и публикации министерства торговли США).
  • Кроме цифр, не проверены и текущие статусы: какие компании под ограничениями прямо сейчас, какие узлы освоил SMIC, сколько фабрик строится за пределами Тайваня. Это меняется быстрее всего — сверять перед публикацией.

Черновой статус страницы: структура и объяснение ролей готовы, цифры и даты ждут источников. Пока их нет, страница остаётся в разделе как объяснение устройства отрасли, а не как сводка новостей.

Оценка статьи 0

Комментарии

Пока комментариев нет.