Russlands Baikal-S: Ein 48-Kern-Chip, den es nicht mehr fertigen kann

Baikal-S: Der letzte russische Prozessor mit moderner Lithographie

Russland kann den Bauplan seines besten Prozessors vorzeigen, ihn aber nicht herstellen. Im Oktober 2022 tauchten die ersten Mikroskopaufnahmen des Inneren des Baikal-S BE-S1000 auf und legten die unbequeme Wahrheit über den 48-Kern-Chip offen, den Moskau als Trumpfkarte für Server und Hochleistungsrechnen verkaufte: Das Design ist ambitioniert, aber die Fabrik liegt auf einem anderen Kontinent. Der Spezialist Fritzchens Fritz fotografierte den Chip nach Erhalt einer Probe über einen Dritten, während Locuza den Plan Funktion für Funktion annotierte.

Der Satz, der den Moment am besten zusammenfasst, stammt nicht von einem westlichen Analysten. Er stammt vom Fotografen selbst: „wahrscheinlich einer der letzten russischen Prozessoren mit einem modernen Prozessknoten“. Die Zusammenfassung geht weiter: Es könnte der letzte Baikal-Chip sein, den man „für lange Zeit oder für immer“ sieht. Ein technischer Nachruf in vollem Umfang, mit noch warmem Leichnam.

Was steckt im Baikal-S BE-S1000?

Der BE-S1000 verfügt über 48 ARM Cortex-A75 Kerne mit einer Basistaktung von 2,0 GHz und einem Boost von 2,5 GHz bei einer TDP von 120 Watt. Er wurde von TSMC im 16-Nanometer-Knoten gefertigt. Um die Kerncluster herum verbindet ein Cache-Block alles, und sechs 72-Bit-DDR4-3200-PHYs umgeben das Ensemble zusammen mit den Speichercontrollern.

Bei Ein- und Ausgabe bleibt er nicht zurück: fünf PCIe 4.0 x16 Schnittstellen in 4x4 Konfiguration, drei davon mit CCIX 1.0 Unterstützung. Und ein ungewöhnliches Detail, ein proprietärer RISC-V-Kern für Management und sichere Boot-Sequenzen. Auf dem Papier versprach das Unternehmen eine Leistung vergleichbar mit Intels Xeon Skylake oder AMDs EPYC der ersten Zen-Generation. Auf dem Papier, klar.

Der Flaschenhals ist nicht das Design, sondern die Gießerei

Hier bricht die Erzählung. Ein Chip wird nicht mit einem schönen Bauplan hergestellt: Er wird mit Lithographie hergestellt, und moderne Lithographie liegt in sehr wenigen Händen. Als die Bilder veröffentlicht wurden, stand Russland bereits unter Sanktionen – manche weisen auch auf Taiwan hin, was die Tür zu TSMC schließen würde –, und Bestellungen für fortschrittliche Knoten waren keine Zukunftsoption mehr.

Das öffentlich bekannteste Beste im Land waren 55-Nanometer-Knoten bei Crocus Nanoelectronics; höchstens spekulierte man „undurchsichtig und ohne belegbare Quelle“ über 32 nm. Eigene Entwicklung existiert, steckt aber in den Kinderschuhen. Am Institut für Angewandte Physik der Russischen Akademie der Wissenschaften wird an der ersten nationalen Lithographie-Anlage gearbeitet, mit einem Demonstrationsmuster, das die Entwickler selbst als „Prototyp eines Prototyps“ bezeichnen. Der Rest des Optimismus stützt sich auf Dritte: Es wird behauptet, dass die chinesische Gießerei SMIC seit 2021 heimlich im 7-nm-Verfahren produziere.

Vom Chip zur Hintertür: Wer kontrolliert die gekaufte Hardware?

Der Fall zieht eine unbequemere Frage nach sich: Wenn selbst ein ressourcenreiches Land seinen eigenen Siliziumchip nicht herstellen kann, welche Garantien hat dann jemand beim Kauf? Der Fokus verschob sich vom Chip zur Firmware. Intel-Prozessoren enthalten ein geschlossenes internes Betriebssystem – ein modifiziertes MINIX –, über das der Endbenutzer keine Kontrolle hat, und die Entdeckung zweier undokumentierter x86-Befehle, die den Mikrocode des Prozessors ändern können, wurde dokumentiert. Dies ist die Fähigkeit, den internen Zustand der Maschine unterhalb des Betriebssystems zu verändern, ohne Spuren für den Gerätebesitzer zu hinterlassen.

Das Grundproblem ist nicht russisch: Es ist Abhängigkeit. Dieselbe Logik liegt dem US-Verbot zugrunde, ASML-Maschinen an chinesische Käufer zu verkaufen, sowie der obligatorischen Nutzung des Microsoft-Firmennetzwerks in der Bildungsverwaltung, wo viele sensible Daten auf fremden Servern synchronisiert werden. Wer das Silizium und die Software, die es steuert, beherrscht, beherrscht auch die Nutzer.

Terminaler Kollaps oder nur Verzögerung?

Die Ansichten prallen aufeinander. Eine Strömung vertritt die Meinung, dass der Baikal-S ein Schnappschuss des Endes ist: Ohne Zugang zu fortschrittlichen Knoten dreht sich die russische Elektronikindustrie in älteren Generationen, während der Rest voranschreitet, und Designs häufen sich ohne Fabrik, die sie materialisiert. Eine andere Antwort lautet, dass das Design überlebt, das Talent weiterhin vorhanden ist und Embargos mit Geduld und Aufpreis umgangen werden.

In der Mitte liegt eine unbequeme Feststellung: Der Wettlauf um Nanometer hat nicht verhindert, dass Prozessoren wie Haushaltsgeräte Energie verbrauchen und überhitzen, sodass der reale Vorteil schlechter gemessen wird als es scheint. Und wer nicht herstellen kann, lernt, durch die Hintertür einzukaufen.

Mit den verfügbaren Informationen ist es wahrscheinlich, dass der Baikal-S als sichtbare Obergrenze einer Generation bestehen bleibt: ein guter Bauplan ohne Fabrik, die ihn trägt. Wenn die russische Lithographie jemals erwacht, geschieht dies mit einer Verzögerung, die heute niemand quantifizieren kann. Währenddessen wird der annotierte Bauplan weiter zirkulieren als das, was er ist: die Autopsie eines Chips, der pünktlich in einer Welt ankam, die aufgehört hatte, ihn ihm zu verkaufen.