„Elbrus” – procesor w Rosji. Specyfikacje i historia

Od początku istnienia technologii komputerowej w naszym kraju, projektowanie systemów o wysokiej wydajności jest uważany za jeden z najważniejszych celów nauki krajowym. Od lat 90-tych badania wiązały się z fundamentalnie nowy warunek – konieczność wdrożenia nowego rozwoju w oparciu o rosyjskie mikroprocesorów. W rezultacie powstał „Elbrus” – procesor, co w jego mocy obliczeniowej nie jest gorszy od najlepszych modeli zagranicznych.

Historia powstania

Obecnie tylko kilka krajów na całym świecie projektowania komputerów z mikroprocesorem własnego projektu – w Stanach Zjednoczonych, Wielkiej Brytanii, Japonii i Chinach. Jest oczywiste, że w ramach substytucji importu bezpieczeństwa i Rosja wymaga także procesor, który jest wystarczający, aby spełnić wymagania sił zbrojnych, organów ścigania, administracji i edukacji. Ewentualny – i komercjalizacja produktu. Po dziesiątkach lat aktywnej pracy naukowców i inżynierów z zapłonem Technologii Moscow Centre (MCST) nie wstydzi się zaprezentować najnowszy rozwój 2014-15 lat: osiem procesorów „Elbrus 8c”. Ale przed tym historycznym wydarzeniu został przekazany długą drogę obliczeń teoretycznych i praktycznych badań.

W ZSRR wybitne znaczenie w rozwoju technologii komputerowej mamy pracę naukową S. A. Lebiediewa. Grupa kierowana przez niego Akademii Nauk Instytut Mechaniki Precyzyjnej i Techniki Komputerowej (ITM i VT) zostały stworzone przez maszynach obliczeniowych elektronicznych (komputery) piętnaście modeli – od pierwszej rurki do maszyn szybkoobrotowych scalony.

"Elbrus-1"

Pomysł linii architektonicznych, następnie zawarta w procesorze Rosyjskiej „Elbrus”, urodził się w 1969 roku. Przyczyną rozwoju była potrzeba „intelektualizacja” systemów strategicznych. Stał się głównym projektantem VS Burtsev, wybitny ekspert w dziedzinie informatyki, później akademika.

1979, ITM i stan VT komisję reprezentowany przez pierwszą wytwarzania kompleksu wieloprocesorowy komputerowego „Elbrus” (MAK). Procesor zaprojektowana na podstawie logicznego TTL. System stosowany w przemyśle zbrojeniowym.

"Elbrus-2"

druga generacja MVK „Elbrus” Po sześciu latach z powodzeniem zdał egzamin. Procesor i nowa podstawa elementem było opracowanie całkowicie krajowy. System ten opiera się na szybkich układów scalonych z ECL IC-100 serii. Performance "Elbrus-2" w konfiguracji desyatiprotsessornoy było 125 Mill. Na sekundę.

ERM został zbudowany w sposób modułowy ze zwiększoną niezawodnością. Dzięki szybkości i elastyczności kompleksu był używany przez wiele lat w najważniejszych obiektach systemów strategicznych. Unikalny dla jego charakterystyki czasowe osiągnąć realizację ERM i rozwój szeregu zaawansowanych pomysłów w organizacji procesu obliczeniowego.

"Elbrus-3"

W kolejnym etapie (1986-1994) było stworzenie trzeciej generacji MVK „Elbrus”. Procesor jest teraz jeszcze bardziej wydajne podzespoły elektroniczne – bardziej doskonały. Project manager wybrany członkiem korespondentem Akademii Nauk B. A. Babayana. Nawiasem mówiąc, uczynił zasadniczy wkład w rozwój MVK „Elbrus-1” i „Elbrus-2”.

Oceny zalet i wad nich rozwinął superskalarną architekturę realizowany w drugiej generacji ERM Boris Artashesovich zaproponował bardziej zaawansowaną realizacją koncepcji szerokiej instrukcji słowa. Przed upadkiem Związku ekspertów udało się zebrać fundusze jako prototyp, ale nowe władze zatrzymany.

współczesny

Kontynuacja tej linii projektu jest związana z działalnością ZAO MCST. W jej strukturze, czołowi mikroelektronschiki domowe dokonanie zasadniczej zakładów na wykorzystaniu technologii mikroprocesorowej, zaczął tworzyć dwie serie mikroprocesorów i systemów komputerowych opartych na nich. Prace te są następnie pomógł stworzyć wydajny procesor Rosyjskiej „Elbrus” 2014 wydanie.

Podstawa projekt pierwszej serii była otwarta architektura Scalable Processor Architecture (SPARC), określona przez firmę Sun Microsystems. Procesory «R» rodzina zostały stworzone w oparciu o niego.

Podstawą drugiej serii był oryginalny architektura „Elbrus”, opracowanie zasad, które zostały zatwierdzone i określone w IAC-3 (pierwotnie był nazywany „architektura e2k»). Powstały cztery podstawowe typy procesorów. Tak więc, „Elbrus” (CPU): Porównanie modeli podana jest w poniższej tabeli.

"ELBRUS-4c"

Jedną z najnowszych pomyślnego rozwoju firmy było procesor MCST „Elbrus-4c.” Jego architektura jest na podstawie oryginalnego projektu, który służył jako baza dla mikroarchitektury VLIW. Do obliczenia procesów odpowiedzialnych 4 rdzenie 800 MHz, 2 MB pamięci podręcznej na każdym rdzeniu.

Mimo wyraźnego archaism pod względem technologii produkcji (duże, małe częstotliwości, techniki procesem „ostatniego wieku” 65 nm), elektroniczny wydajność urządzenia jest porównywalna z serii Intel „I”. Przy mniejszym zużyciu energii (45W) jego wydajność wynosi do 50 GFLOPS. Dla porównania, starszy model Intel Core i7-975 Extreme Edition ma pojemność 53 GFLOPS przy znacznie wyższych częstotliwościach i zużycia energii. Ten nowoczesny procesor Rosyjska „Elbrus” Model roku 2014 oddano test i wyszedł w serii.

"Elbrus-8C"

Wydaje się, że czas ewolucji dobiegł końca, to był przełom rewolucyjny przełom dla mikroelektroniki krajowych. ZAO „MCST” razem z Instytutem Elektronicznej maszynami sterowanymi opracował i wyprodukował nową generację wzorów produktów inżynierii. Do wytwarzania przemysłowych wytwarzania procesora „Elbrus 8c” utworzony w procesie technologicznym 28 nanometrów.

Urządzenie będzie pracować w tandemie ze sterownikiem i rozwoju narodowego KPI-2. Chociaż kontroler aż wydany na procesie technologicznym 65 nm, obsługuje trzy kontroler sieci Gigabit Ethernet, 20 linii PCI-Express autobus 2.0, 2.0-osiem portów USB, osiem portów SATA. Komunikacja z procesora wynosi 16 Gb / s.

parametry techniczne

Producent ujawnił główne cechy nowego systemu „Elbrus”:

• Procesor – 8 rdzeni bez gipertredinga.
• Kryształ wielkość – 350 ^mm2.
• Pamięć podręczna drugiego poziomu dla każdego rdzenia – 512 kV.
• Pamięć podręczna trzeciego poziomu jest powszechne – 16 MB.
• Wykonanie w jednym cyklu – 30 operacji.
• Częstotliwość taktowania – 1,3 GHz, gdy są gwarantowane parametry te nieprzerwane działanie wszystkich jądrowej czas nieokreślony, nawet jeśli sto procent obciążenia.
• Wydajność (pik) – 250 GFLOPS.
• Moc – 60-90 watów.
• Niezależność licencja firmy Intel, zapewniając jednocześnie wsparcie dla najpopularniejszych systemów operacyjnych z x86 / x86-64 architektury.

Jak widać, procesor Rosyjska „Elbrus” najnowszej generacji do pięciu razy bardziej produktywne niż model 4C.

architektura

Jako ważny wynik spółki ZAO MCST opracowano oryginalną architekturę mikroprocesora „Elbrus”. Procesor ma na celu maksymalizację zasobów sprzętowych dla danych wskaźników wydajności. W klasyfikacji generalnej należy do kategorii architektury, stosując zasadę szerokiej instrukcji słowa VLIW (Very Large Instruction Word), kompilator generuje dla równoległego kolejności wykonywania grup (Wide instrukcji słów), w którym nie ma żadnych zależności między zespołami w grupie i zminimalizować zależność między zespołami w różnych grupach.

Zatem, procesor Rosyjska „Elbrus” wysoce korzysta równoległość na poziomie operacji jest obecny w kodzie programu. Wynikiem tego jest duża prędkość architektonicznego uwolnienia funkcji urządzenia zrównoleglenie związane superskalarnej struktur i przesyłania ich optymalizacji kompilatora. Doprowadziło to, i inne ważne cechy nieodłączne „Elbrus” architektura – urządzeń niskiego zużycia energii.

Wraz z efektywnego wykorzystania równoległości w architekturze operacji „Elbrus” urządzenie określone realizować inne typy (poziomy) z równoległości występującego w procesie obliczeniowym:

• Problemy współbieżności w kompleksach multikomputer;
• kontrola współbieżności płynie na pamięci współdzielonej;
• wektor równoległość.

Zgodny z architekturą x86

Jako podstawowy wymóg w architekturze, twórcy początkowo uważane zapewnienia skutecznego binarną kompatybilność z dominującym Intel x86 architekturą mikroprocesora. Jest on realizowany na podstawie ukrytej tłumaczenia dynamicznego i jego wyposażenie wsparcie mikroprocesora „Elbrus”. Określa on również właściwości nowej architekturze krajowego jest rozwój wsparcia sprzętowego modułu Secure Computing (programowanie), co znacznie ułatwia pracę programistów do tworzenia dużych systemów oprogramowania o ograniczonych terminach.

praktyczne zastosowanie

Gdzie planuje się wykorzystać procesory rosyjskie? Należy rozumieć, że ten produkt jest zaprojektowany w jednym celu – aby zapewnić samowystarczalną, niezależną od zasilania i licencjonowania mikroelektroniki i technologii komputerowej. Komputery w „Elbrus” procesor o wysokim poziomie bezpieczeństwa i ochrony przed wirusami komputerowymi popytu w przemyśle obronnym, w służbach bezpieczeństwa, ważne instytucje państwowe.

Tymczasem system umożliwia zwykłe Windows i Linux, który otwiera drogę, jeśli nie dla przeciętnego konsumenta, że sektor przedsiębiorstw. MCST oferuje chronionych komputerów i serwerów, zdolnych do pracy w trudnych warunkach.