"Elbrus" - pemproses di Rusia. Spesifikasi dan sejarah

Sejak permulaan teknologi komputer di negara kita, reka bentuk sistem berprestasi tinggi dianggap sebagai salah satu objektif yang paling penting dalam sains negara. Sejak tahun 90-an kajian telah dikaitkan dengan keadaan dasar baru - keperluan untuk melaksanakan pembangunan baru berdasarkan mikropemproses Rusia. Hasilnya telah dicipta "Elbrus" - pemproses, dalam kuasanya pengkomputeran tidak kalah dengan terbaik model asing.

Sejarah penciptaan

Pada masa ini, hanya beberapa negara di seluruh dunia sedang mereka bentuk komputer dengan mikropemproses reka bentuk sendiri - di Amerika Syarikat, Britain, Jepun dan China. Ia adalah jelas bahawa dalam keselamatan dan import penggantian Rusia juga memerlukan pemproses yang mencukupi untuk memenuhi keperluan angkatan tentera, agensi-agensi penguatkuasaan undang-undang, pentadbiran dan pendidikan. A mungkin - dan pengkomersilan produk. Selepas berdekad-dekad kerja aktif ahli sains dan jurutera daripada Moscow Center Spark-Technology (MCST) tidak malu untuk membentangkan perkembangan terkini 2014-15 tahun: lapan pemproses "Elbrus 8c". Tetapi sebelum itu peristiwa bersejarah telah diluluskan jauh daripada pengiraan secara teori dan penyelidikan praktikal.

Di USSR kepentingan cemerlang dalam perkembangan teknologi komputer kita ada kerja-kerja akademik S. A. Lebedeva. Kumpulan yang diketuai oleh beliau di Akademi Sains Institut Precision Mechanics and Technology (ITM dan VT) telah dicipta oleh mesin elektronik pengkomputeran (komputer) lima belas model - dari tiub yang pertama untuk Mesin berkelajuan tinggi litar bersepadu.

"Elbrus-1"

Idea garisan seni bina, kemudiannya termaktub dalam pemproses Rusia "Elbrus", dilahirkan pada tahun 1969. Sebab untuk pembangunan adalah keperluan "intellectualization" sistem strategik. Menjadi ketua pereka VS Burtsev, seorang pakar cemerlang dalam bidang sains komputer, kemudian ahli akademik.

Pada tahun 1979, ITM dan negeri VT komisen diwakili oleh generasi pertama kompleks multi pengkomputeran "Elbrus" (IAC). pemproses direka berdasarkan TTL-logik. Sistem yang digunakan dalam industri persenjataan yang.

"Elbrus-2"

generasi kedua MVK "Elbrus" Selepas enam tahun, berjaya lulus ujian. Pemproses dan asas elemen baru adalah pembangunan sepenuhnya negara. Sistem ini adalah berdasarkan pada kelajuan tinggi litar bersepadu dengan logik pemancar-ditambah IC-100 siri. Prestasi "Elbrus-2" dalam konfigurasi desyatiprotsessornoy adalah 125 Mill. Per kedua.

ERM telah dibina di sebuah fesyen modular dengan peningkatan kebolehpercayaan. Terima kasih kepada kelajuan dan daya tahan kompleks telah digunakan selama bertahun-tahun di kemudahan utama sistem strategik. Unik untuk ciri-ciri masa yang dicapai pelaksanaan dan pembangunan beberapa idea maju ERM dalam organisasi proses pengiraan.

"Elbrus-3"

Peringkat seterusnya (1986-1994) ialah mewujudkan generasi ketiga MVK "Elbrus". pemproses kini komponen elektronik yang lebih kuat - yang lebih sempurna. pengurus projek pilihan ahli Akademi Sains B. A. Babayana sepadan. Dengan cara ini, beliau membuat sumbangan asas kepada pembangunan MVK "Elbrus-1" dan "Elbrus-2".

Menilai kebaikan dan keburukan mereka dibangunkan seni bina superscalar dilaksanakan pada generasi kedua ERM, Boris Artashesovich cadangan pelaksanaan yang lebih maju daripada konsep perkataan arahan yang luas. Sebelum kejatuhan Kesatuan pakar berjaya memasang prototaip tetapi pembiayaan sebagai pihak berkuasa baru dihentikan.

kontemporari

Penerusan talian projek ini adalah berkaitan dengan aktiviti-aktiviti ZAO MCST. Dalam struktur, yang mikroelektronschiki domestik terkemuka membuat pertaruhan asas mengenai penggunaan teknologi mikropemproses, mula mencipta dua siri mikropemproses dan sistem komputer berdasarkan mereka. Karya-karya ini kemudian membantu untuk mewujudkan Federation pemproses berkuasa "Elbrus" 2014 pelepasan.

secara projek untuk siri pertama ialah seni bina terbuka Processor berskala Architecture (SPARC), yang dinyatakan oleh Sun Microsystems. Processors «R» keluarga telah dicipta berdasarkan ia.

Asas siri kedua adalah seni bina asal "Elbrus", membangunkan prinsip-prinsip yang telah diluluskan dan ditetapkan dalam IAC-3 (asalnya ia dipanggil "seni bina E2K»). Terdapat telah diwujudkan empat jenis asas pemproses. Oleh itu, "Elbrus" (CPU): perbandingan antara model diberikan dalam jadual di bawah.

"Elbrus-4c"

Salah satu kejayaan pembangunan terbaru syarikat itu pemproses MCST "Elbrus-4c." seni bina adalah berdasarkan reka bentuk asal, yang berkhidmat sebagai asas untuk microarchitecture VLIW. Banyak memproses bertanggungjawab 4 teras 800 MHz, memori cache 2 MB pada setiap teras.

Walaupun perkataan Guo yang jelas dari segi teknologi pengeluaran (besar, kekerapan kecil, teknologi proses "abad yang lalu" 65 nm), kecekapan peranti elektronik adalah setanding dengan Intel siri "i". Dengan kurang penggunaan kuasa (45W) prestasinya adalah sehingga 50 Gflops. Sebagai perbandingan, model yang lebih tua Intel Core i7-975 Extreme Edition mempunyai kapasiti 53 Gflops pada frekuensi yang lebih tinggi dan penggunaan kuasa. Ini pemproses Rusia moden "Elbrus" 2014 tahun model diletakkan ujian dan keluar dalam siri ini.

"Elbrus-8C"

Ia seolah-olah bahawa masa evolusi telah berakhir, ia adalah giliran kejayaan revolusi untuk mikroelektronik domestik. ZAO "MCST" bersama-sama dengan Institut Mesin kawalan elektronik telah dibangunkan dan dihasilkan generasi baru reka bentuk produk kejuruteraan. Untuk pengeluaran perindustrian menyediakan pemproses "Elbrus 8c" dicipta pada teknologi proses 28-nanometer.

Peranti akan bekerja seiring dengan pengawal dan pembangunan negara KPI-2. Walaupun pengawal sehingga dibebaskan dengan teknologi proses 65 nm, ia menyokong tiga Gigabit Ethernet pengawal rangkaian, 20 baris PCI-Express bas 2.0, lapan 2.0 USB-pelabuhan, lapan SATA-pelabuhan. Komunikasi dengan pemproses 16 Gb / s.

ciri-ciri teknikal

Pengeluar mendedahkan ciri-ciri utama "Elbrus" sistem baru:

• Processor - 8 teras tanpa gipertredinga.
• saiz Crystal - 350 mm ^2.
• cache peringkat kedua bagi setiap teras - 512 kV.
• cache tahap ketiga adalah perkara biasa - 16 MB.
• Pelaksanaan satu pusingan - 30 operasi.
• kekerapan jam - 1.3 GHz, apabila parameter ini adalah dijamin operasi tanpa gangguan sepanjang zaman nuklear yang tidak terhad, walaupun seratus peratus beban.
• Prestasi (Peak) - 250 Gflops.
• Power - 60-90 watt.
• Lesen kemerdekaan daripada Intel, di samping memastikan sokongan untuk sistem operasi utama dengan x86 / seni bina x86-64.

Seperti yang anda lihat, pemproses Rusia "Elbrus" generasi terbaru sehingga lima kali lebih produktif daripada model 4C.

seni bina

Sebagai keputusan penting syarikat ZAO MCST membangunkan seni bina asal mikropemproses "Elbrus" itu. pemproses ini bertujuan untuk memaksimumkan sumber perkakasan untuk data metrik prestasi. Dalam klasifikasi umum ia tergolong dalam kategori seni bina, menggunakan prinsip yang luas Arahan perkataan VLIW (Instruction Sangat Besar Word), pengkompil menjana untuk urutan pelaksanaan selari kumpulan (lebar arahan perkataan), di mana tiada kebergantungan antara pasukan dalam kumpulan dan pergantungan dikurangkan antara pasukan dalam kumpulan yang berbeza.

Oleh itu, pemproses Rusia "Elbrus" sangat menggunakan keselarian pada tahap operasi hadir dalam kod program. Hasilnya ialah kelajuan seni bina yang besar oleh pelepasan fungsi radas parallelization seni bina superscalar wujud dan memindahkan mereka mengoptimumkan compiler. Ini telah membawa, dan ciri-ciri penting yang lain wujud "Elbrus" seni bina - rendah peranti penggunaan kuasa.

Bersama-sama dengan keberkesanan penggunaan keselarian dalam seni bina operasi "Elbrus" peranti diletakkan melaksanakan jenis lain (peringkat) keselarian yang wujud dalam proses pengkomputeran:

• masalah keserentakan di kompleks multicomputer;
• kawalan keserentakan mengalir pada memori bersama;
• vektor keselarian.

Sesuai dengan seni bina x86

Sebagai keperluan asas dalam seni bina, pemaju mulanya dianggap menyediakan keserasian binari cekap dengan seni bina mikropemproses Intel x86 yang dominan. Ia dilaksanakan atas dasar penterjemahan dinamik tersembunyi dan kedudukan mikropemproses peralatan sokongan "Elbrus". Ia juga menentukan sifat-sifat seni bina domestik baru ialah pembangunan pengkomputeran selamat sokongan perkakasan (modul pengaturcaraan), ketara memudahkan kerja-kerja pengaturcara untuk mewujudkan sistem perisian yang besar dengan tarikh akhir terhad.

aplikasi praktikal

Di mana ia merancang untuk menggunakan pemproses Rusia? Perlu difahami bahawa produk ini direka dengan tujuan tunggal - untuk menyediakan berdikari, bebas daripada bekalan dan pelesenan mikroelektronik dan teknologi komputer. Komputer pada "Elbrus" pemproses dengan tahap yang tinggi bagi keselamatan dan perlindungan dari virus komputer dalam permintaan dalam industri pertahanan, perkhidmatan keselamatan, institusi negeri yang penting.

Sementara itu, sistem membolehkan Windows biasa dan Linux, yang membuka jalan, jika tidak untuk pengguna biasa, yang sektor korporat. MCST menawarkan komputer dilindungi dan pelayan, mampu beroperasi dalam persekitaran yang keras.