"Elbrus" - procesoron en Rusio. Specifoj kaj historio de

Ekde la komenco de komputila teknologio en nia lando, la dezajno de alta rendimento sistemoj estas rigardita kiel unu el la plej gravaj celoj de nacia scienco. Ekde la 90aj jaroj la studo estis asociitaj kun fundamente nova kondiĉo - la bezonon por efektivigi la novan evoluon surbaze de rusa microprocesadores. La rezulto estis kreita "Elbrus" - procesoron, en lia komputivo estas ne pli malalta ol la plej bona eksterlanda modeloj.

Historio de kreado

Nuntempe, nur kelkaj landoj tutmonde estas desegni komputilojn kun microprocesador propran dezajno - en Usono, Britio, Japanio kaj Ĉinio. Estas preterlasas ke ene de la sekureco kaj importado anstataŭigo Rusio ankaŭ postulas procesoron kiu estas sufiĉa por plenumi la postulojn de la armitaj fortoj, policagentejoj, administrado kaj edukado. Ebla - kaj la comercialización de la produkto. Post jardekoj de aktiva laboro de sciencistoj kaj inĝenieroj de la Moskva Centro Spark-Teknologio (MCST) ne hontas prezenti la lastajn evoluo de la 2014-15 jaroj: ok-procesoron "Elbrus 8c". Sed antaŭ tiu historia okazaĵo estis pasis longan vojon de teoriaj kalkuloj kaj praktika esplorado.

En Sovetio elstaran gravecon en la disvolviĝo de komputilo teknologio ni havas akademian laboron S. A. Lebedeva. La grupo ĉefita de li ĉe la Akademio de Sciencoj de la Mezlernejo de Precizeco Mekaniko kaj Computer Technology (ITM kaj VT) estis kreita de elektronikaj komputado maŝinoj (komputiloj) dek kvin modeloj - de la unua tubo al rapidega maŝinoj cirkvito integrita.

"Elbrus-1"

La ideo de la arkitektura liniojn, poste enkorpigita en la rusa procesoron "Elbrus", naskiĝis en 1969. La kialo de la evoluo estis la bezono "intellectualization" de strategiaj sistemoj. Fariĝis estro de dezajno VS Burtsev, elstara eksperto en komputiko, poste akademiano.

En 1979, ITM kaj VT ŝtata komisiono estis reprezentita de la unua generacio de multiprocesador komputado kompleksa "Elbrus" (IAC). La procesoro estis desegnita surbaze de la TTL-logikon. La sistemo uzata en la armilaroj industrio.

"Elbrus-2"

la dua generacio de MVK "Elbrus" Post ses jaroj, sukcese pasis la teston. La procesoro kaj la nova elemento bazo estis tute nacia evoluo. La sistemo estis bazita sur rapidega cirkvitoj integritaj kun emisor-kuplita logiko IC-100 serio. Performance "Elbrus-2" en desyatiprotsessornoy agordo estis 125 Mill. Per dua.

ERM estis konstruita en modula modo kun pliigita fidindeco. Danke al la rapido kaj resiliency de la komplekso estis uzata dum multaj jaroj en la ŝlosilo instalaĵoj de strategiaj sistemoj. Unika por ĝia tempo karakterizaĵoj atingita ERM efektivigo kaj evoluo de kelkaj altnivelaj ideoj en la organizo de la komputa procezo.

"Elbrus-3"

La sekva etapo (1986-1994) estis la kreo de la tria generacio de MVK "Elbrus". La procesoro estas nun eĉ pli potencaj elektronikaj komponantoj - pli perfekta. Projektestro elektita responda membro de la Akademio de Sciencoj B. A. Babayana. Parenteze, li faris fundamentajn kontribuojn al la disvolviĝo de MVK "Elbrus-1" kaj "Elbrus-2".

Taksante la avantaĝojn kaj malavantaĝojn de ili evoluigis la superescalar arkitekturo implementado en la dua generacio de la ERM, Boris Artashesovich proponis pli progresinta efektivigo de la koncepto de larĝa instrukcion vorto. Antaŭ la kolapso de la Unio de fakuloj sukcesis kunvenigi prototipon sed financado kiel la novaj aŭtoritatoj haltis.

samtempulo

La daŭrigo de tiu projekto linio estas konektita kun la agadoj de Zao MCST. En lia strukturo, la gvida hejma mikroelektronschiki farante fundamentajn veto sur la uzo de microprocesador teknologio, komencis krei du serioj de microprocesadores kaj komputilsistemoj bazita en ili. Ĉi tiuj verkoj estas poste helpis krei potenca rusa procesoron "Elbrus" 2014 eldono.

Projekto bazo por la unua serio estis la malferma arkitekturo Skalebla Procesoro Arkitekturo (SPARC), La specifita de Sun Microsystems. Procesoroj «R» familio estis kreita surbaze de tio.

La bazo de la dua serio estis la origina arkitekturo de "Elbrus", evoluigante la principoj kiuj estis aprobitaj kaj difinitaj en la IAC-3 (origine nomita "arkitekturo E2k»). Tie estis kreitaj kvar bazaj tipoj de procesoroj. Tiel, la "Elbrus" (CPU): komparo de modeloj estas donita en la suba tabelo.

"Elbrus-4c"

Unu el la plej lasta sukcesa evoluo de la kompanio estis la MCST procesoron "Elbrus-4c." Lia arkitekturo estas bazita sur la origina dezajno, kiu servis kiel bazo por microarquitectura VLIW. Por kalkulo procesas respondeca 4 kernoj 800 MHz, kaŝmemoro memoro 2 MB sur ĉiu kerno.

Malgraŭ la ŝajna arcaísmo laŭ produktado teknologio (granda, malgranda ofteco, procezo teknologio "de la lasta jarcento" 65 nm), elektronika aparato efikeco estas komparebla kun Intel serio "i". Kun malpli energikonsumo (45W) ĝia elfaro estas ĝis 50 GFLOPS. Por komparo, la plej granda modelo la Intel Core i7-975 Extreme Edition havas kapaciton de 53 GFLOPS ĉe multe pli altaj frekvencoj kaj energikonsumo. Tiu moderna rusa procesoron "Elbrus" 2014 modeljaro estis metita testo kaj eliris en la serio.

"Elbrus-8C"

Ŝajnas, ke la tempo de evoluado finiĝis, ĝi estis la turno de la revolucia antaŭas por hejma microelectrónica. Zao "MCST" kune kun la Instituto de Elektronika Kontrolo Maŝinoj evoluigis kaj produktis novan generacion de inĝenierio de produktoj dezajnoj. Por industria produktado de preparado procesoron "Elbrus 8c" kreita la 28-nanometro procezo teknologio.

La aparato funkcios en tandemo kun la controlador kaj la nacia disvolviĝo KPI-2. Kvankam la regilo ĝis publikigita la 65-Nm-procezo teknologio, ĝi subtenas tri Gigabit Ethernet reto adaptilo, 20 linioj PCI-Express buso 2.0, ok 2.0 de USB-havenoj, ok SATA-havenoj. Komunikado kun la procesoro estas 16 Gb / s.

teknikajn karakterizaĵojn

Fabrikejo malkaŝis la ĉefajn karakterizaĵojn de "Elbrus" nova sistemo:

• Procesoro - 8 kernoj sen gipertredinga.
• Kristalo grandeco - 350 mm ^2.
• Dua-nivela kaŝmemoro por ĉiu kerna - 512 kV.
• tria-nivela cache komuna - 16 MB.
• Ekzekuto por ciklo - 30 operacioj.
• Horloĝo frekvenco - 1.3 GHz, kiam tiuj parametroj estas garantiita seninterrompa funkciado de ĉiuj nukleaj senlima tempo, eĉ se cent procento ŝarĝo.
• Rendimento (Peak) - 250 GFLOPS.
• Potenco - 60-90 vatoj.
• Licenco sendependecon de Intel, kaj certigis apogon por grandaj mastrumaj sistemoj kun x86 / x86-64 arkitekturo.

Kiel vi povas vidi, la rusa procesoron "Elbrus" la plej lasta generacio de ĝis kvin fojoj pli produktivaj ol la 4C modelo.

arkitekturo

Kiel grava rezulto de la kompanio Zao MCST evoluigis la originala arkitekturo de la microprocesador "Elbrus". La procesoro estas celita ĉe maksimumigante aparataro rimedoj por plenumi metriko datumoj. En la ĝenerala klasifiko ĝi apartenas al la kategorio de arkitekturo, uzante la principon de larĝa instrukcion vorto VLIW (Very Large Instruction Word), la tradukilo generas por paralelaj ekzekuto sinsekvo de grupoj (larĝa instrukcion vortoj), en kiu ne estas dependecoj inter teamoj ene de la grupo kaj minimumigita dependeco inter teamoj en malsamaj grupoj.

Tiel, rusa procesoron "Elbrus" tre uzas paralelismo ĉe la nivelo de operacioj ĉeestas en la programo kodo. La rezulto estas granda arkitektura rapido de la eldono de parallelization aparato funkcioj imanenta superescalar arkitekturoj kaj kopii ilin optimizando tradukilo. Ĉi tio portis, kaj aliaj gravaj trajtoj imanenta "Elbrus" arkitekturo - malalta konsumo aparatoj.

Kune kun la efika uzo de la paralelismo en la arkitekturo de operacioj "Elbrus" aparato metita efektivigi aliajn tipojn (niveloj) de la paralelismo propra al la komputado procezo:

• samtempecon problemoj en multicomputer kompleksaj;
• Samtempecon kontrolo fluas en la memoro dividita;
• vektoro paralelismo.

Kongrua kun arkitekturo x86

Kiel fundamenta postulo en arkitekturo, programistoj komence konsiderita provizi efika binara kongruo kun la dominanta Intel x86 mikroprocesoro arkitekturo. Ĝi estas implementado surbaze de kaŝitaj dinamika tradukado kaj ĝia subteno teamo mikroprocesoro "Elbrus". Ĝi ankaŭ determinas la proprietojn de la nova hejma arkitekturo estas la disvolviĝo de aparataro subteno sekura komputado (programado modulo), signife faciligas la laboron de programistoj por krei grandan programaro sistemoj kun limigita templimoj.

praktikan aplikon

Kie planas uzi rusa procesoroj? Oni devas kompreni ke ĉi tiu produkto estas desegnita kun sola celo - provizi memsufiĉa, sendependa de la propono kaj licencado de microelectrónica kaj komputila teknologio. Komputiloj sur la "Elbrus" procesoron kun alta nivelo de sekureco kaj protekto de komputilaj virusoj en postulo en la militindustrio, en la sekurecaj servoj, gravaj ŝtataj institucioj.

Dume, la sistemo permesas la kutima Vindozo kaj Linukso, kiu malfermas la vojon, se ne al la duona konsumanto, ke la kompania sektoro. MCST ofertas protektita komputiloj kaj serviloj, kapablas funkcii en severaj medioj.