„Elbrus“ - procesor din Rusia. Specificații și istoricul

De la începuturile tehnicii de calcul în țara noastră, proiectarea de sisteme de înaltă performanță este considerat ca fiind unul dintre cele mai importante obiective ale științei naționale. Deoarece anii '90 studiului au fost asociate cu o nouă condiție fundamental - necesitatea de a pune în aplicare noi de dezvoltare pe baza de microprocesoare rusești. Rezultatul a fost creat „Elbrus“ - procesor, în puterea sa de calcul nu este inferior la cele mai bune modele străine.

Istoria creației

În prezent, doar câteva țări din întreaga lume sunt proiectarea calculatoarelor cu un microprocesor de design propriu - în Statele Unite ale Americii, Marea Britanie, Japonia și China. Este evident că, în substituirea de securitate și de import Rusia necesită, de asemenea, un procesor care este suficientă pentru a îndeplini cerințele forțelor armate, agențiile de aplicare a legii, administrație și educație. Un posibil - și comercializarea produsului. După decenii de muncă activă de oameni de știință și ingineri de Spark-Technology Center din Moscova (MCST) nu este rușine să prezinte cele mai recente de dezvoltare a 2014-15 ani: opt-procesor „Elbrus 8c“. Dar, înainte de acest eveniment istoric a fost trecut un drum lung de calcule teoretice și practice de cercetare.

În URSS o importanță deosebită în dezvoltarea tehnologiei de calculator avem de lucru academice S. A. Lebedeva. Grupul condus de el la Academia de Științe a Institutului de Mecanica Fina si Tehnica de calcul (ITM și VT) au fost create de mașini electronice de calcul (calculatoare) cincisprezece modele - de la primul tub la mașini de mare viteză circuit integrat.

"Elbrus-1"

Ideea liniilor arhitecturale, concretizată ulterior în procesorul rus „Elbrus“, sa născut în 1969. Motivul pentru dezvoltarea a fost nevoie de „intelectualizare“ a sistemelor strategice. A devenit designer-șef VS Burtsev, un expert remarcabil în informatică, academician mai târziu.

În 1979, ITM și starea VT Comisia a fost reprezentată de prima generație de complexe de calcul multiprocesor „Elbrus“ (IAC). Procesorul a fost conceput pe baza TTL-logica. Sistemul utilizat în industria de armament.

"Elbrus-2"

a doua generație de MVK „Elbrus“ După șase ani, a trecut cu succes testul. Procesorul și noul element de bază au fost complet de dezvoltare națională. Sistemul a fost bazat pe o mare viteză circuite integrate cu logica cuplat-emitor IC-100 series. Performanță "Elbrus-2" în configurație desyatiprotsessornoy a fost de 125 Mill. Per secundă.

ERM a fost construit într-o manieră modulară cu fiabilitate crescută. Datorită vitezei și reziliență a complexului a fost folosit timp de mai mulți ani în instalațiile cheie ale sistemelor strategice. Unic pentru caracteristicile sale de timp realizat implementarea ERM și dezvoltarea unui număr de idei avansate în organizarea procesului de calcul.

"Elbrus-3"

Următoarea etapă (1986-1994) a fost crearea celei de a treia generație de MVK „Elbrus“. Procesorul este acum chiar și componente electronice mai puternice - mai perfecte. Managerul de proiect ales membru al Academiei de Științe B. A. Babayana corespunzătoare. Apropo, el a adus contribuții fundamentale la dezvoltarea MVK „Elbrus-1“ și „Elbrus-2“.

Evaluarea avantajele și dezavantajele acestora a dezvoltat arhitectura superscalară implementat în a doua generație a ERM, Boris Artashesovich a propus o punere în aplicare mai avansată a conceptului de cuvânt instruire largă. Înainte de prăbușirea Uniunii de experți a reușit să adune un prototip, dar de finanțare ca noile autorități oprite.

contemporan

Continuarea acestei linii de proiect este legată de activitățile ZAO MCST. În structura sa, de conducere mikroelektronschiki interne care fac pariu fundamental privind utilizarea tehnologiei microprocesoarelor, a început să creeze două serii de microprocesoare și sisteme informatice bazate pe acestea. Aceste lucrări sunt apoi au ajutat pentru a crea un procesor puternic rus „Elbrus“ 2014 de presă.

bază de proiect pentru prima serie a fost deschisă arhitectura procesorului scalabilă Architecture (SPARC), specificat de Sun Microsystems. Procesoare «R» de familie au fost create pe baza pe ea.

Baza celei de a doua serii a fost arhitectura originală a „Elbrus“, dezvoltând principiile care au fost aprobate și stabilite în IAC-3 (inițial a fost numit „arhitectura E2K»). Au fost create patru tipuri de bază de procesoare. Astfel, „Elbrus“ (CPU): compararea modelelor este dată în tabelul de mai jos.

"ELBRUS-4c"

Una dintre cele mai recente dezvoltarea cu succes a companiei a fost procesorul MCST „Elbrus-4c.“ Arhitectura sa se bazează pe designul original, care a servit ca bază pentru VLIW microarhitecturii. Pentru calculul proceselor de 4 nuclee responsabile de 800 MHz, memorie cache de 2 MB pe fiecare nucleu.

În ciuda arhaismul aparente în ceea ce privește tehnologia de producție (, frecvență mică, tehnologie mare proces „al secolului trecut“ 65 nm), un dispozitiv electronic de eficiență este comparabil cu seria Intel „i“. Cu un consum de energie mai mic (45W) performanța sa este de până la 50 de Gflops. Pentru comparație, modelul mai vechi Intel Core i7-975 Extreme Edition are o capacitate de 53 de Gflops la frecvențe mult mai mari și consumul de energie. Acest procesor rus modern „Elbrus“ 2014 ani model a fost pus de testare și a ieșit în serie.

"Elbrus-8C"

Se pare că timpul evoluției a fost de peste, a fost rândul de descoperire revoluționară pentru microelectronicii interne. ZAO „MCST“, împreună cu Institutul de Mașini de control electronic a dezvoltat și a produs o nouă generație de modele de produse de inginerie. Pentru producția industrială de preparare a procesorului „Elbrus 8c“ creat pe tehnologia de 28 de nanometri.

Aparatul va lucra în tandem cu controlerul și dezvoltarea națională KPI-2. Deși controlerul până la eliberat pe tehnologia procesului de 65 nm, suportă trei controler de rețea Gigabit Ethernet, 20 de linii PCI-Express autobuz 2.0, opt 2.0 USB-porturi, opt SATA-porturi. Comunicarea cu procesorul este de 16 Gb / s.

caracteristici tehnice

Producator a relevat principalele caracteristici ale „Elbrus“ nou sistem:

• Procesor - 8 nuclee fără gipertredinga.
• Dimensiune cristal - 350 mm ^2.
• cache-al doilea nivel pentru fiecare nucleu - 512 kV.
• memorie cache de nivel trei este comun - 16 MB.
• Execuția per ciclu - 30 de operațiuni.
• frecvență de ceas - 1.3 GHz, funcționarea neîntreruptă atunci când acești parametri sunt garantate din toate timpurile nucleare nelimitat, chiar dacă o sută de încărcare la sută.
• Performanță (Vf) - 250 Gflops.
• Putere - 60-90 wați.
• independență Licența de la Intel, asigurând în același timp suport pentru sistemele de operare majore cu arhitectura x86 / x86-64.

După cum puteți vedea, procesorul rus „Elbrus“ ultima generație de până la cinci ori mai productiv decât modelul 4C.

arhitectură

Ca un rezultat important al companiei ZAO MCST a dezvoltat arhitectura originală a microprocesorului „Elbrus“. Procesorul are ca scop maximizarea resurselor hardware pentru datele măsurătorile de performanță. În clasamentul general, face parte din categoria de arhitectură, folosind principiul unui cuvânt larg de instrucțiuni VLIW (Very Large Word instrucțiuni), compilatorul generează pentru secvența de execuție paralelă a grupurilor (cuvinte de instrucțiuni largi), în care nu există dependențe între echipele din cadrul grupului și a dependenței reduse la minimum între echipe din diferite grupuri.

Astfel, procesorul rus „Elbrus“ foarte folosește paralelismul la nivelul operațiunilor este prezent în codul de program. Rezultatul este o viteză mare de arhitectură prin eliberarea funcțiilor aparatului paralelizare arhitecturi superscalare inerente și a le transfera optimizarea compilator. Acest lucru a condus, precum și alte caracteristici importante inerente arhitecturii „Elbrus“ - dispozitive de consum redus de energie.

Împreună cu utilizarea eficientă a paralelism în arhitectura operațiunilor „Elbrus“ dispozitiv pus pune în aplicare alte tipuri (nivele) ale paralelismul inerente în procesul de calcul:

• Probleme în complexe multicalculator concurenta;
• Controlul Concurrency curge pe memoria partajată;
• paralelism vector.

Compatibil cu arhitectura x86

Ca o cerință fundamentală în arhitectură, dezvoltatorii considerat inițial oferind compatibilitate binară eficientă cu microprocesor Intel dominantă arhitectura x86. Acesta este implementat pe baza unei dinamice de traducere ascunse și echipamente de sprijin microprocesor „Elbrus“. De asemenea, determină proprietățile noii arhitecturi interne este dezvoltarea de calcul securizat suport hardware (modulul de programare), facilitează în mod semnificativ activitatea de programatori pentru a crea sisteme software mari cu termene limitate.

aplicație practică

În cazul în care se intenționează să folosească procesoare rusești? Trebuie înțeles faptul că acest produs este proiectat cu un singur scop - pentru a oferi o auto-suficient, independent de furnizarea și licențierea microelectronicii și tehnologia calculatoarelor. Calculatoarele pe procesor „Elbrus“, cu un nivel ridicat de siguranță și de protecție împotriva virușilor de calculator a cererii în industria de apărare, în cadrul serviciilor de securitate, importante instituții de stat.

În același timp, sistemul permite windowsul obișnuite și Linux, care deschide calea, dacă nu consumatorul mediu, că sectorul corporativ. MCST oferă un calculatoare și servere protejate, capabile să funcționeze în medii dure.