"Elbrus" - processador a Rússia. Les especificacions i la història de

Des de l'inici de la tecnologia informàtica al nostre país, el disseny de sistemes d'alt rendiment és considerat com un dels objectius més importants de la ciència nacional. Des dels anys 90 de l'estudi es van associar amb una forma fonamentalment nova condició - la necessitat d'implementar el nou desenvolupament sobre la base de microprocessadors russos. El resultat va ser creat "Elbrus" - processador, en la seva potència de càlcul no és inferior als millors models estrangers.

Història de la creació

Actualment, només uns pocs països de tot el món estan dissenyant equips amb un microprocessador del seu propi disseny - als Estats Units, Gran Bretanya, Japó i Xina. És obvi que dins de la substitució d'importacions i la seguretat de Rússia també requereix un processador que és suficient per satisfer els requisits de les forces armades, les forces de l'ordre, l'administració i l'educació. Una possible - i la comercialització del producte. Després de dècades de treball activa dels científics i enginyers del Centre de Moscou Spark-Tecnologia (MCST) no s'avergonyeix de presentar l'últim desenvolupament dels anys 2014-15: 8 processadors "Elbrus 8c". Però abans d'aquest esdeveniment històric s'ha passat un llarg camí de càlculs teòrics i la investigació pràctica.

En URSS destacada importància en el desenvolupament de la tecnologia informàtica tenim treball acadèmic S. A. Lebedeva. El conjunt dirigit per ell en l'Acadèmia de Ciències de l'Institut de Mecànica de Precisió i Tecnologia de Computadors (ITM i VT) van ser creats per màquines electròniques informàtics (ordinadors) quinze models - des del primer tub per a màquines d'alta velocitat de circuits integrats.

"Elbrus-1"

La idea de les línies arquitectòniques, posteriorment incorporada en el processador de Rússia "Elbrus", va néixer el 1969. La raó per al desenvolupament va ser la necessitat de "intel·lectualització" dels sistemes estratègics. Es va convertir en el cap de disseny VS Burtsev, un destacat expert en informàtica, més tard l'acadèmic.

El 1979, ITM i l'estat VT Comissió va estar representada per la primera generació de complex multiprocessador computing "Elbrus" (IAC). El processador va ser dissenyat sobre la base de l'TTL-lògica. El sistema utilitzat en la indústria d'armament.

"Elbrus-2"

la segona generació de MVK "Elbrus" Després de sis anys, ha passat amb èxit la prova. El processador i la nova base d'element de desenvolupament eren completament nacional. El sistema es basa en una d'alta velocitat circuits integrats amb lògica d'emissors acoblats IC-100 sèries. Performance "Elbrus-2" en la configuració desyatiprotsessornoy era 125 Mill. Per segon.

ERM va ser construït de forma modular amb una major fiabilitat. Gràcies a la velocitat i la capacitat de recuperació del complex va ser utilitzat durant molts anys a les instal·lacions clau dels sistemes estratègics. Únic per les seves característiques de temps d'aconseguir l'aplicació MTC i el desenvolupament d'una sèrie d'idees avançades en l'organització del procés de càlcul.

"Elbrus-3"

La següent etapa (1986-1994) va ser la creació de la tercera generació de MVK "Elbrus". El processador és ara fins i tot més potents components electrònics - més perfectes. director del projecte triat membre de l'Acadèmia de Ciències B. A. Babayana corresponent. Per cert, que va fer contribucions fonamentals per al desenvolupament de MVK "Elbrus-1" i "Elbrus-2".

L'avaluació dels avantatges i desavantatges dels pacients va desenvolupar l'arquitectura superescalar implementat en la segona generació de la MTX, Boris Artashesovich proposar una implementació més avançada del concepte d'una paraula d'instrucció d'ample. Abans del col·lapse de la Unió d'experts aconseguit formar un prototip però el finançament com les noves autoritats van detenir.

contemporani

La continuació d'aquesta línia de projecte està connectat amb les activitats de ZAO MCST. En la seva estructura, els líders nacionals que presenten mikroelektronschiki aposta fonamental en l'ús de la tecnologia de microprocessadors, van començar a crear dues sèries de microprocessadors i sistemes informàtics basats en ells. Aquestes obres són llavors van ajudar a crear un potent processador de Rússia "Elbrus" 2014 alliberament.

la base de projectes per a la primera sèrie va ser l'arquitectura oberta del processador Arquitectura escalable (SPARC), L'especificada per Sun Microsystems. Processadors «R» de la família s'han creat sobre la base de la mateixa.

La base de la segona sèrie va ser l'arquitectura original de "Elbrus", el desenvolupament dels principis que han estat aprovats i que estableix l'IAC-3 (originalment es deia "arquitectura E2k»). Es van crear quatre tipus bàsics dels processadors. Així, el "Elbrus" (CPU): comparació dels models es dóna en la següent taula.

"ELBRUS-4c"

Una de les últimes desenvolupament reeixit de l'empresa era el processador MCST "Elbrus-4c." La seva arquitectura es basa en el disseny original, que va servir com a base per a la microarquitectura VLIW. Per al càlcul dels processos responsables 4 nuclis de 800 MHz, la memòria cau de 2 MB en cada nucli.

Tot i l'aparent arcaisme en termes de tecnologia de producció (, petita freqüència, la tecnologia de gran procés "del segle passat" 65 nm), una eficiència dispositiu electrònic és comparable amb la sèrie Intel "i". Amb menys consum d'energia (45W) el seu rendiment és de fins a 50 Gflop. A tall de comparació, el model anterior el processador Intel Core i7-975 Extreme Edition té una capacitat de 53 Gflop a freqüències molt més altes i el consum d'energia. Aquest modern processador de Rússia "Elbrus" 2014 any model es va posar de prova i va sortir a la sèrie.

"Elbrus-8C"

Sembla que el temps d'evolució havia acabat, va ser el torn de l'avanç revolucionari per a la microelectrònica domèstics. ZAO "MCST" juntament amb l'Institut de les màquines de control electrònic ha desenvolupat i produït una nova generació de dissenys de productes d'enginyeria. Per a la producció industrial de preparació de processador "Elbrus 8c" creat en la tecnologia de procés de 28 nanòmetres.

El dispositiu funcionarà en conjunt amb el controlador i el desenvolupament nacional KPI-2. Tot i que el controlador fins que s'allibera en la tecnologia de procés de 65 nm, és compatible amb tres controlador de xarxa Gigabit Ethernet, 20 línies de bus PCI-Express 2.0, 2.0 de vuit ports USB, vuit ports SATA-. La comunicació amb el processador és de 16 Gb / s.

característiques tècniques

Fabricant revelar les principals característiques del nou sistema "Elbrus":

• Processador - 8 nuclis sense gipertredinga.
• La mida del vidre - 350 ^mm2.
• cau de segon nivell per a cada nucli - 512 kV.
• cau de tercer nivell és comú - 16 MB.
• L'execució per cicle - 30 operacions.
• freqüència de rellotge - 1.3 GHz, el funcionament ininterromput quan es garanteixen aquests paràmetres de tots els temps il·limitada nuclear, encara que la càrrega de cent per cent.
• Rendiment (Pic) - 250 Gflop.
• Potència - 60-90 watts.
• independència de llicència d'Intel, garantint al mateix temps el suport dels principals sistemes operatius amb arquitectura x86 / x86-64.

Com es pot veure, el processador de Rússia "Elbrus" l'última generació de fins a cinc vegades més productiu que el model 4C.

arquitectura

Com un resultat important de l'empresa ZAO MCST va desenvolupar l'arquitectura original del microprocessador "Elbrus". El processador està orientat a maximitzar els recursos de maquinari per a les dades de mètriques de rendiment. En la classificació general pertany a la categoria d'arquitectura, utilitzant el principi d'una paraula d'instrucció àmplia VLIW (Very Large paraula d'instrucció), el compilador genera per a l'execució paral·lela d'una sèrie de grups d'ordres (paraules d'instrucció d'ample), en la qual no hi ha dependències entre els equips dins del grup i la dependència minimitzada entre els equips en diferents grups.

Per tant, el processador de Rússia "Elbrus" altament utilitza paral·lelisme en el nivell de les operacions està present en el codi del programa. El resultat és una velocitat d'arquitectura gran per l'alliberament d'aparell funciona paral·lelització arquitectures superescalars inherents i transferir-los optimització del compilador. Això ha portat, i altres característiques importants inherents a l'arquitectura "Elbrus" - dispositius de baix consum d'energia.

Juntament amb l'ús efectiu de paral·lelisme en l'arquitectura de les operacions de "Elbrus" dispositiu previst implementar altres tipus (nivells) del paral·lelisme inherent en el procés de càlcul:

• problemes de concurrència en els complexos de múltiples ordinadors;
• El control de concurrència flueix en la memòria compartida;
• paral·lelisme vector.

Compatible amb l'arquitectura x86

Com a requisit fonamental en l'arquitectura, els desenvolupadors consideren inicialment que proporciona compatibilitat binària eficient amb l'arquitectura dominant microprocessador Intel x86. Es porta a terme sobre la base d'una traducció dinàmica oculta i el seu equip de suport microprocessador "Elbrus". També determina les propietats de la nova arquitectura domèstica és el desenvolupament de suport de maquinari informàtic segur (mòdul de programació), facilita considerablement la feina dels programadors per crear grans sistemes de programari amb terminis limitats.

aplicació pràctica

Quan es vagi a utilitzar processadors russos? S'ha d'entendre que aquest producte està dissenyat amb un sol propòsit - per proporcionar un autosuficient, independent de l'oferta i la concessió de llicències de la microelectrònica i la informàtica. Els ordinadors en el processador "Elbrus" amb un alt nivell de seguretat i protecció contra els virus informàtics de la demanda en la indústria de defensa, en els serveis de seguretat, les institucions estatals importants.

Mentrestant, el sistema permet als habituals de Windows i Linux, el que obre el camí, si no per al consumidor mitjà, que el sector empresarial. MCST ofereix als ordinadors i servidors protegits, capaços d'operar en ambients hostils.