«Эльбрус» - Ресейде процессор. Ерекшеліктер мен тарихы

құрылған сәттен бастап компьютерлік технологиялар біздің елімізде, өнімділігі жоғары жүйелерді жобалау, ұлттық ғылымның ең маңызды міндеттерінің бірі ретінде қарастырылады. Ресей микропроцессорлар негізінде жаңа дамуын жүзеге асыру қажеттілігі - 90-шы жылдардың бастап зерттеу түбегейлі жаңа жағдайына байланысты болды. оның есептеу билік процессор, үздік шетелдік модельдерге кем түспейді - нәтиже «Эльбрус» құрылды.

Құрылу тарихы

Қазіргі уақытта бүкіл әлемде тек бірнеше елдерде өз дизайн микропроцессоры бар компьютерлер жобалау жатыр - Америка Құрама Штаттары, Ұлыбритания, Жапония және Қытай. Ол қауіпсіздік және импорт алмастыру аясында Ресей, сондай-ақ қарулы күштер, құқық қорғау органдарының, басқару және білім беру талаптарына сай жеткілікті болып процессор талап анық. Ықтимал - және өнімнің коммерцияландыру. Мәскеу орталығы Spark-технология (МКНТ) ғалымдары мен инженерлердің белсенді жұмыс ондаған кейін 2014-15 жылдар соңғы дамуын ұсынуға ұят емес: сегіз-процессор «Эльбрус 8с». Бірақ бұл тарихи оқиғаға дейін теориялық есептеулер және практикалық зерттеулер ұзақ жолды өтті.

компьютерлік техниканың дамуына КСРО көрнекті маңызы біз академиялық жұмысын С. А. Лебедева бар. Дәл механика институтының ғылым академиясының және компьютерлік технологиялар (ITM және VT) оған бастаған топ құрылды электрондық есептеуіш машиналар (компьютерлер) бірінші түтігінен интегралдық схемасын жоғары жылдамдықты машиналар үшін - он бес модельдер.

«Эльбрус-1»

кейіннен орыс процессор бекітілген сәулет желілерін, «Эльбрус» идеясы, 1969 жылы дүниеге келген. дамуының себебі стратегиялық жүйелерін қажеттілік «зерделеу» болды. бас дизайнері В.С. Бурцев, информатика, кейінірек академик жылы көрнекті сарапшы болды.

1979 жылы, ITM және VT мемлекеттік комиссия Көппроцессорлы есептеу кешенінің «Эльбрус» (АТО) бірінші ұрпақтың қатысты. процессор TTL-логикасына негізделген әзірленді. қару-жарақ өнеркәсібінде пайдаланылатын жүйелік.

«Эльбрус-2»

Алты жылдан кейін ВАК «Эльбрус» екінші буын, тестілеуден табысты өтті. процессор және жаңа элементтік базасы толығымен ұлттық даму болды. жүйесі жоғары жылдамдықтағы негізделген болатын интегралдық схемалардың эмиттер-буксирге логикалық IC-100 сериясы бар. desyatiprotsessornoy конфигурацияда Performance «Эльбрус-2» екінші 125 Mill. Пер болды.

ERM өсті сенімділігі модульдік сән салынды. кешенінің жылдамдығы мен серпімділік арқасында стратегиялық жүйелерді негізгі мекемелерде көптеген жылдар бойы қолданылған. оның уақыты сипаттамалары үшін бірегей есептеу үрдісін ұйымдастыру озық идеялар бірқатар ERM асыруға және дамытуға қол жеткізді.

«Эльбрус-3»

Келесі кезең (1986-1994) ВАК «Эльбрус» үшінші буын құру болды. көп тамаша - процессор енді одан да қуатты электрондық компоненттері болып табылады. Жоба менеджері ғылымдар Б. А. Babayana академиясының корреспондент-мүшесі таңдаған. Айтпақшы, ол ВАК «Эльбрус-1» және «Эльбрус-2» дамуына іргелі үлес қосты.

Олардың артықшылықтары мен кемшіліктері бағалау ERM екінші буын жүзеге асырылуда суперскалярные сәулет дамыған, Борис Artashesovich кең нұсқаулық сөз тұжырымдамасын неғұрлым озық іске асыруды ұсынды. Жаңа органдары тоқтатты ретінде сарапшылардың Одағы ыдырағаннан дейін прототипін бірақ қаржыландыруды жинап үлгерді.

Қазіргі заманғы

Осы жоба желісінің жалғасы ЖАҚ МКНТ қызметімен байланысты. Оның құрылымында, микропроцессорлық технологияларды пайдалану туралы іргелі көрсету Жалакидi жасау жетекші отандық mikroelektronschiki, олардың негізінде микропроцессорлар және компьютерлік жүйелердің екі сериясын жасауға бастады. Бұл жұмыстар, содан кейін қуатты ресейлік процессор «Эльбрус» 2014 босату жасауға көмектеседі.

бірінші сериясы үшін Project негіз Sun Microsystems көзделген, ашық архитектура Масштабталатын Процессор Сәулет (SPARC) болды. Процессорлар «R» отбасы оған негізделген құрылды.

екінші сериясы негізі АТО-3 (бастапқыда ол «Сәулет E2k» деп аталды) бекітілген және төмен төселген принциптерін дамыту, «Эльбрус» бастапқы сәулет болды. процессорлар төрт негізгі түрі бар құрылды. Осылайша, «Эльбрус» (CPU): модельдер салыстыру төмендегі кестеде берілген.

«Эльбрус-4C»

Компанияның соңғы табысты дамуының бірі МКНТ процессор «Эльбрус-4C.» болды Оның сәулет микроархитектура VLIW үшін негіз ретінде қызмет түпнұсқа жобалау, негізделген. 4 ядролардың 800 МГц, кэш жады әрбір өзегіне 2 МБ жауапты есептеу процестер үшін.

( «Өткен ғасырдың» үлкен, кіші жиілігі, технологиялық процесс 65 нм) айқын өндірістік технология тұрғысынан архаики қарамастан, электрондық құрылғы тиімділігін Intel сериясы «Мен» салыстыруға болады. аз қуатты тұтыну (45W) оның өнімділігі 50 Гфлопс дейін. Салыстыру үшін, ескі үлгідегі Intel Core i7-975 Extreme Edition әлдеқайда жоғары жиіліктер және электр энергиясын тұтыну кезінде 53 Гфлопс сыйымдылығы бар. Бұл қазіргі заманғы ресейлік процессор «Эльбрус» 2014 жыл моделі тест қоюға және сериясы шықты.

«Эльбрус-8С»

Ол отандық микроэлектроника үшін революциялық серпінді кезегі болды, эволюция уақыт үстінде болды, бұл, меніңше. бірге Электрондық бақылау машиналары институтымен ЖАҚ «МКНТ» әзірленді және инженерлік өнім конструкцияларын жаңа буынын шығарды. 28-нанометрлік технология бойынша құрылған процессор «Эльбрус 8c» дайындау өнеркәсіптік өндіру үшін.

құрылғы контроллері және ұлттық даму KPI-2 дамуы жұмыс істейтін болады. 65 нм процесі технологиясы бойынша шығарылған дейін контроллері болғанымен, ол үш Gigabit Ethernet желілік контроллер, 20 желілері қолдайды PCI-Express автобус 2.0, USB-порттары, сегіз SATA-порттарының сегіз 2.0. процессоры бар байланыс 16 Гбит / с құрайды.

Техникалық сипаттама

Өндіруші «Эльбрус» жаңа жүйесінің негізгі сипаттамалары анықталды:

• Процессор - gipertredinga жоқ 8 ядролардың.
• Crystal мөлшері - 350 мм ^2.
• әрбір ядро Екінші деңгейлі кэш - 512 кВ.
• үшінші деңгейлі кэш ортақ болып табылады - 16 Мб.
• цикл бір орындау - 30 операциялар.
• Сағат жиілігі - 1,3 ГГц, бұл көрсеткіштер тіпті жүз пайыз жүктеме болса, барлық ядролық шексіз уақыт үздіксіз жұмысын кепілдік беріледі.
• Performance (Peak) - 250 Гфлопс.
• Power - 60-90 Вт.
• x86 / x86-64 архитектурасын ірі операциялық жүйелер үшін қолдауды қамтамасыз ету, ал Intel бастап лицензия тәуелсіздік.

Өздеріңіз көріп отырғандай, ресейлік процессор «Эльбрус» 4C моделін артық өнімді дейін бес есе соңғы ұрпақ.

сәулет

Компанияның ЖАҚ МКНТ маңызды нәтижесінде микропроцессоры «Эльбрус» бастапқы архитектурасын дамыған. процессор німділігіні к рсеткіштері деректер үшін аппараттық ресурстарды барынша бағытталған. ол кең нұсқаулық сөз VLIW (өте үлкен командалық сөз) принциптерiн пайдаланатын, сәулет санатына жатады Жалпы жіктеу, компилятор топтардың (кең нұсқаулық сөз) параллель орындау реттілігі үшін жасайды, топтың ішінде командалар және кішірейтілген тәуелділік арасында ешқандай тәуелділік бар онда түрлі топтарда командалары арасында.

Осылайша, «Эльбрус» жоғары операцияларды деңгейінде параллелизм пайдаланады Ресей процессор бағдарлама коды бар. нәтижесі қатар біз аппараты функцияларының тән суперскалярные сәулетшілер шығару арқылы үлкен сәулет жылдамдығы болып табылады және компилятор оңтайландыру, оларды аудару. Бұл әкелді, және «Эльбрус» Сәулет тән басқа да маңызды ерекшеліктері бар - тұтыну қуаты төмен құрылғылар.

есептеу процесінде тән параллелизм басқа да түрлерін (деңгейлері) жүзеге асыру қаланды операциялар «Эльбрус» құрылғының сәулет параллелизм тиімді қолданумен қатар:

• multicomputer кешендерінде параллелизма проблемалар;
• Параллелизм бақылау ортақ жад ағады;
• векторы параллелизм.

сәулет x86 үйлесімді

сәулет іргелі талап ретінде, әзірлеушілер бастапқыда басым Intel x86 микропроцессорлық сәулет тиімді екілік үйлесімділігін қамтамасыз ету болып саналады. Ол жасырын динамикалық аударма және оның қолдау жабдықтар Микропроцессор «Эльбрус» негізінде жүзеге асырылады. Ол сондай-ақ, жаңа отандық сәулет қасиеттері аппараттық қолдау қауіпсіз есептеу (бағдарламалау модуль) дамыту болып табылады айқындайды, айтарлықтай шектеулі мерзімдерін ірі бағдарламалық жасақтама жүйелерін құру бағдарламашылар жұмысын жеңілдетеді.

Практикалық қолдану

Ресей процессорлар пайдалануға жоспарланып отыр қайда? Бұл өнім бір мақсатында жасалған деп түсінген жөн - микроэлектроника және компьютерлік технологиялар жабдықтау және лицензиялау тәуелсіз, өзін-өзі жеткілікті қамтамасыз ету. қауіпсіздік қызметтерінде қорғаныс өнеркәсібі саласындағы сұраныстың қауіпсіздік және компьютерлік вирустардың қорғау деңгейі жоғары «Эльбрус» процессоры Компьютерлер, маңызды мемлекеттік мекемелер.

Сонымен қатар, жүйе, әдеттегі Windows және Linux береді жол ашады, ол, егер орташа тұтынушыға, корпоративтік сектордың деп. МКНТ қатал жағдайында жұмыс істейтін қабілетті қорғалған компьютерлерді және серверлерді ұсынады.