"Elbrus" - procesorius Rusijoje. Specifikacijas ir istorija

Nuo veiklos pradžios kompiuterinės technologijos mūsų šalyje, didelio našumo sistemas dizainas laikomas vienu iš svarbiausių tikslų nacionalinės mokslo. Nuo 90s tyrimas buvo susijęs su iš esmės nauja sąlyga - būtina įgyvendinti naują plėtrą Rusijos mikroprocesorių pagrindu. Rezultatas buvo sukurta "Elbrus" - procesorius, jos skaičiavimo galia yra ne mažesnis nei geriausių užsienio modelių.

Istorija sukurta

Šiuo metu tik kelios šalys visame pasaulyje projektavimo kompiuterius su savo dizaino mikroprocesorius - Jungtinėse Valstijose, Didžiojoje Britanijoje, Japonijoje ir Kinijoje. Akivaizdu, kad per saugumo ir importo pakeitimo Rusija taip pat reikalauja procesorius, kuris yra pakankamas, kad būtų patenkinti kariuomenės teisėsaugos agentūrų, administravimo ir švietimo reikalavimus. Galima - ir produkto komercinimo. Po dešimtmečius trukusio aktyvaus darbo mokslininkų ir inžinierių Maskvos centre kibirkštinio technologijos (MCST) nesigėdija pateikti naujausią plėtrą 2014-15 metų: aštuonių procesoriaus "Elbrusas 8c". Bet prieš tai istorinio įvykio buvo perduodama ilgą kelią teorinių skaičiavimų ir praktinių tyrimų.

Be TSRS labai svarbios kompiuterių technologijų plėtrą turime akademinio darbo S. A. Lebedeva. Grupė vadovavo Mokslų nuo Tiksliosios mechanikos institutu ir kompiuterines technologijas (ITM ir VT) akademijoje jam buvo sukurtas elektroninių skaičiavimo mašinų (kompiuteriai) penkiolika modeliai - nuo pirmojo vamzdžio greitųjų mašinų integrinis grandynas.

"Elbrusas-1"

Iš architektūrinių linijų idėja, vėliau įkūnijo Rusijos procesorius "Elbrus", gimė 1969 m. Už vystymąsi priežastis buvo poreikis "intellectualization" Strateginių sistemas. Tapo vyriausiasis dailininkas S. Burtsev, išskirtinis ekspertas kompiuterių mokslo, vėliau akademikas.

1979 metais, "ITM ir VT valstybinė komisija atstovavo pirmosios kartos multiprocesorinė skaičiavimo komplekso" Elbrus "(VAS). Procesorius buvo sukurta remiantis TTL logika. Sistema naudojama ginklų pramonės.

"Elbrusas-2"

antra karta MVK "Elbrus" Po šešių metų, sėkmingai išlaikė testą. Procesorius ir naujasis elementas bazė buvo visiškai Nacionalinės plėtros. Sistema buvo grindžiamas didelės spartos integrinių grandynų su spinduolis sujungtų loginių IC-100 serijos. Spektaklis "Elbrusas-2" desyatiprotsessornoy konfigūracijos buvo 125 Mill. Per sekundę.

VKM buvo pastatytas moduliniu būdu su padidintu patikimumu. Ačiū, kad greitis ir stangrumui komplekso buvo naudojamas daugelį metų svarbiausių įrenginių strateginių sistemas. Unikalus savo laiko charakteristikomis pasiekti VKM įgyvendinimą ir plėtojimą pažangių idėjų skaičius, atsižvelgiant į skaičiavimo proceso organizavimą.

"Elbrusas-3"

Kitas etapas (1986-1994) buvo trečiosios kartos MVK "Elbrus" kūrimas. Procesorius dabar dar galingesni elektroniniai komponentai - tobulesnis. pasirinkta projekto vadovas, atitinkantis narį mokslų akademijos B. A. Babayana. Beje, jis padarė pagrindines įmokas į MVK plėtrai "Elbrusas-1" ir "Elbrus-2".

Vertinant privalumus ir trūkumus juos sukūrė Superscalar architektūrą įgyvendinta antrosios kartos VKM, Borisas Artashesovich pasiūlė daugiau pažangių įgyvendinimą plataus instrukcijų žodžio sąvoka. Prieš ekspertų Sąjungos žlugimo pavyko surinkti prototipą, bet finansavimą kaip naujos institucijos sustojo.

šiuolaikinis

Šio projekto linijos tęsinys yra prijungtas su ZAO MCST veiklą. Savo struktūra, pagrindiniai vidaus mikroelektronschiki, kad pagrindinės statymą dėl mikroprocesoriaus technologijų naudojimo, pradėjo kurti dvi serijos mikroprocesoriai ir kompiuterinių sistemų, pagrįstų jų. Šie darbai yra tada padėjo sukurti galingą rusų procesorius "Elbrus" 2014 spaudai.

Projekto pagrindas pirmosios serijos buvo atvira architektūra Scalable Procesoriaus architektūra (SPARC) The Sun Microsystems nurodyta. Procesoriai «R» šeimai buvo sukurta remiantis juo.

Antrojo serijos pagrindas buvo originalus architektūra "Elbrus", kuriant principus, kurie buvo patvirtinta ir nustatytų VAS-3 (iš pradžių ji buvo vadinama "architektūra E2K»). Buvo sukurta keturių pagrindinių tipų procesorių. Taigi, "Elbrus" (CPU): palyginimas modelių yra pateiktas žemiau esančioje lentelėje.

"ELBRUS-4c"

Vienas iš naujausių sėkmingai plėtoti įmonės buvo MCST procesorius "Elbrusas-4c." Jos architektūra remiasi originalaus dizaino, kuris tarnavo kaip mikroarchitektūra VLIW bazę. Skaičiavimo apdoroja atsakingoms 4 branduolių 800 MHz, atmintis atminties 2 MB ant kiekvieno kerno.

Nepaisant akivaizdaus archaizmas požiūriu gamybos technologija (didelis, nedidelis dažnio, procesų "praėjusio amžiaus" 65 nm technologija), elektroninis įtaisas, efektyvumas yra palyginama su Intel serijos "aš". Mažiau elektros energijos suvartojimas (45W) jos veikimas yra iki 50 Gflops. Palyginimui, vyresnio amžiaus modelis Intel Core i7-975 Extreme Edition turi 53 Gflops gebėjimus daug aukštesni dažniai ir energijos suvartojimą. Šis modernus rusų procesorius "Elbrus" 2014 metų modelis buvo įdėti testą ir išėjo iš serijos.

"Elbrusas-8C"

Atrodo, kad evoliucijos laikas baigėsi, tai buvo revoliucinio proveržio už vidaus mikroelektronikos eilė. UAB "MCST" kartu su elektroniniu valdymu mašinos instituto sukūrė ir pagamino naujos kartos inžinerijos produktų dizaino. Pramoninės gamybos rengiasi procesoriaus "Elbrus 8c" sukurtą 28 nanometrų technologinį procesą.

Prietaisas veiks kartu su valdikliu ir nacionalinės plėtros KPI-2. Nors valdiklis kol išleistas 65 nm technologinį procesą, ji palaiko tris Gigabit Ethernet tinklo valdiklis, 20 eilučių PCI Express autobusu 2.0, aštuoni 2.0 USB-JUNGTYS, aštuoni SATA-JUNGTYS. Bendravimas su procesoriumi yra 16 GB / s.

techninės charakteristikos

Gamintojas atskleidė pagrindines charakteristikas "Elbrus" naujos sistemos:

• Procesorius - 8 branduolių kiekis be gipertredinga.
• Kristalų dydis - 350 mm, ^2.
• Antro lygio atmintis kiekvieno kerno - 512 kv.
• trečio lygio talpyklos yra bendras - 16 MB.
• Vykdymo per ciklą - 30 operacijos.
• Laikrodžio dažnis - 1,3 GHz, kai šie parametrai yra garantuojamas nepertraukiamas veikimas visų branduolinių neribotą laiką, net jei šimtu procentų apkrovos.
• Našumas (Peak) - 250 Gflops.
• Galia - 60-90 vatų.
• Licencija nepriklausomybė nuo "Intel", tuo pat metu užtikrinant paramą pagrindinių operacinių sistemų su x86 / x86-64 architektūros.

Kaip matote, Rusijos procesorius "Elbrus" naujausios kartos iki penkių kartų daugiau produktyvių nei 4C modelį.

architektūra

Kaip svarbus rezultatas įmonės UAB MCST sukūrė originalią architektūrą mikroprocesoriaus "Elbrus". Procesorius siekiama maksimaliai aparatūros išteklių našumo metriką duomenis. Be bendrojo klasifikaciją jis priklauso architektūros kategorijai, naudojant plataus instrukcijų žodžio VLIW (Labai Didelis Instrukcija Word), kompiliatorių generuoja lygiagretaus vykdymo seka grupes (plačiais instrukcijų žodžiais), kuriame nėra jokių priklausomybių tarp komandų grupėje ir sumažinta priklausomybė principą tarp komandų skirtingose grupėse.

Taigi, Rusų procesorius "Elbrus" labai naudoja lygiagretumo tuo operacijų lygmenyje yra pateikti programos kodą. Rezultatas yra didelis architektūrinis greitis iki Lygiagretinimas aparatų funkcijų būdingų Superscalar architektūrų išleidimo ir perkelti juos optimizuoti kompiliatorių. Tai lėmė ir kitos svarbios savybės būdingos "Elbrus" architektūra - mažas energijos suvartojimas įrenginius.

Kartu su efektyvaus naudojimo paralelizmas operacijų architektūros "Elbrus" prietaisas padėjo įgyvendinti kitus tipus (lygmenis) paraleles būdingą skaičiavimo procesą:

• vienalaikės problemų multicomputer kompleksų;
• Lygiagrečiai kontrolės srautų bendrojoje atmintyje;
• vektoriaus lygiagretumas.

Suderinamas su x86 architektūra

Kaip pagrindinis reikalavimas architektūros, iš pradžių laikyti kūrėjai teikti veiksmingą dvejetainis suderinamumą su dominuojančia "Intel x86 mikroprocesorių architektūrą. Ji įgyvendinama remiantis paslėptas dinamišką vertimą ir jos parama įrangos mikroprocesorius "Elbrus" pagrindu. Ji taip pat nustato naują vidaus architektūros savybės yra aparatūros paramos Secure Computing (programavimo modulio) plėtra, žymiai palengvina programuotojų darbą kurti didelius programinės įrangos sistemas su ribotais terminais.

praktinis taikymas

Kur ji yra planuojama naudoti Rusijos procesorių? Ji turėtų būti suprantama, kad šis produktas yra sukurtas su vienu tikslu - teikti savarankiški, nepriklausomai nuo tiekimo ir licencijavimo mikroelektronikos ir kompiuterinės technologijos. Kompiuteriai apie "Elbrus" procesorius su aukšto lygio saugos ir apsaugos nuo kompiuterinių virusų paklausos gynybos pramonės, visų saugumo tarnybų, svarbios valstybės institucijos.

Tuo tarpu, sistema leidžia įprastas "Windows" ir "Linux", kuri atveria kelią, jei ne vidutiniam vartotojui, kad įmonių sektorių. MCST siūlo saugomas kompiuterių ir serverių, ir galinti veikti atšiauriomis sąlygomis.