"Elbrus" - procesor v Rusku. Špecifikácie a história

Od začiatku výpočtovej techniky v našej krajine je konštrukcia vysoko výkonných systémov je považovaný za jeden z najdôležitejších cieľov národnej vedy. Od 90. rokov štúdie bolo spojené s podstatne novom stave - je potrebné vykonať nový vývoj v oblasti mikroprocesorov rusko-báze. Výsledkom bol vytvorený "Elbrus" - procesor vo svojom výpočtový výkon nie je horší ako najlepší zahraničný modely.

History of creation

V súčasnej dobe je len málo krajín na celom svete sú navrhovanie počítače s mikroprocesorom vlastnej konštrukcie - v Spojených štátoch, Veľkej Británii, Japonsku a Číne. Je zrejmé, že v rámci striedania bezpečnosti a import Rusko tiež vyžaduje procesor, ktorý je dostačujúci pre splnenie požiadaviek ozbrojených síl, činných v trestnom konaní, správy a vzdelávania. Možným - a komercializácie produktu. Po desaťročiach aktívnej práce vedcov a inžinierov Moscow Center Spark-Technology (MCST) sa nehanbí predstaviť najnovší vývoj 2014-15 rokov: osem procesora "Elbrus 8c". Ale pred tým historické udalosti bola prešiel dlhú cestu teoretických výpočtov a praktického výskumu.

V ZSSR veľký význam vo vývoji výpočtovej techniky máme akademickej práce S. A. Lebedeva. Skupinu viedol o neho na Akadémii vied Inštitútu jemnej mechaniky a výpočtovej techniky (ITM a VT) boli vytvorené elektronické počítacie stroje (počítače) Pätnásť modelov - od prvej rúrky do vysokorýchlostných strojov integrovaný obvod.

"Elbrus-1"

Myšlienka architektonických líniách, následne zakotvená v ruskom procesora "Elbrus", sa narodil v roku 1969. Dôvodom pre vývoj bolo potrebné "intelektualizaci" strategických systémov. Sa stal hlavným dizajnérom VS Burtsev, významným odborníkom v odbore počítačových vied, neskôr akademik.

V roku 1979, ITM a VT stav komisia bola zastúpená prvá generácia s viacerými výpočtového komplexu "Elbrus" (IAC). Procesor bol navrhnutý na základe TTL logiky. Systém použitý v zbrojnom priemysle.

"Elbrus-2"

druhá generácia MVK "Elbrus" Po šiestich rokoch, úspešne prešiel testom. Procesor a nový element base boli úplne národný vývoj. Tento systém bol založený na niekoľkých vysokorýchlostných integrovaných obvodov s emitor spojený logiky IC-100 série. Výkon "Elbrus-2" v konfigurácii desyatiprotsessornoy bol 125 mil. Za sekundu.

ERM bol postavený v modulárnym spôsobom so zvýšenou spoľahlivosťou. Vďaka rýchlosti a pružnosti komplexu bolo použitých mnoho rokov v kľúčových zariadení strategických systémov. Unikátny pre svoje časové charakteristiky dosiahnuť zavedenie a rozvoj celého radu pokročilých myšlienok ERM v organizácii výpočtového procesu.

"Elbrus-3"

V ďalšej fáze (1986-1994) bolo vytvorenie tretej generácie MVK "Elbrus". Procesor je teraz ešte silnejšia elektronické súčiastky - dokonalejšie. Projektový manažér zvolila členom Akadémie vied B. A. Babayana. Mimochodom, on robil zásadné príspevky k rozvoju MVK "Elbrus-1" a "Elbrus-2".

Posúdiť výhody a nevýhody z nich vyvinula superscalar architektúry realizované v druhej generácii ERM, Boris Artashesovich navrhla pokročilejšie implementácia konceptu širokého inštrukčného slova. Pred rozpadom Zväzu odborníkov podarilo zostaviť prototyp, ale finančné prostriedky ako nové úrady zastavili.

súčasník

Pokračovanie tohto projektu linky je spojená s činnosťou ZAO MCST. Vo svojej štruktúre, vedúci domácej mikroelektronschiki robiť zásadné stávku na využitie mikroprocesorovej techniky, začal vytvárať dva rady mikroprocesorov a počítačové systémy založené na nich. Tieto práce sú potom pomohol vytvoriť silný ruský procesor "Elbrus" 2014 vydania.

Projekt základ pre prvú sériu bola otvorená architektúra Scalable Processor Architecture (SPARC), zadaný spoločnosťou Sun Microsystems. Procesory «R» rodinné boli vytvorené na základe toho.

Základom druhej série bol originálny architektúra "Elbrus", rozvíja princípy, ktoré boli schválené a uvedené v IAC-3 (pôvodne to bolo nazývané "architektúra E2k»). Boli vytvorené štyri základné typy procesorov. To znamená, že "Elbrus" (CPU): porovnanie modelov je uvedený v nasledujúcej tabuľke.

"ELBRUS-4c"

Jedným z najnovších úspešného rozvoja firmy bol MCST procesor "Elbrus-4c." Jeho architektúra je založená na pôvodnom návrhu, ktorý slúžil ako základ pre mikroarchitektúry VLIW. Pre výpočet procesov zodpovedných 4 jadra 800 MHz, vyrovnávacia pamäť 2 MB na každé jadro.

Cez zjavné archaizmus z hľadiska výrobných technológií (veľké, malé frekvenciu, technologických procesov "minulého storočia" 65 nm), je účinnosť elektronického zariadenia je porovnateľná s radom Intel "i". S nižšou spotrebou energie (45W), jeho výkon je až 50 GFLOPS. Pre porovnanie, starší model, Intel Jadro i7-975 Extreme Edition má kapacitu 53 GFLOPS na oveľa vyšších frekvenciách a spotrebe energie. Tento moderný ruská procesor "Elbrus" 2014 modelového roku bol daný test a vyšiel v rade.

"Elbrus-8C"

Zdá sa, že doba evolúcia skončila, bol rad revolučný prielom pre domáce mikroelektroniky. ZAO "MCST" spolu s Inštitútom elektronických riadiacich strojov vyvinula a vyrobila novú generáciu produktov inžinierskych vzoriek. Pre priemyselnú výrobu prípravy procesora "Elbrus 8c" vytvorenej na 28-nanometrov výrobnú technológiu.

Zariadenie bude pracovať v tandeme s regulátorom a národného rozvoja KPI-2. Hoci regulátor až prepustený na 65 nm výrobnej technológii, podporuje tri radiče Gigabit Ethernet siete, 20 liniek PCI-Express zbernice 2.0, 2.0 osem USB portov, osem SATA portov. Komunikácia s procesorom 16 Gb / s.

technické charakteristiky

Výrobca odhalil hlavné charakteristiky "Elbrus" nového systému:

• Procesor - 8 jadra bez gipertredinga.
• Crystal veľkosť - 350 mm ^2.
• Druhej úrovne vyrovnávacej pamäte pre každé jadro - 512 kV.
• medzipamäte tretej úrovne je bežné - 16 MB.
• Execution za cyklus - 30 operácií.
• Taktovacia frekvencia - 1,3 GHz, kedy sú zaručené tieto parametre nepretržitú prevádzku všetkých jadrových neobmedzene dlhú dobu, a to aj v prípade stopercentnej zaťaženia.
• Výkon (Peak) - 250 GFLOPS.
• Power - 60-90 wattov.
• Licenciu nezávislosť od spoločnosti Intel, a zároveň zabezpečiť podporu pre hlavné operačné systémy s x86 / x86-64 architektúre.

Ako môžete vidieť, ruský procesor "Elbrus" najnovšej generácie až päťkrát viac produktívne než model 4C.

architektúra

Ako významný výsledok spoločnosti ZAO MCST vytvoril pôvodnú architektúru mikroprocesora "Elbrus". Procesor je zameraný na maximalizáciu hardvérové prostriedky k údajom o výkone metrík. Vo všeobecnom klasifikácie patrí do kategórie architektúry, na princípe široké inštrukcie slovo VLIW (Very Large Instruction Word), kompilátor generuje pre paralelné vykonávanie postupnosti skupín (širokých inštrukčných slov), v ktorom nie sú žiadne závislosti medzi tímami v skupine a minimalizovaným závislosti medzi tímami v rôznych skupinách.

To znamená, ruský procesor "Elbrus" vysoko používa paralelizmus na úrovni operácií je prítomný v programovom kóde. Výsledkom je veľká architektonický rýchlosť uvoľnením paralelizácie prístrojov funkcií inherentnú Superskalárna Architektúra a preniesť ich optimalizácie kompilátora. To viedlo, a ďalšie dôležité vlastnosti inherentnej architektúra "Elbrus" - nízka spotreba energie zariadenia.

Spolu s efektívnym využitím paralelizmu v architektúre operácií "Elbrus" device položil implementovať ďalšie typy (úrovne) na paralelizmu obsiahnutého v procese výpočtovej techniky:

• problémy súbežnosti v Vícepočítačové komplexov;
• súbežnosť tečie na zdieľanej pamäti;
• vektor rovnobežnosť.

Kompatibilný s architektúrou x86

Ako základná požiadavka v architektúre, vývojári pôvodne považovaný za poskytovanie účinnej binárne kompatibilitu s dominantným Intel x86 architektúru mikroprocesora. To je realizované na základe skryté dynamické prekladanie a jeho podpora v hardvéri mikroprocesora, Elbrus '. To tiež určuje vlastnosti novej bytovej architektúry je rozvoj podporného hardvéru Secure Computing (modulárne programovanie), čo výrazne uľahčuje prácu programátorom vytvárať veľké softvérové systémy s obmedzenými lehotami.

praktická aplikácia

V prípade, že sa plánuje používať ruskej procesorov? Malo by byť zrejmé, že tieto produkty sú vyvíjané s jediným cieľom - vytvoriť sebestačné, nezávislé dodávky a licencovanie mikroelektroniky a výpočtovej techniky. Počítače na procesore "Elbrus" s vysokou úrovňou bezpečnosti a ochrany pred počítačovými vírusmi dopytu v obrannom priemysle, v bezpečnostných službách, dôležité štátne inštitúcie.

Medzitým systém umožňuje obvyklé Windows a Linux, čo otvára cestu, ak nie na priemerného spotrebiteľa, že firemný sektor. MCST ponúka chránených počítačov a serverov, ktoré sú schopné pracovať v náročných podmienkach.