„Elbrus” - procesor u Rusiji. Specifikacije i povijest

Od početka računalne tehnologije u našoj zemlji, dizajn sustava visokih performansi slovi kao jedan od najvažnijih ciljeva nacionalne znanosti. Od 90-ih godina studija bili su povezani s temeljno novo stanje - potrebe da se provede novi razvoj na temelju ruskih mikroprocesora. Rezultat je nastao „Elbrus” - procesor, u svojoj računalnu snagu nimalo ne zaostaje za najboljim stranim modelima.

Povijest stvaranja

Trenutno, samo nekoliko zemalja diljem svijeta projektiranje računala s mikroprocesorom vlastitog dizajna - u SAD-u, Velikoj Britaniji, Japanu i Kini. Očito je da u zamjenu sigurnosti i uvoza Rusija također zahtijeva procesor koji je dovoljan da zadovolji zahtjeve oružanih snaga, tijela za provedbu zakona, uprave i obrazovanja. Mogući - i komercijalizacija proizvoda. Nakon desetljeća aktivnog rada znanstvenika i inženjera u Moskva Centar Spark-tehnološki (MCST) ne stidi se predstaviti najnoviji razvoj 2014-15 godine: osam procesora „Elbrus 8c”. Ali prije tog povijesnog događaja je prošao dug put od teoretskih izračuna i praktičnog istraživanja.

U SSSR izuzetne važnosti u razvoju računalne tehnologije imamo akademski rad S. A. Lebedeva. Grupa na čelu s njim na Academy of Sciences Instituta za precizne mehanike i računalne tehnologije (ITM i VT) su stvoreni elektronički strojevi za računanje (computers) petnaest modela - od prve cijevi za velike brzine strojeva integrirani krug.

"Elbrus-1"

Ideja o arhitektonskim linijama, naknadno utjelovljena u ruskom procesor „Elbrus”, rođen je 1969. godine. Razlog za razvoj bila je potreba „intelektualizacije” strateških sustava. Postao je glavni dizajner VS Burtsev, izvanredan stručnjak u informatici, kasnije akademika.

Godine 1979., ITM i VT Državno povjerenstvo predstavljali su prvu generaciju višeobradnički računalnog kompleksa „Elbrus” (IAC). Procesor je dizajnirana na osnovi TTL-logike. Sustav koji se koristi u industriji naoružanja.

"Elbrus-2"

druga generacija mVK „Elbrus” Nakon šest godina, uspješno je prošao test. Procesor i novi element baza su potpuno nacionalni razvoj. Sustav se temelji na high-speed integriranih sklopova s emiter-coupled logika IC-100 serije. Izvedba "Elbrus-2" konfiguracije desyatiprotsessornoy je 125 Mill. Sekundi.

ERM je sagrađena na modularan način s povećanom pouzdanošću. Zahvaljujući brzini i otpornost kompleksa je korišten za mnogo godina u ključnim objektima strateških sustava. Jedinstvena je po vremenskim karakteristikama postići provedbu ERM i razvoj brojnih naprednih ideja u organizaciji računalnom procesu.

"Elbrus-3"

Sljedeća faza (1986-1994) bilo je stvaranje treće generacije mVK „Elbrus”. Procesor je sada još snažniji elektronske komponente - savršeniji. Voditelj projekta izabran dopisnog člana Akademije znanosti B. A. Babayana. Usput, on je napravio temeljnih doprinosa razvoju mVK „Elbrus-1” i „Elbrus-2”.

Procjena prednosti i nedostatke njih razvio Superscalar arhitekture provodi u drugoj generaciji ERM, Boris Artashesovich predložio napredniji provedbu koncepta širokog upute riječi. Prije raspada unije stručnjaka uspio okupiti prototip, ali sredstva kao nova vlast prestala.

suvremena

Nastavak ovog projekta liniji je povezan s aktivnostima ZAO MCST. U svojoj strukturi, vodeće domaće mikroelektronschiki čine temeljni ulog na korištenje mikroprocesorske tehnologije, počeli stvarati dvije serije mikroprocesora i računalnih sustava temeljenih na njima. Te se radovi pomogao stvoriti snažan ruski procesor „Elbrus” 2014 izdanje.

Temelj projekta za prve serije bio je otvorene arhitekture Scalable Procesor Arhitektura (SPARC) Navedena tvrtka Sun Microsystems. Procesori «R» obitelj su stvoreni temelji na njemu.

Osnova drugoj seriji je izvorni arhitektura „Elbrus”, razvijajući načela koje su odobrene i utvrđene IAC-3 (izvorno je bio pod nazivom „Arhitektura E2k»). Tu su nastale četiri osnovne vrste procesora. Dakle, „Elbrus” (CPU): Usporedba modela dan je u tablici u nastavku.

"Elbrus-4c"

Jedan od najnovijih uspješan razvoj tvrtke je MCST procesor „Elbrus-4c.” Njegova arhitektura temelji se na originalnim dizajnom, koji je služio kao baza za mikroarhitekturi VLIW. Za izračun procese odgovorne 4 jezgre 800 MHz, cache memorije 2 MB na svakoj jezgri.

Unatoč prividnoj arhaizam u smislu tehnologije proizvodnje (veliki, mala učestalost, procesne tehnologije „prošlog stoljeća” 65 nm), elektronički uređaj učinkovitost se može usporediti sa Intel serije „i”. Uz manju potrošnju električne energije (45 W) njegova učinkovitost je do 50 Gflops. Za usporedbu, stariji model Intel Core i7-975 Extreme Edition ima kapacitet od 53 Gflops na mnogo višim frekvencijama i potrošnju energije. Ovaj moderni ruski procesor „Elbrus” 2014 model godine puštena je test i izašao u nizu.

"Elbrus-8C"

Čini se da je vrijeme evolucije je više, to je na prijelazu revolucionarnog otkrića za domaće mikroelektronici. ZAO „MCST” zajedno s Instituta za elektronska kontrola strojeva razvio i proizveo novu generaciju dizajna inženjering proizvoda. Za industrijske proizvodnje pripreme procesora „Elbrus 8c” stvorena na procesne tehnologije 28-nanometarskom.

Uređaj će raditi u tandemu s kontrolerom i nacionalnog razvoja KPI-2. Iako je regulator dok pušten na procesne tehnologije 65 nm, podržava tri Gigabit Ethernet mrežni kontroler, 20 linija PCI-Express bus 2.0, osam od 2,0 USB porta, osam SATA portova. Komunikacija sa procesorom je 16 GB / s.

tehničke karakteristike

Proizvođač otkrila glavne karakteristike „Elbrus” novom sustavu:

• Procesor - 8 jezgre bez gipertredinga.
• Veličina kristala - 350 ^mm2.
• Druga razina cache za svaku jezgru - 512 kV.
• treće razine cache je zajedničko - 16 MB.
• Izvršenje po ciklusu - 30 operacija.
• Frekvencija sata - 1,3 GHz, kad su zajamčena ti parametri neprekinuti rad svih nuklearnih neodređeno vrijeme, čak i ako je sto posto opterećenja.
• Izvedba (Peak) - 250 Gflops.
• Snaga - 60-90 vata.
• Licenca neovisnost od Intela, dok je osigurati potporu glavnim operativnim sustavima sa x86 / x86-64 arhitekture.

Kao što možete vidjeti, ruski procesor „Elbrus” najnovije generacije do pet puta produktivnije nego 4C model.

arhitektura

Kao važan rezultat tvrtke ZAO MCST razvio originalnu arhitekturu mikroprocesora „Elbrus”. Procesor je usmjeren na maksimiziranje hardverskih resursa za podatke metrike performansi. U općoj klasifikaciji spada u kategoriju arhitekture, koristeći princip širokom upute riječi VLIW (Very Large Word Naputak), prevodilac generira za paralelno izvršenja niza grupa (Wide upute riječima), u kojem nema ovisnosti između timova unutar skupine i minimiziran ovisnosti između timova u različitim grupama.

Dakle, ruski procesor „Elbrus” visoko koristi paralelizam na razini operacija je prisutan u programskom kodu. Rezultat je velika arhitektonska brzini oslobađanja aparata paralelnim funkcije svojstvene Superscalar arhitekture i prenositi ih optimizirati prevodilac. To je dovelo i druge važne značajke inherentna „Elbrus” arhitektura - uređaje niske potrošnje energije.

Uz učinkovito korištenje paralelizma u arhitekturi poslovanja „Elbrus” uređaj postavio provoditi druge vrste (razine) paralelizma inherentne u postupku računanja:

• Problemi u podudarnosti multicomputer kompleksa;
• Kontrola konkurentnosti teče na zajedničkoj memoriji;
• vektor paralelnost.

Kompatibilan s x86 arhitekturi

Kao temeljni zahtjev u arhitekturi, programeri u početku smatra osiguranje učinkovitog binarnu kompatibilnost s dominantnom Intel x86 mikroprocesora arhitekture. To se provodi na temelju skrivenoj dinamičkog prevođenja i njegova podrška opreme mikroprocesora „Elbrus”. Ona također određuje svojstva nove stambene arhitekture je razvoj hardvera za podršku sigurne računalstva (programiranje modula), značajno olakšava rad programera za stvaranje velikih programskih sustava s ograničenim rokovima.

praktična primjena

Gdje se planira koristiti ruske procesore? Treba razumjeti da je ovaj proizvod je dizajniran s jednim ciljem - pružiti samodostatan, neovisan o opskrbi i licenciranje mikroelektronike i računalne tehnologije. Računala na „Elbrus” procesor s visokom razinom sigurnosti i zaštite od računalnih virusa potražnje u obrambenoj industriji, u sigurnosnim službama, važne državne institucije.

U međuvremenu, sustav omogućuje uobičajene Windows i Linux, koji otvara put, ako ne i za prosječnog potrošača, da je korporativni sektor. MCST nudi zaštićenih računala i poslužitelja, sposobni za rad u teškim uvjetima.