user

Авторизация

Добро пожаловать!

Регистрация

Undefined666

Технологии

Российские процессоры Эльбрус

 С момента зарождения вычислительной техники в нашей стране проектирование высокопроизводительных систем рассматривалось как одна из важнейших задач отечественной науки. Необходимость внедрения новых разработок на базе отечественных микропроцессоров — исследования с 90-х годов относятся к совершенно новому состоянию. Результатом стало создание «Эльбруса» — процессора, вычислительная мощность которого не уступает лучшим зарубежным образцам.

 В настоящее время лишь несколько стран мира проектируют компьютеры с микропроцессорами собственной разработки — в США, Великобритании, Японии и Китае. Понятно, что безопасность и альтернативный ввоз на территорию России также требуют процессора, достаточного для удовлетворения потребностей армии, правоохранительных органов, администрации и образования. Одна возможность — и коммерциализация продукта. После десятилетий активной работы ученые и инженеры Московского центра искровых технологий (МЦСТ) не стыдятся представить в 2014-15 годах новейшую разработку: восьмипроцессорный «Эльбрус 8С». Но это историческое событие прошло долгий путь теоретических расчетов и практических исследований.

 В развитии вычислительной техники СССР выдающееся значение имеют наши академические труды С.А. Лебедева. Руководимая им группа в Институте точной механики и Академии вычислительной техники (ИТМ и ВТ) построила электронно-вычислительную технику (ЭВМ) от первого ствола до быстродействующих машинных интегральных схем — пятнадцать изделий.

«ЭЛЬБРУС-1»

 Идея архитектурного факультета, впоследствии воплощенная в российском процессоре «Эльбрус», родилась в 1969 году. Причина в том, что развитие есть требование стратегической системы, «интеллект». Главным конструктором стал В. С. Бурцев, крупный специалист по вычислительной технике, впоследствии академик.

 В 1979 году госкомиссиям ИТМ и ВТ был представлен многопроцессорный вычислительный комплекс первого поколения «Эльбрус» (МВК). Процессор основан на логике TTL. Система, используемая в оружейной промышленности.

«ЭЛЬБРУС-2»

 «Эльбрус» второго поколения MVK прошел испытания спустя шесть лет. Основой для процессоров и новых элементов является полная государственная разработка. Система основана на серии быстродействующих интегральных схем IC-100 с эмиттерно-связанной логикой. Производительность «Эльбруса-2» десятипроцессорной настроена на 125 мельниц в секунду.

 ERM был построен по модульному принципу для повышения надежности. Ключевое оборудование для стратегических систем, которые используются в течение многих лет благодаря своей скорости и комплексной отказоустойчивости. Обладая уникальными характеристиками того времени, он осуществил внедрение управления рисками предприятия и разработал ряд передовых концепций в организации процесса расчета.

«ЭЛЬБРУС-3»

 На следующем этапе (1986-1994 гг.) было создано третье поколение МВК «Эльбрус». Теперь процессор еще мощнее, а электронные компоненты — совершеннее. Руководитель проекта выбирает членов соответствующей Академии наук Б.А. Бабаяна. Кстати, он внес фундаментальный вклад в развитие МВК «Эльбрус-1» и «Эльбрус-2».

 Оценивая преимущества и недостатки разработки ERM-реализации второго поколения суперскалярных архитектур, Борис Арташесович предложил более совершенную реализацию концепции широких командных слов. Специалистам удалось собрать прототип еще до распада, но финансирование было остановлено новыми властями.

СОВРЕМЕННЫЙ

 Продолжение проектной линии связано с деятельностью ЗАО МЦСТ. В ее составе ведущие отечественные микроэлектронщики сделали основную ставку на микропроцессорную технику и приступили к созданию двух серий микропроцессоров и вычислительных систем на их основе. Эти штуки потом все способствовали созданию мощного российского процессора «Эльбрус» версии 2014 года.

 Основой для первой серии проектов является архитектура масштабируемого процессора с открытой архитектурой (SPARC), разработанная Sun Microsystems. На его основе созданы процессоры семейства «[R».

 В основе второй серии лежит оригинальная архитектура «Эльбруса», разработанная на принципах, утвержденных и заложенных в МАК-3 (изначально она называлась «Структура Э2К»). Здесь созданы четыре основных типа обработки Итак, «Эльбрус » (ЦП): Сравнение моделей приведено в таблице ниже.

«ЭЛЬБРУС-4С»

 Последней успешной разработкой компании является процессор МЦСТ «Эльбрус-4С». Его архитектура основана на оригинальном проекте, который послужил основой для микроархитектуры VLIW. За вычислительную обработку отвечают 4 ядра по 800 МГц, кэш-память по 2 МБ на каждое ядро.

Процессор Эльбрус 4С

 Несмотря на очевидную пословицу с точки зрения технологии производства (большие и малые частоты, техпроцесс 65 нм, технология «прошлого века»), эффективность электронного устройства сравнима с «i» серии Intel. При более низком энергопотреблении (45 Вт) его производительность достигает 50 GFLOPS. Для сравнения, старшая модель Intel Core i7-975 Extreme Edition имеет более высокую частоту и мощность 53 GFLOPS. Российский процессор «Эльбрус» 2014 года выпуска прошел испытания и вышел в серию.

Эльбрус Процессор 8С

«ЭЛЬБРУС-8С»

 Похоже, время эволюции закончилось, и это переломный момент для революционного прорыва в отечественной микроэлектронике. ЗАО «МЦСТ» Научно-исследовательский институт электронной управляющей техники успешно разработал и изготовил конструкцию изделий машиностроения нового поколения. К промышленному производству подготовлен процессор «Эльбрус 8с», созданный по техпроцессу 28 нм.

 Устройство будет работать в связке с Контроллером и КПИ-2 национального развития. Хотя контроллер не выпущен до 65-нм техпроцесса, он поддерживает три сетевых контроллера Gigabit Ethernet, 20 линий PCI-Express 2.0, 8 портов USB 2.0 и 8 портов SATA. Связь с процессором составляет 16 ГБ/сек.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ

 Производитель раскрывает основные особенности новой системы «Эльбрус»:

  • Процессор — 8 ядер без гипертрединга.
  • Размер кристалла — 350мм2 .
  • Кэш L2 на каждое ядро ​​— 512 кВ.
  • Кэш L3 обычный — 16 МБ.
  • Каждый цикл выполняет — 30 операций.
  • Тактовая частота — 1,3 ГГц по всем ядрам, эти параметры гарантируют бесперебойную работу даже при 100-процентной нагрузке.
  • Производительность (пиковая) — 250 GFLOPS.
  • Блок питания — 60-90 Вт.
  • Независимость от лицензирования от Intel при обеспечении поддержки основных операционных систем с архитектурой x86/x86-64.

 Как видите, последнее поколение российского процессора «Эльбрус» в пять раз эффективнее модели 4С.

АРХИТЕКТУРА

 Важным достижением компании является оригинальный корпус микропроцессора «Эльбрус», разработанный ЗАО «МЦСТ». Процессор предназначен для максимального использования аппаратных ресурсов для данных показателей производительности. В общей классификации, относящейся к категории архитектур, используя широкое командное слово VLIW (Very Large Instruction Word), компиляторы генерируют параллельные последовательности выполнения (широкое командное слово) групп команд и минимизируют зависимости. Принцип зависимости между группами команд отсутствует. команды.

 Поэтому российский процессор «Эльбрус» широко используется на уровне параллельных операций, присутствующих в программном коде. Результатом является высвобождение скорости больших архитектур за счет распараллеливания возможностей, присущих суперскалярным архитектурам, и передачи их оптимизирующим компиляторам. Это обуславливает, среди других важных особенностей, присущих архитектуре «Эльбрус», — низкое энергопотребление устройств.

 При эффективном использовании параллелизма в архитектуре операций «Эльбрус» заложены устройства для достижения других видов (уровней) параллелизма, присущих вычислительному процессу:

  • Проблемы параллелизма при координации нескольких машин;
  • Параллельное управление передается в разделяемую память;
  • Векторный параллелизм.

СОВМЕСТИМОСТЬ С АРХИТЕКТУРОЙ X86

 В качестве фундаментального требования к архитектуре разработчики изначально рассматривали обеспечение эффективной двоичной совместимости с архитектурой x86 доминирующих микропроцессоров Intel. Это реализовано на основе скрытого динамического транслятора и его поддержки микропроцессором прибора «Эльбрус». Это также определяет производительность новой отечественной архитектуры — развитие аппаратно-поддерживаемых безопасных вычислений (модулей программирования), что облегчает работу значительных программистов, создавая масштабные программные комплексы с ограниченными сроками выполнения.

русский процессор эльбрус

ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ

 Планируется использовать российские процессоры? Следует понимать, что данный продукт разработан с единственной целью — обеспечить клиентов самодостаточными независимыми поставками и лицензированием микроэлектроники и вычислительной техники. Процессор «Эльбрус» обладает высоким уровнем безопасности и защиты от вирусов, востребован компьютерами оборонной промышленности, в службе безопасности, важных государственных органах.

 При этом в системе разрешены обычные Windows и Linux, что открывает дорогу если не широкому потребителю, то корпоративному сектору. Министерство культуры, спорта и туризма предоставило защищенный компьютер и сервер, способные работать в суровых условиях.