"Elbrus" - procesor në Rusi. Specifikimet dhe historinë e

Që nga fillimi i teknologjisë kompjuterike në vendin tonë, projektimin e sistemeve të lartë të performancës është konsideruar si një nga objektivat më të rëndësishme të shkencës kombëtare. Që prej viteve '90 studimi ishin të lidhur me një gjendje krejtësisht të re - nevoja për zbatimin e zhvillim të ri në bazë të mikroprocesorëve ruse. Rezultati u krijua "Elbrus" - procesor, në fuqinë e saj informatikë nuk është inferiore ndaj modelet më të mira të huaja.

Historia e krijimit

Aktualisht, vetëm disa vende në mbarë botën janë dizajnimin kompjutera me një mikroprocesor të dizajnit të vet - në Shtetet e Bashkuara, Britania, Japonia dhe Kina. Është e qartë se në kuadër të sigurisë dhe importit zëvendësimin Rusia gjithashtu kërkon një procesor që është e mjaftueshme për të përmbushur kërkesat e Forcave të Armatosura, agjencitë e zbatimit të ligjit, administratës dhe arsimit. A është e mundur - dhe komercializimi i produktit. Pas dekadave të punës aktive të shkencëtarëve dhe inxhinierëve të Spark-Teknologjia Moscow Center (MCST) nuk është turp për të paraqitur zhvillimin e fundit të viteve 2014-15: tetë-procesor "Elbrus 8c". Por para se ngjarje historike ka kaluar një rrugë të gjatë e llogaritjeve teorike dhe hulumtim praktik.

Në BRSS rëndësi të jashtëzakonshme në zhvillimin e teknologjisë kompjuterike kemi punë akademike S. A. Lebedeva. Grupi i udhëhequr prej tij në Akademinë e Shkencave të Institutit të Mekanikë saktësi dhe Teknologjisë Kompjuterike (ITM dhe VT) janë krijuar nga makinat elektronike informatikë (kompjutera) pesëmbëdhjetë Models - nga tubi pari që makina me shpejtësi të lartë qark të integruar.

"Elbrus-1"

Ideja e linjave arkitektonike, pas mishëruar në procesor ruse "Elbrus", ka lindur në vitin 1969. Arsyeja për zhvillimin ishte nevoja "intelektualizimi" e sistemeve strategjike. U bë shefi projektuesi VS Burtsev, një ekspert i shquar në shkenca kompjuterike, akademik vonë.

Në vitin 1979, ITM dhe shteti VT komisioni u përfaqësua nga gjenerata e parë e kompleksit multiprocessor informatikë "Elbrus" (IAC). Procesori është projektuar në bazë të TTL-logjikë. Sistemi i përdorur në industrinë e armatimeve.

"Elbrus-2"

gjenerata e dytë e MVK "Elbrus" Pas gjashtë vjetësh, kaloi me sukses testin. Procesori dhe baza e re element ishin zhvillimi krejtësisht kombëtar. Sistemi është i bazuar në një shpejtësi të lartë të qarqeve të integruara me emitter-shoqëruar logjikë IC-100 seri. Performance "Elbrus-2" në konfigurimin desyatiprotsessornoy ishte 125 Mill. Per dytë.

ERM është ndërtuar në një mënyrë modulare me rritjen e besueshmërisë. Në sajë të shpejtësisë dhe elasticitet të kompleksit është përdorur për shumë vite në objektet kryesore të sistemeve strategjike. Unik për karakteristikat e tij herë të arritur zbatimin ERM dhe zhvillimin e një sërë ideve të përparuara në organizimin e procesit kompjuterike.

"Elbrus-3"

Faza e ardhshme (1986-1994) ishte krijimi i gjeneratës së tretë të MVK "Elbrus". Procesori është tani edhe komponentet më të fuqishme elektronike - më të përsosur. menaxheri i projektit zgjedhur anëtar i Akademisë së Shkencave B. A. Babayana përkatëse. Nga rruga, ai bëri kontribute themelore për zhvillimin e MVK "Elbrus-1" dhe "Elbrus-2".

Duke vlerësuar avantazhet dhe disavantazhet e tyre të zhvilluar arkitekturën superscalar zbatuar në brezin e dytë të ERM, Boris Artashesovich propozoi një zbatim më të avancuar e konceptit të një fjale të gjerë udhëzim. Para rënies së Bashkimit të ekspertëve arriti të mbledhë një prototip, por financim si autoritetet e reja ndalur.

bashkëkohor

Vazhdimi i kësaj linje të projektit është e lidhur me aktivitetet e ZAO MCST. Në strukturën e saj, të mikroelektronschiki kryesorë vendas bërë bast themelor për përdorimin e teknologjisë mikroprocesor, filloi për të krijuar dy seri të mikroprocesorëve dhe sistemet kompjuterike në bazë të tyre. Këto vepra janë ndihmuar më pas për të krijuar një procesor të fuqishëm rus "Elbrus" 2014 lirimin.

bazë të projektit për serinë e parë ishte arkitektura e hapur Scalable Processor Architecture (SPARC), i specifikuar nga Sun Microsystems. Përpunuesit «R» familja janë krijuar në bazë të tij.

Baza e serisë së dytë ishte arkitektura origjinale e "Elbrus", zhvillimin e parimeve që janë miratuar dhe të përcaktuara në KPA-3 (fillimisht u quajt "Arkitektura E2k»). Nuk janë krijuar katër lloje themelore të procesorë. Kështu, "Elbrus" (CPU): krahasimi i modeleve është dhënë në tabelën e mëposhtme.

"Elbrus-4C"

Një nga zhvillimet më të fundit të suksesshëm të kompanisë ishte procesor MCST "Elbrus-4C." Arkitektura e saj është i bazuar në dizajn origjinal, e cila shërbeu si bazë për mikroarkitekturën VLIW. Për llogaritjen proceset përgjegjës 4 cores 800 MHz, memorie cache 2 GB në çdo bërthamë.

Pavarësisht arkaizëm dukshme në aspektin e teknologjisë të prodhimit (të mëdha, të frekuencave të vogël, teknologji proces "të shekullit të kaluar" 65 nm), një efikasitet pajisje elektronike është e krahasueshme me seri Intel "i". Me konsumin më të vogël të energjisë (45W) performanca e saj është deri në 50 GFLOPS. Për krahasim, modeli i vjetër Intel Core i7-975 Extreme Edition ka një kapacitet prej 53 GFLOPS në frekuenca shumë më të larta dhe konsumin e energjisë. Ky procesor modern rus "Elbrus" 2014 vit modeli është vënë testin dhe doli në seri.

"Elbrus-8C"

Duket se koha e evolucionit ishte e gjatë, ajo ishte radha e përparim revolucionare për Mikroelektronika brendshme. ZAO "MCST" së bashku me Institutin e Elektronik Machines Kontrollit ka zhvilluar dhe prodhuar një brez të ri të harton produkt inxhinieri. Për prodhimin industrial të përgatitjes procesor "Elbrus 8C" krijuar në teknologji proces 28-nanometer.

Pajisja do të punojë së bashku me kontrollues dhe zhvillimin kombëtar të IPK-2. Edhe pse kontrollues deri lëshuar në teknologjinë e procesit 65 nm, ajo mbështet tre Gigabit Ethernet kontrollues rrjetit, 20 linja PCI-Express autobus 2.0, tetë 2.0 i USB-porte, tetë SATA-porte. Komunikimi me procesor është 16 GB / s.

Karakteristikat teknike

Prodhuesi zbuluar karakteristikat kryesore të "Elbrus" sistem të ri:

• Processor - 8 cores pa gipertredinga.
• Madhësia Crystal - 350 mm ^2.
• cache-nivelit të dytë për çdo bazë - 512 kV.
• I nivelit të tretë cache është e zakonshme - 16 MB.
• Ekzekutimi per ciklin - 30 operacione.
• Clock frekuenca - 1.3 GHz, kur këto parametra janë të garantuara funksionimi i pandërprerë i të gjitha kohërave bërthamore të pakufizuar, edhe në qoftë se njëqind për qind të ngarkesës.
• Performance (Peak) - 250 GFLOPS.
• Fuqia - 60-90 watts.
• Pavarësia e licencës nga Intel, duke siguruar mbështetje për sistemet operative të mëdha me x86 / Arkitekturë x86-64.

Siç mund ta shikoni, procesor ruse "Elbrus" gjenerata e fundit e deri në pesë herë më produktive se modeli 4C.

arkitekturë

Si një rezultat i rëndësishëm i kompanisë ZAO MCST zhvilluar arkitekturën origjinale të mikroprocesor "Elbrus". Procesori ka për qëllim maksimizimin e burimeve hardware për të dhënat metrics performancës. Në klasifikimin e përgjithshëm që i takon kategorisë të arkitekturës, duke përdorur parimin e një udhëzim fjalë të gjerë VLIW (Udhëzimi Very Large Word), përpiluesit gjeneron për rend paralele ekzekutimit të grupeve (Udhëzimi fjalë të gjerë), në të cilën nuk ka varësi mes skuadrave brenda grupit dhe varësia minimizohet në mes të ekipeve në grupe të ndryshme.

Kështu, processor ruse "Elbrus" shumë përdor paralelizmin në nivelin e operacioneve është i pranishëm në kodin e programit. Rezultati është një shpejtësi të madhe arkitektonike nga lirimin e funksioneve të aparatit parallelization arkitektura e natyrshme superscalar dhe transferimin e tyre optimizuar përpilues. Kjo ka çuar, dhe karakteristika të tjera të rëndësishme të qenësishme architecture "Elbrus" - pajisje të ulëta konsumin e energjisë.

Së bashku me përdorimin efektiv të paralelizmin në arkitekturën e operacioneve "Elbrus" pajisje hedhur zbatimin e llojeve të tjera (nivelet) e paralelizmin e natyrshme në procesin informatikë:

• Problemet konkurrencën në komplekset multicomputer;
• kontrolli concurrency rrjedh në kujtesën e përbashkët;
• paralelizëm vektor.

Compatible me arkitekturë x86

Si një kërkesë themelore në arkitekturë, zhvilluesit fillimisht konsiderohet siguruar pajtueshmërinë efikas binar me dominuese arkitekturën mikroprocesor Intel x86. Ajo zbatohet në bazë të një përkthimi të fshehur dinamike dhe Pajisje mbështetëse e saj mikroprocesor "Elbrus". Ajo gjithashtu përcakton vetitë e arkitekturës së re në familje është zhvillimi i mbështetje hardware informatikë të sigurt (moduli programimi), në mënyrë të konsiderueshme lehtëson punën e programuesit për të krijuar sisteme të mëdha software me afate të kufizuara.

aplikimi praktik

Ku është planifikuar që të përdorin procesorë ruse? Duhet të kuptohet se ky produkt është projektuar me një qëllim të vetëm - për të siguruar një vetë-mjaftueshme, të pavarur e furnizimit dhe licencimin e Mikroelektronika dhe teknologjisë kompjuterike. Kompjuter në "Elbrus" procesor me një nivel të lartë të sigurisë dhe mbrojtjes nga viruset kompjuterike kërkesës në industrinë e mbrojtjes, në shërbimet e sigurimit, institucione të rëndësishme shtetërore.

Ndërkohë, sistemi lejon dritaret e zakonshme dhe Linux, i cili i hap rrugë, nëse jo për të konsumit mesatar, se sektori i korporatave. MCST ofron një kompjuterë të mbrojtura dhe serverat, të aftë për të vepruar në mjedise të ashpër.