„Elbrus“ - procesor v Rusku. Specifikace a historie

Od počátku výpočetní techniky v naší zemi je konstrukce vysoce výkonných systémů je považován za jeden z nejdůležitějších cílů národní vědy. Od 90. let studie bylo spojeno se zásadně novou podmínku - že je třeba zavést nové rozvoje na základě ruských mikroprocesorů. Výsledkem byl vytvořen „Elbrus“ - procesor ve svém výpočetní výkon není horší než nejlepší zahraniční modely.

History of creation

V současné době je jen málo zemí na celém světě jsou navrhování počítače s mikroprocesorem vlastní konstrukce - ve Spojených státech, Velké Británii, Japonsku a Číně. Je zřejmé, že v rámci střídání bezpečnosti a import Rusko také vyžaduje procesor, který je dostačující pro splnění požadavků ozbrojených sil, činných v trestním řízení, správy a vzdělávání. Možným - a komercializace produktu. Po desetiletích aktivní práce vědců a inženýrů Moscow Center Spark-Technology (MCST) se nestydí představit nejnovější vývoj 2014-15 let: osm procesoru „Elbrus 8c“. Ale před tím historické události byla prošel dlouhou cestu teoretických výpočtů a praktického výzkumu.

V SSSR velký význam ve vývoji výpočetní techniky máme akademické práce S. A. Lebedeva. Skupinu vedl o něj na Akademii věd Institutu jemné mechaniky a výpočetní techniky (ITM a VT) byly vytvořeny elektronické počítací stroje (počítače) Patnáct modelů - od první trubky do vysokorychlostních strojů integrovaný obvod.

"Elbrus-1"

Myšlenka architektonických liniích, následně zakotvena v ruském procesoru „Elbrus“, se narodil v roce 1969. Důvodem pro vývoj bylo potřeba „intelektualizaci“ strategických systémů. Se stal hlavním designérem VS Burtsev, významným odborníkem v oboru počítačových věd, později akademik.

V roce 1979, ITM a VT stav komise byla zastoupena první generace s více výpočetního komplexu „Elbrus“ (IAC). Procesor byl navržen na základě TTL logiky. Systém použitý ve zbrojním průmyslu.

"Elbrus-2"

druhá generace MVK „Elbrus“ Po šesti letech, úspěšně prošel testem. Procesor a nový element base byly zcela národní vývoj. Tento systém byl založen na několika vysokorychlostních integrovaných obvodů s emitor spojený logiky IC-100 série. Výkon „Elbrus-2“ v konfiguraci desyatiprotsessornoy byl 125 mil. Za sekundu.

ERM byl postaven v modulárním způsobem se zvýšenou spolehlivostí. Díky rychlosti a pružnosti komplexu bylo použito mnoho let v klíčových zařízení strategických systémů. Unikátní pro své časové charakteristiky dosáhnout zavedení a rozvoj celé řady pokročilých myšlenek ERM v organizaci výpočetního procesu.

"Elbrus-3"

V další fázi (1986-1994) bylo vytvoření třetí generace MVK „Elbrus“. Procesor je nyní ještě silnější elektronické součástky - dokonalejší. Projektový manažer vybrán odpovídající členem Akademie věd B. A. Babayana. Mimochodem, on dělal zásadní příspěvky k rozvoji MVK „Elbrus-1“ a „Elbrus-2“.

Posoudit výhody a nevýhody z nich vyvinula superscalar architektury realizované v druhé generaci ERM, Boris Artashesovich navrhla pokročilejší implementace konceptu širokého instrukčního slova. Před rozpadem Svazu odborníků podařilo sestavit prototyp, ale finanční prostředky jako nové úřady zastavily.

současník

Pokračování tohoto projektu linky je spojena s činností ZAO MCST. Ve své struktuře, vedoucí domácí mikroelektronschiki dělat zásadní sázku na využití mikroprocesorové techniky, začal vytvářet dvě řady mikroprocesorů a počítačové systémy založené na nich. Tyto práce jsou pak pomohl vytvořit silný ruský procesor „Elbrus“ 2014 vydání.

Projekt základ pro první sérii byla otevřená architektura Scalable Processor Architecture (SPARC), zadaný společností Sun Microsystems. Procesory «R» rodinné byly vytvořeny na základě toho.

Základem druhé série byl originální architektura „Elbrus“, rozvíjí principy, které byly schváleny a uvedeny v IAC-3 (původně to bylo nazýváno „architektura E2k»). Byly vytvořeny čtyři základní typy procesorů. To znamená, že „Elbrus“ (CPU): porovnání modelů je uveden v následující tabulce.

"ELBRUS-4c"

Jedním z nejnovějších úspěšného rozvoje firmy byl MCST procesor „Elbrus-4c.“ Jeho architektura je založena na původním návrhu, který sloužil jako základ pro mikroarchitektury VLIW. Pro výpočet procesů odpovědných 4 jádra 800 MHz, vyrovnávací paměť 2 MB na každé jádro.

Přes zjevné archaismus z hlediska technologie výroby (velké, malé frekvenci, technologických procesů „minulého století“ 65 nm), elektronický účinnost zařízení je srovnatelná s řadou Intel „i“. S nižší spotřebou energie (45W), jeho výkon je až 50 GFLOPS. Pro srovnání, starší model, Intel Jádro i7-975 Extreme Edition má kapacitu 53 GFLOPS na mnohem vyšších frekvencích a spotřebě energie. Tento moderní ruská procesor „Elbrus“ 2014 modelového roku byl dán test a vyšel v řadě.

"Elbrus-8C"

Zdá se, že doba evoluce skončila, byla řada revoluční průlom pro domácí mikroelektroniky. ZAO „MCST“ spolu s Institutem elektronických řídicích strojů vyvinula a vyrobila novou generaci návrhů inženýrství produktu. Pro průmyslovou výrobu přípravy procesoru „Elbrus 8c“ vytvořené na 28-nanometrů výrobní technologii.

Zařízení bude pracovat v tandemu s regulátorem a národního rozvoje KPI-2. Ačkoli regulátor až propuštěn na 65 nm výrobní technologii, podporuje tři řadiče Gigabit Ethernet sítě, 20 linek PCI-Express sběrnice 2.0, 2.0 osm USB portů, osm SATA portů. Komunikace s procesorem 16 Gb / s.

technické charakteristiky

Výrobce odhalil hlavní charakteristiky „Elbrus“ nového systému:

• Procesor - 8 jádra bez gipertredinga.
• Crystal velikost - 350 mm ^2.
• Druhé úrovně vyrovnávací paměti pro každé jádro - 512 kV.
• mezipaměti třetí úrovně je běžné - 16 MB.
• Execution za cyklus - 30 operací.
• Taktovací frekvence - 1,3 GHz, kdy jsou zaručeny tyto parametry nepřetržitý provoz veškerého jaderného neomezeně dlouhou dobu, a to i v případě stoprocentní zatížení.
• Výkon (Peak) - 250 GFLOPS.
• Power - 60-90 wattů.
• Licenci nezávislost od společnosti Intel, a zároveň zajistit podporu pro hlavní operační systémy s x86 / x86-64 architektuře.

Jak můžete vidět, ruský procesor „Elbrus“ nejnovější generace až pětkrát více produktivní než model 4C.

architektura

Jako významný výsledek společnosti ZAO MCST vytvořil původní architekturu mikroprocesoru „Elbrus“. Procesor je zaměřen na maximalizaci hardwarové prostředky k údajům o výkonu metrik. V obecném klasifikace patří do kategorie architektury, na principu široké instrukce slovo VLIW (Very Large Instruction Word), kompilátor generuje pro paralelní provádění posloupnosti skupin (širokých instrukčních slov), ve kterém nejsou žádné závislosti mezi týmy ve skupině a minimalizovaným závislosti mezi týmy v různých skupinách.

To znamená, ruský procesor „Elbrus“ vysoce používá paralelismus na úrovni operací je přítomen v programovém kódu. Výsledkem je velká architektonický rychlost uvolněním paralelizace přístrojů funkcí inherentní superskalární architektur a přenést je optimalizace kompilátoru. To vedlo, a další důležité vlastnosti inherentní architektura „Elbrus“ - nízká spotřeba energie zařízení.

Spolu s efektivním využitím paralelismu v architektuře operací „Elbrus“ device položil implementovat další typy (úrovně) na paralelismu obsaženého v procesu výpočetní techniky:

• problémy souběžnosti v Vícepočítačové komplexů;
• souběžnost teče na sdílené paměti;
• vektor rovnoběžnost.

Kompatibilní s architekturou x86

V jako základní požadavky na architekturu, vývojáři původně považovány za zajištění účinného dominantní binární kompatibilita s Intel x86 architekturu mikroprocesoru. To je realizováno na základě skrytého dynamickým překladem a její podpora zařízení mikroprocesoru „Elbrus“. To také určuje vlastnosti nové bytové architektury je rozvoj podpůrného hardwaru Secure Computing (programování modulu), což výrazně usnadňuje práci programátorům vytvářet velké softwarové systémy s omezenými lhůtami.

praktická aplikace

V případě, že se plánuje používat ruské procesorů? Mělo by být zřejmé, že tento výrobek je navržen s jediným cílem - vytvořit soběstačné, nezávislé dodávky a licencování mikroelektroniky a výpočetní techniky. Počítače na procesoru „Elbrus“ s vysokou úrovní bezpečnosti a ochrany před počítačovými viry poptávky v obranném průmyslu, v bezpečnostních službách, důležité státní instituce.

Mezitím systém umožňuje obvyklé Windows a Linux, což otevírá cestu, ne-li na průměrného spotřebitele, že firemní sektor. MCST nabízí chráněných počítačů a serverů, které jsou schopné pracovat v náročných podmínkách.