"Elbrus" - processor katika Urusi. Specifications na historia ya

Tangu kuanzishwa kwa teknolojia ya kompyuta katika nchi yetu, mpango wa mifumo ya juu ya utendaji ni kuonekana kama moja ya malengo muhimu ya sayansi ya kitaifa. Tangu miaka ya 90 ya utafiti vilihusishwa na hali ya kimsingi mpya - haja ya kutekeleza maendeleo mapya kwa misingi ya prosesa Urusi. Matokeo yake iliundwa "Elbrus" - processor, kwa nguvu zake kompyuta ni si duni ya mifano bora ya kigeni.

Historia ya viumbe

Hivi sasa, tu nchi chache duniani kote ni kubuni kompyuta na Microprocessor ya mpango wake mwenyewe - katika Marekani, Uingereza, Japan na China. Ni dhahiri kuwa ndani ya usalama na badala ya kuagiza Urusi pia inahitaji processor kwamba inatosha kukidhi mahitaji ya vikosi vya kijeshi, vyombo vya sheria, utawala na elimu. iwezekanavyo - na kibiashara ya bidhaa. Baada ya miongo kadhaa ya kazi ya kazi ya wanasayansi na wahandisi wa Moscow Center Spark-Teknolojia (MCST) si aibu sasa maendeleo ya karibuni ya miaka 2014-15: nane processor "Elbrus 8c". Lakini kabla ya tukio hilo la kihistoria imekuwa kupita njia ndefu ya mahesabu ya kinadharia na utafiti wa vitendo.

Katika USSR umuhimu bora katika maendeleo ya teknolojia ya kompyuta tuna kazi za kitaaluma S. A. Lebedeva. kundi wakiongozwa na yeye katika Chuo cha Sayansi wa Taasisi ya Precision Mekaniki na Teknolojia Kompyuta (ITM na VT) walikuwa iliyoundwa na mashine za elektroniki kompyuta (kompyuta) mifano ya kumi na tano - kutoka tube kwanza kwa mashine yenye kasi jumuishi mzunguko.

"Elbrus-1"

wazo la mistari ya usanifu, hatimaye ilivyo katika Urusi processor "Elbrus", alizaliwa mwaka 1969. sababu kwa ajili ya maendeleo na haja "intellectualization" ya mifumo ya kimkakati. Akawa designer mkuu VS Burtsev, mtaalam bora katika sayansi ya kompyuta, baadaye academician.

Mwaka wa 1979, ITM na VT hali tume iliwakilishwa na kizazi cha kwanza cha multiprocessor kompyuta tata "Elbrus '(IAC). processor ilitengenezwa kulingana na TTL-mantiki. mfumo kutumika katika viwanda vya silaha.

"Elbrus-2"

kizazi cha pili cha MVK "Elbrus" Baada ya miaka sita, mafanikio kupita mtihani. processor na mpya kipengele msingi na maendeleo ya taifa kabisa. Mfumo huo kulingana na kasi mzunguko jumuishi na emitter-ikiwa mantiki IC-100 mfululizo. Utendaji "Elbrus-2" katika desyatiprotsessornoy Configuration mara 125 Mill. Per pili.

ERM ilijengwa katika mtindo wa msimu na kuongezeka kuaminika. Shukrani kwa kasi na uthabiti wa tata ilitumika kwa miaka mingi katika vituo muhimu vya mifumo ya kimkakati. Kipekee kwa tabia yake ya mara mafanikio ya utekelezaji ERM na maendeleo ya idadi ya mawazo juu katika shirika ya mchakato kuhesabu.

"Elbrus-3"

hatua ya pili (1986-1994) alikuwa kuundwa kwa kizazi cha tatu wa MVK "Elbrus". processor ni sasa ina uwezo zaidi vipengele elektroniki - kamilifu zaidi. meneja wa mradi kuchaguliwa sambamba mwanachama wa Chuo cha Sayansi B. A. Babayana. Kwa njia, yeye alifanya mchango muhimu katika maendeleo ya MVK "Elbrus-1" na "Elbrus-2".

Kutathmini faida na hasara ya hao maendeleo usanifu superscalar kutekelezwa katika kizazi cha pili cha ERM, Boris Artashesovich mapendekezo ya utekelezaji ya juu zaidi ya dhana ya neno pana mafundisho. Kabla ya kuanguka kwa Umoja wa wataalamu imeweza kukusanyika mfano lakini fedha kama mamlaka mpya kusimamishwa.

Contemporary

muendelezo wa mstari huu mradi ni kushikamana na shughuli za ZAO MCST. Katika muundo wake, na hivyo kusababisha mikroelektronschiki ndani kufanya bet msingi juu ya matumizi ya teknolojia ya Microprocessor, kuanza kujenga mbili mfululizo wa prosesa na mifumo ya kompyuta kwa kuzingatia yao. kazi hizi basi kusaidiwa kujenga nguvu Russian processor "Elbrus" 2014 kutolewa.

Mradi msingi wa mfululizo ya kwanza ilikuwa wazi usanifu Scalable Processor Architecture (SPARC), maalum kwa Sun Microsystems. Wasindikaji «R» familia imeundwa kwa kuzingatia hilo.

msingi wa mfululizo pili ilikuwa usanifu wa awali wa "Elbrus", kuendeleza kanuni ambazo zimeidhinishwa na zilizowekwa katika IAC-3 (awali ilikuwa inaitwa "usanifu E2K»). Kuna viliumbwa aina nne za msingi za wasindikaji. Hivyo, "Elbrus '(CPU): kulinganisha ya mifano imetolewa katika jedwali hapo chini.

"Elbrus-4c"

Moja ya karibuni na mafanikio ya maendeleo ya kampuni na MCST processor "Elbrus-4c." usanifu wake ni misingi ya mpango wa awali, ambao ulikuwa kama msingi kwa ajili ya microarchitecture VLIW. Kwa ajili ya hesabu michakato ya kuwajibika 4 vipande 800 MHz, kache kumbukumbu 2 MB kila msingi.

Pamoja archaism dhahiri katika suala la uzalishaji wa teknolojia (kubwa, marudio ndogo, mchakato teknolojia "ya karne iliyopita" 65 nm), umeme ufanisi kifaa ni kulinganishwa na Intel mfululizo "i". Kwa chini matumizi ya nguvu (45W) utendaji wake ni hadi 50 Gflops. Kwa kulinganisha, zaidi ya mfano Intel Core i7-975 Extreme Edition ina uwezo wa 53 Gflops katika mikondo ya juu sana na matumizi ya nguvu. Hii ya kisasa Kirusi processor "Elbrus" 2014 kama mtindo wa iliwekwa mtihani na kutoka nje katika mfululizo.

"Elbrus-8C"

Inaonekana kuwa wakati wa mageuzi ilikuwa juu, ilikuwa ni zamu ya mafanikio mapinduzi kwa microelectronics ndani. ZAO "MCST" pamoja na Taasisi ya Electronic Control Mashine ina maendeleo na zinazozalishwa kizazi kipya cha miundo ya uhandisi bidhaa. Kwa ajili ya uzalishaji wa viwanda wa kuandaa processor "Elbrus 8c" imeundwa tarehe 28-nanometer mchakato teknolojia.

kifaa kazi sanjari na kidhibiti na maendeleo ya taifa KPI-2. Ingawa mtawala mpaka iliyotolewa 65 nm mchakato teknolojia, ni inasaidia tatu Gigabit Ethernet mtandao mtawala, 20 mistari PCI-Express basi 2.0, nane 2.0 USB-bandari, nane SATA-bandari. Mawasiliano na processor ni 16 Gb / s.

kiufundi sifa

Manufacturer wazi tabia kuu ya "Elbrus" mfumo mpya:

• Processor - 8 vipande bila gipertredinga.
• Crystal ukubwa - 350 mm ^2.
• Pili wa ngazi cache kwa kila msingi - 512 kV.
• tatu ngazi cache ni ya kawaida - 16 MB.
• Utekelezaji kwa kila mzunguko - 30 utendaji.
• Saa frequency - 1.3 GHz, wakati mkataba huo ni uhakika uninterrupted uendeshaji wa nyuklia wakati wote ukomo, asilimia hata kama mia moja kupakia.
• Utendaji (Peak) - 250 Gflops.
• Power - 60-90 Watts.
• Leseni uhuru kutoka Intel, wakati kuhakikisha msaada kwa ajili ya mifumo ya uendeshaji makubwa na x86 / usanifu x86-64.

Kama unavyoona, Kirusi processor "Elbrus" kizazi karibuni ya hadi mara tano ya uzalishaji zaidi ya 4C mfano.

usanifu

Matokeo yake muhimu ya kampuni ZAO MCST maendeleo ya usanifu wa awali wa Microprocessor "Elbrus". processor ina lengo la kuongeza rasilimali vifaa kwa ajili ya data metrics utendaji. Katika uainishaji wa jumla ni mali ya jamii ya usanifu, kwa kutumia kanuni ya pana maelekezo neno VLIW (Kubwa sana Maagizo Neno), compiler inazalisha kwa sambamba utekelezaji mlolongo wa makundi (maneno mbalimbali maelekezo), ambapo hakuna maelewano kati ya timu ya ndani ya kundi na utegemezi kupunguzwa kati ya timu katika makundi mbalimbali.

Hivyo, Russian processor "Elbrus" yenye inatumia usambamba katika ngazi ya shughuli ni sasa katika kanuni mpango. Matokeo yake ni kubwa ya usanifu wa kasi na kutolewa kwa kazi parallelization vifaa asili superscalar usanifu na uhamisho wao optimizing compiler. Hii imesababisha, na vipengele vingine muhimu ya asili "Elbrus" usanifu - matumizi ya nguvu ya vifaa.

Pamoja na matumizi bora ya usambamba katika usanifu wa shughuli "Elbrus" kifaa kuweka kutekeleza aina nyingine (ngazi) ya usambamba asili katika mchakato kompyuta:

• matatizo concurrency katika multicomputer complexes,
• Concurrency kudhibiti mtiririko kwenye kumbukumbu ya pamoja;
• vector parallelism.

Sambamba na x86 usanifu

Kama mahitaji ya msingi katika usanifu, watengenezaji awali kuchukuliwa kutoa ufanisi binary utangamano na kubwa Intel x86 microprocessor usanifu. Ni kutekelezwa kwa misingi ya siri nguvu tafsiri na msaada mitambo yake microprocessor "Elbrus". Pia huamua mali ya usanifu mpya ndani ni maendeleo ya msaada wa vifaa salama kompyuta (programu Moduli), kwa kiasi kikubwa kuwezesha kazi ya programmers kujenga mifumo kubwa programu kwa muda uliopangwa mdogo.

matumizi halisi

Ambapo ni mipango ya kutumia wasindikaji Kirusi? Ni lazima ieleweke kwamba bidhaa hii ni iliyoundwa na kusudi moja - kutoa kujitegemea, huru wa ugavi na leseni ya microelectronics na teknolojia ya kompyuta. Kompyuta juu ya "Elbrus" processor na kiwango cha juu cha usalama na ulinzi dhidi ya virusi vya kompyuta katika mahitaji katika sekta ya ulinzi, katika vyombo vya usalama, taasisi muhimu ya serikali.

Wakati huo huo, mfumo inaruhusu Windows kawaida na Linux, ambayo kufungua njia, kama si kwa matumizi ya kawaida, kwamba sekta ya ushirika. MCST inatoa kompyuta ya ulinzi na seva, uwezo wa kufanya kazi katika mazingira magumu.