"Elbrus" - prosessoren i Russland. Spesifikasjoner og historie

Siden starten av datateknologi i vårt land, design av høy ytelse systemer, regnes som en av de viktigste målene for nasjonal vitenskap. Ettersom 90-studiet var assosiert med et fundamentalt ny betingelse - behovet for å implementere den nye utviklingen på grunnlag av russiske mikroprosessorene. Resultatet ble skapt "Elbrus" - prosessor, i sin datakraft er ikke dårligere til de beste utenlandske modeller.

Historien om skapelsen

Foreløpig er bare noen få land rundt om i verden designe datamaskiner med mikroprosessor fra sin egen design - i USA Storbritannias Japan og Kina. Det er klart at innenfor sikkerhet og import substitusjon Russland krever også en prosessor som er tilstrekkelig for å møte kravene Forsvaret, politiet, forvaltning og utdannelse. En eventuell - og kommersialiseringen av produktet. Etter tiår med aktivt arbeid av forskere og ingeniører i Moscow Centre Spark-teknologi (MCST) skammer seg ikke over å presentere den siste utviklingen av 2014-15 årene: åtte-prosessor "Elbrus 8c". Men før det historiske begivenheten har gått en lang vei av teoretiske beregninger og praktisk forskning.

I USSR utestående betydning i utviklingen av datamaskinen teknologien vi har faglig arbeid S. A. Lebedeva. De gruppe ledet av ham ved Academy of Sciences Institute of finmekaniske og datateknikk (ITM og VT) er laget av elektroniske databehandlingsmaskiner (datamaskiner) femten - modeller fra det første rør til høyhastighetsmaskiner integrert krets.

"Elbrus-en"

Ideen om arkitektoniske linjer, senere legemliggjort i den russiske behandleren "Elbrus", født 1969. Bakgrunnen for utviklingen servert som behovet for "intellektualisere" av strategiske systemer. Ble sjefsdesigner VS Burtsev, en fremragende ekspert i datavitenskap, senere akademiker.

I 1979 ble ITM og kommisjon VT tilstand representert ved det første generasjons multiprosessordatabehandlings kompleks "av Elbrus" (IAC). Prosessoren er designet basert på den TTL-logikk. Systemet brukes i rustningsindustrien.

"Elbrus-to"

den andre generasjonen av MVK "Elbrus" Etter et halvt år, bestått testen. Prosessoren og det nye element basen ble helt nasjonal utviklingen. Systemet var basert på en høyhastighets integrerte kretser med emitter koplet logikk IC-100-serien. Performance "Elbrus-2" i desyatiprotsessornoy konfigurasjon var 125 Mølle. Per andre.

Erm ble bygget på en modulbasis med øket pålitelighet. Takket være hastigheten og fleksibilitet av komplekset ble brukt i mange år i viktige områder av strategiske systemer. Unikt for sin tid egenskaper oppnås ERM implementering og utvikling en rekke avanserte ideer i organiseringen av beregningsprosessen.

"Elbrus-3"

Det neste trinn (1986-1994) var opprettelsen av det tredje generasjons MVK "Elbrus". Prosessoren er nå enda kraftigere elektroniske komponentene - mer perfekte. Prosjektleder valgt tilsvarende del av Academy of Sciences B.A. Babayana. Forresten, gjorde han fundamentale bidrag til utviklingen av MVK "Elbrus-1" og "Elbrus-2".

Vurdering av fordeler og ulemper ved dem utviklet superscalar arkitekturen implementert i den andre generasjon erm, Boris Artashesovich foreslått en mer avansert gjennomføring av konseptet med en bred instruksjonsordet. Før sammenbruddet av Unionen av eksperter klart å sette sammen en prototype, men finansiering som de nye myndighetene stoppet.

moderne

En videreføring av dette prosjektet linjen er knyttet til virksomheten i ZAO MCST. I sin struktur, den ledende innenlandske mikroelektronschiki gjør grunnleggende innsats på bruk av mikroprosessorteknologi, begynt å lage to serier av mikroprosessorer og datasystemer basert på dem. Disse verkene er så hjalp å skape en mektig russisk behandleren "Elbrus" 2014 utgaven.

Prosjektet grunnlag for den første serien var den åpne arkitekturen i Scalable Prosessor (SPARC), angitt av Sun Microsystems. Prosessorer «R» familien har laget basert på den.

Grunnlaget for den andre serien var den opprinnelige arkitekturen "Elbrus", utvikle prinsipper som er godkjent og fastsatt i IAC-3 (opprinnelig ble kalt "arkitektur E2k»). Det ble laget fire grunnleggende typer prosessorer. Dermed "Elbrus" (CPU): er sammenlikning av modeller gitt i tabellen nedenfor.

"ELBRUS-4c"

Ett av nyeste vellykket utvikling av selskapet de MCST prosessoren "Elbrus-4c." Dens arkitektur basert på den opprinnelige design, som fungerte som base for microarchitecturen VLIW. For beregning prosesser som er ansvarlige 4 kjerner på 800 MHz, bufferminnet 2 på MB hver kjerne.

Til tross for den tilsynelatende archaism i form av produksjonsteknologi (stor, liten hyppighet, prosessteknologi "av forrige århundre" 65 nm), er en elektronisk enhet effektivitet sammenlignbar med Intel serie "i". Forbruker mindre energi (45 W) ytelsen er opp til 50 Gflops. Til sammenligning, den eldre modellen Intel Core i7-975 Extreme Edition har en kapasitet på 53 Gflops på mye høyere frekvenser og strømforbruk. Denne moderne russisk prosessoren "Elbrus" 2014-modellen år ble satt test og kom ut i serien.

"Elbrus-8C"

Det virker som om tiden av evolusjon er avsluttet, for det var begynnelsen av den revolusjonerende gjennombrudd av innenlandske mikroelektronikk. ZAO "MCST" sammen ved Institutt for Electronic kontroll Computers utviklet og produsert en ingeniør produktdesign nye generasjon. For industriell produksjon av fremstilling prosessor "av Elbrus 8c" laget 28.-nanometer prosessteknologi.

Enheten vil fungere sammen med kontrolleren og den nasjonale utviklingen KPI-2. Selv om styreenheten til de blir frigjort på 65 nm prosessteknologi, understøtter det tre gigabit Ethernet-nettverk kontroller, 20 linjene PCI-bussen Express 2.0, 2.0 åtte av USB-porter, åtte SATA-porter. Kommunikasjon med prosessoren 16 er Gb / s.

tekniske egenskaper

Produsent avslørt de viktigste kjennetegnene på "Elbrus" nytt system:

• Prosessor - 8 kjerner uten gipertredinga.
• Krystall størrelse - 350 ^mm2.
• Andre nivå buffer for hver kjerne - kV 512.
• tredjenivåbuffer er vanlig - 16 MB.
• Utførelse per syklus - 30 operasjoner.
• Klokkefrekvens - 1,3 GHz, når disse parameterne er garantert uavbrutt drift av all kjernekraft ubegrenset tid, selv om ett hundre prosent last.
• Ytelse (topp) - Gflops 250.
• Power - 60-90 watt.
• Lisens selvstendighet fra Intel, samtidig sikre støtte til viktige operativsystemer med x86 / x86-64 arkitektur.

Som du ser, russisk prosessoren "Elbrus" den nyeste generasjonen av opptil fem ganger mer produktiv enn 4C modell.

arkitektur

Som et viktig resultat av selskapet ZAO MCST utviklet den opprinnelige arkitektur mikroprosessoren "Elbrus". Prosessoren er rettet mot å maksimere maskinvareressurser til at målbare verdier dataene. I den generelle klassifiseringen hører det til den kategori av arkitektur, ved hjelp av prinsippet av en rekke instruksjonsordet VLIW (Very Large instruksjonsordet), frembringer kompilatoren for parallell utførelse sekvens av grupper (bred instruksjonsord), i hvilken det ikke er noen avhengighet mellom lagene i grupper og minst mulig avhengighet mellom lagene i forskjellige grupper.

Således, Russisk behandleren "av Elbrus" sterkt anvender parallellitet på nivået av aktiviteten er tilstede i programkoden. Resultatet er et stort arkitektonisk hastighet ved frigjøring av parallelization apparatet skal brukes, iboende superscalar arkitekturer og overføre dem optimalisering av kompilatoren. Dette har ført og annet viktige funksjoner iboende "Elbrus" arkitektur - lavt strømforbruk enheter.

Sammen med den effektive bruken av parallellisme i arkitekturen for operasjoner "Elbrus" -enhet lagt iverksette andre typer (nivåer) av den parallellitet som er iboende i databehandling prosess:

• samtidig utførelse problemer multicomputer komplekser;
• Samtidighetskontroll flyter på det delte minnet;
• vektor parallellitet.

Kompatibel med x86 arkitektur

Som et grunnleggende krav i arkitektur, utviklere utgangspunktet anses å gi effektiv binær kompatibilitet med den dominerende Intel x86 mikroprosessorarkitektur. Det er gjennomført på grunnlag av en skjult dynamisk oversettelses og dens støtteutstyr mikro "Elbrus". Det bestemmer også egenskapene til den nye nasjonale arkitekturen er utviklingen av maskinvarestøtte sikker databehandling (programmering modul), betydelig forenkler arbeidet med programmerere å lage store programsystemer med begrensede tidsfrister.

praktisk anvendelse

Hvor det planlegges å benytte russiske prosessorer? Det bør være forstått at denne produktet er utformet med et enkelt formål - å tilveiebringe en selvforsynt, uavhengig av tilførsel og lisensiering av mikroelektronikk og datateknologi. Datamaskiner på "Elbrus" prosessoren med høy sikkerhet og beskyttelse mot datavirus etterspurt i forsvarsindustrien, i sikkerhetstjenesten, viktige statsinstitusjoner.

I mellomtiden, gjør at systemet de vanlige Windows og Linux, som åpnes Forresten, hvis ikke den gjennomsnittlige forbrukeren, at bedriftsmarkedet. MCST har en beskyttet datamaskiner og servere, som er i stand til å operere i tøffe miljøer.