"Elbrus" - verwerker in Rusland. Spesifikasies en geskiedenis van

Sedert die ontstaan van rekenaartegnologie in ons land, is die ontwerp van 'n hoë-prestasie stelsels beskou as een van die belangrikste doelwitte van die nasionale wetenskap. Sedert die 90's die studie is wat verband hou met 'n fundamenteel nuwe toestand - die behoefte om die nuwe ontwikkeling op die basis van die Russiese mikroverwerkers implementeer. Die gevolg is geskep "Elbrus" - verwerker, in sy rekenkracht is nie minderwaardig aan die beste buitelandse modelle.

Geskiedenis van die skepping

Tans is slegs 'n paar lande regoor die wêreld is die ontwerp van rekenaars met 'n mikroverwerker van sy eie ontwerp - in die Verenigde State van Amerika, Brittanje, Japan en China. Dit is duidelik dat binne die sekuriteit en invoervervanging Rusland vereis ook 'n verwerker wat voldoende is om die vereistes van die gewapende magte, wetstoepassingsagentskappe, administrasie en onderwys te voorsien. 'N Moontlike - en die kommersialisering van die produk. Na dekades van aktiewe werk van wetenskaplikes en ingenieurs van die Moskou Sentrum Spark-Tegnologie (MCST) is nie skaam om die nuutste ontwikkeling van die 2014-15 jaar aan te bied: agt-verwerker "Elbrus 8c". Maar voor dat historiese gebeurtenis het geslaag 'n lang pad van teoretiese berekeninge en praktiese navorsing.

In USSR uitstaande belang in die ontwikkeling van rekenaartegnologie het ons akademiese werk S. A. Lebedeva. Die groep onder leiding van hom by die Akademie vir Wetenskap van die Instituut van Precision Meganika en Rekenaartegnologie (ITM en VT) is geskep deur rekenaar masjiene elektroniese (rekenaars) vyftien modelle - vanaf die eerste tube om 'n hoë-spoed masjiene geïntegreerde stroombaan.

"Elbrus-1"

Die idee van die argitektoniese lyne, daarna vergestalt in die Russiese verwerker "Elbrus", is gebore in 1969. Die rede vir die ontwikkeling was die behoefte "intellectualization" van strategiese stelsels. Geword hoofontwerper VS Burtsev, 'n uitstaande kenner in rekenaarwetenskap, later Academie.

In 1979, was ITM en VT staat kommissie verteenwoordig deur die eerste generasie van multiverwerker rekenaar kompleks "Elbrus" (IAC). Die verwerker is ontwerp gebaseer op die TTL-logika. Die stelsel gebruik in die wapen bedryf.

"Elbrus-2"

die tweede generasie van mvk "Elbrus" Na ses jaar, suksesvol geslaag het in die toets. Die verwerker en die nuwe element basis was heeltemal nasionale ontwikkeling. Die stelsel is gebaseer op 'n hoë-spoed geïntegreerde stroombane met-emittor tesame logika IC-100-reeks. Prestasie "Elbrus-2" in desyatiprotsessornoy opset was 125 Mill. Per sekonde.

ERM is gebou in 'n modulêre wyse met 'n verhoogde betroubaarheid. Te danke aan die spoed en veerkragtigheid van die kompleks is gebruik vir baie jare in die sleutel fasiliteite van strategiese stelsels. Uniek vir sy tyd kenmerke bereik ERM implementering en ontwikkeling van 'n aantal gevorderde idees in die organisasie van die computational proses.

"Elbrus-3"

Die volgende fase (1986-1994) was die skepping van die derde generasie van mvk "Elbrus". Die verwerker is nou selfs meer kragtige elektroniese komponente - meer volmaak. Projekbestuurder gekies ooreenstemmende lid van die Akademie vir Wetenskap B. A. Babayana. By the way, het hy fundamentele bydraes tot die ontwikkeling van mvk "Elbrus-1" en "Elbrus-2".

Die beoordeling van die voor- en nadele van hulle ontwikkel om die superskalaar-argitektuur in die tweede generasie van die ERM geïmplementeer, Boris Artashesovich voorgestel dat 'n meer gevorderde toepassing van die konsep van 'n wye instruksie woord. Voor die ineenstorting van die Unie van kundiges het daarin geslaag om 'n prototipe, maar befondsing vergader as die nuwe owerhede gestop.

kontemporêre

Die voortsetting van hierdie projek lyn is wat verband hou met die aktiwiteite van ZAO MCST. In sy struktuur, die voorste plaaslike mikroelektronschiki maak fundamentele verbintenis op die gebruik van mikroverwerker tegnologie, begin om twee reekse van mikroverwerkers en rekenaarstelsels gebaseer op hulle te skep. Hierdie werke word dan gehelp om 'n kragtige Russiese verwerker "Elbrus" 2014 vrylating te skep.

basis projek vir die eerste reeks was die oop argitektuur Scalable verwerker argitektuur (SPARC), Die gespesifiseerde deur Sun Microsystems. Verwerkers «R» gesin is gemaak op grond van dit.

Die basis van die tweede reeks was die oorspronklike argitektuur van "Elbrus", die ontwikkeling van die beginsels wat goedgekeur en af in die IAC-3 gelê (oorspronklik het dit genoem "argitektuur E2k»). Daar is geskep vier basiese tipes verwerkers. Dus, die "Elbrus" (CPU): word vergelyking van modelle gegee in die tabel hieronder.

"Elbrus-4c"

Een van die nuutste suksesvolle ontwikkeling van die maatskappy was die MCST verwerker "Elbrus-4c." Sy argitektuur is gebaseer op die oorspronklike ontwerp, wat gedien het as 'n basis vir Micro VLIW. Vir berekening prosesse verantwoordelik 4 cores 800 MHz, kasgeheue 2 MB op elke kern.

Ten spyte van die oënskynlike argaïsme in terme van produksie-tegnologie (groot, klein frekwensie, proses tegnologie "van die vorige eeu" 65 nm), 'n elektroniese doeltreffendheid toestel is vergelykbaar met Intel-reeks "i". Met minder kragverbruik (45W) sy prestasie is tot 50 Gflops. Ter vergelyking, die ouer model die Intel Core i7-975 Extreme Edition het 'n kapasiteit van 53 Gflops teen 'n baie hoër frekwensie en kragverbruik. Hierdie moderne Russiese verwerker "Elbrus" 2014 model jaar proef gestel en het uitgekom in die reeks.

"Elbrus-8C"

Dit blyk dat die tyd van evolusie verby was, was dit die beurt van die revolusionêre deurbraak vir huishoudelike elektroniese. ZAO "MCST" saam met die Instituut van elektroniese beheer masjiene ontwikkel en vervaardig 'n nuwe generasie van ingenieurswese produk ontwerpe. Vir industriële produksie van voorbereiding verwerker "Elbrus 8c" geskep op 28-nanometer proses tegnologie.

Die toestel sal werk in tandem met die kontroles en die nasionale ontwikkeling KPI-2. Hoewel die beheerder totdat vrygestel op 65 nm proses tegnologie, dit word ondersteun deur drie Gigabit Ethernet netwerk beheerder, 20 lyne PCI-Express bus 2.0, agt 2.0 van USB-poorte, agt SATA-poorte. Kommunikasie met die verwerker is 16 Gb / s.

tegniese eienskappe

Vervaardiger geopenbaar die belangrikste eienskappe van "Elbrus" nuwe stelsel:

• Verwerker - 8 cores sonder gipertredinga.
• Crystal grootte - 350 mm ^2.
• Tweede-vlak kas vir elke kern - 512 kV.
• derde vlak kas is algemeen - 16 MB.
• Uitvoering per siklus - 30 operasies.
• Klokfrekwensie - 1.3 GHz, wanneer hierdie parameters is gewaarborg ononderbroke werking van al die kern onbeperkte tyd, selfs al is een honderd persent belasting.
• Prestasie (Peak) - 250 Gflops.
• Krag - 60-90 watt.
• Lisensie onafhanklikheid van Intel, terwyl die versekering van ondersteuning vir die groot bedryfstelsels met x86 / x86-64 argitektuur.

Soos jy kan sien, die Russiese verwerker "Elbrus" die laaste generasie van tot vyf keer meer produktief as die 4C model.

argitektuur

As 'n belangrike gevolg van die maatskappy ZAO MCST ontwikkel die oorspronklike argitektuur van die mikroverwerker "Elbrus". Die verwerker is gemik op die maksimalisering van hardeware hulpbronne vir die prestasie statistieke data. In die algemene klassifikasie dit behoort tot die kategorie van argitektuur, met behulp van die beginsel van 'n wye instruksie woord VLIW (Very Large Onderrig Woord), die samesteller genereer vir parallel uitvoering volgorde van groepe (wye instruksie woorde), waarin daar geen afhanklikhede tussen spanne binne die groep en die minimum beperk afhanklikheid tussen spanne in verskillende groepe.

So, Russiese verwerker "Elbrus" hoogs gebruik parallelisme op die vlak van bedrywighede is teenwoordig in die program kode. Die resultaat is 'n groot argitektoniese spoed deur die vrystelling van parallellisatie apparaat funksies inherente superskalaar argitektuur en dra hulle die optimalisering samesteller. Dit het daartoe gelei, en ander belangrike eienskappe inherent "Elbrus" argitektuur - lae kragverbruik toestelle.

Saam met die effektiewe gebruik van parallelisme in die argitektuur van bedrywighede "Elbrus" toestel gelê implementeer ander tipes (vlakke) van die parallelisme inherent in die rekenaar proses:

• concurrency probleme in multicomputer komplekse;
• Gelyktydigheidsbeheer vloei op die gedeelde geheue;
• vektor parallelisme.

Versoenbaar is met x86 argitektuur

As 'n fundamentele vereiste in argitektuur, ontwikkelaars aanvanklik beskou as die verskaffing van doeltreffende binêre verenigbaarheid met die dominante Intel x86 mikroverwerkerargitektuur. Dit is geïmplementeer op die basis van 'n verborge dinamiese vertaling en sy ondersteuning toerusting mikroverwerker "Elbrus". Dit bepaal ook die eienskappe van die nuwe binnelandse argitektuur is die ontwikkeling van hardeware ondersteuning veilige rekenaar (programmering module), aansienlik vergemaklik die werk van programmeerders om groot sagteware-stelsels met 'n beperkte sperdatums te skep.

praktiese toepassing

Waar dit word beplan om die Russiese verwerkers gebruik? Dit moet verstaan word dat hierdie produk is ontwerp om met 'n enkele doel - om 'n selfonderhoudende, onafhanklik van die vraag en lisensiëring van elektroniese en rekenaar tegnologie te voorsien. Rekenaars op die "Elbrus" verwerker met 'n hoë vlak van veiligheid en beskerming teen rekenaarvirusse in aanvraag in die verdediging bedryf, in die veiligheidsdienste, belangrike staatsinstellings.

Intussen het die stelsel kan die gewone Windows en Linux, wat die pad oopmaak, indien dit nie aan die gemiddelde verbruiker, wat die korporatiewe sektor. MCST bied 'n beskermde rekenaars en bedieners, in staat om wat in moeilike omgewings.