"Elbrus" - Rossiyada protsessor. Xususiyatlari va tarixi

paydo bo'lgandan beri kompyuter texnologiyasi mamlakatimizda, yuqori samarali tizimlarini loyihalashtirish milliy ilm-fan eng muhim vazifalaridan biri sifatida qaraladi. Rossiya mikroişlemcilerden asosida yangi rivojlanishini amalga oshirish kerak - 90 yildan buyon o'rganish mutlaqo yangi sharti bilan bog'liq edi. Natijada "Elbrus" tashkil etildi - uning hisoblash hokimiyatda, protsessor eng yaxshi xorijiy modellar kimdan kam emas.

yaratish tarixi

Bugungi kunda, butun dunyo bo'ylab faqat bir necha mamlakatlar o'z dizayni bir mikro protsessor bilan kompyuterlar loyihalashtirish etiladi - Amerika Qo'shma Shtatlari, Buyuk Britaniya, Yaponiya va Xitoyda. Bu xavfsizlik va import o'rnini bosish doirasida Rossiya, shuningdek, qurolli kuchlar, huquqni muhofaza qilish organlari, boshqaruvi va ta'lim ehtiyojlarini qondirish uchun etarli bo'lgan protsessor talab ochiq. A mumkin - va mahsulot tijoratlashtirish. sakkiz-protsessor "Elbrus 8c": Moskva markazi Spark-texnologiya olimlar va muhandislar faol ish o'n yillar keyin (MCST) 2014-15 yillar eng so'nggi rivojlanish taqdim etish uyalmaydi. Lekin bu tarixiy voqea avval nazariy hisob-kitoblar va amaliy tadqiqotlar uzoq yo'lni bosib o'tdi qilindi.

kompyuter texnologiyalari rivojlantirish SSSR mashhur ahamiyatga biz akademik ish S. A. Lebedevaga bor. Nozik mexanizmlarning instituti va kompyuter texnologiyasi (ITM va VT) Fanlar akademiyasi unga boshchiligidagi guruh tomonidan tashkil etildi elektron hisoblash mashinalari (kompyuterlar) birinchi kolba tutashuv integratsiya tezyurar mashinalari uchun - o'n besh modellari.

"Elbrus-1"

keyinchalik Rossiya protsessori "Elbrus" mujassam me'moriy chiziqlari g'oyasi, 1969 yilda tug'ilgan. rivojlanishi uchun sabab strategik tizimlar ehtiyoj "intellektuallashtirish" edi. bosh uslubchisi VS Burtsev, kompyuter ilm-fan, keyinchalik akademigi bir mashhur mutaxassis bo'ldi.

1979-yilda, ITM va VT davlat komissiyasi işlemcili hisoblash kompleksi "Elbrus" (IAC) birinchi avlod vakili edi. protsessor TTL-mantiq asosida ishlab chiqilgan. silahlanma sanoatida ishlatiladigan tizimi.

"Elbrus-2"

MVK ikkinchi avlod "Elbrus" olti yil keyin, muvaffaqiyatli sinovdan o'tgan. protsessor va yangi element bazasi to'liq milliy rivojlanish edi. Tizim yuqori tezlikda asoslangan integral mikrosxemalar emitter-birlashganda, mantiq IC-100-ket. desyatiprotsessornoy konfiguratsion Performance "Elbrus-2" ikkinchi 125 Mill. Per edi.

ERM oshdi ishonchliligi bilan modulli moda qurilgan. tezlik va majmuasi chidamlilik tufayli strategik tizimlar asosiy muassasalarida ko'p yillar davomida ishlatilgan. uning vaqti xususiyatlari uchun noyob hisoblash jarayonini tashkil etishda ERM bajarilishini va ilg'or g'oyalar bir qator rivojlantirishga erishildi.

"Elbrus-3"

Keyingi bosqichda (1986-1994) MVK "Elbrus" uchinchi avlod yaratish edi. yanada mukammal - protsessor, endi yana ham kuchli elektron komponentlar hisoblanadi. Loyiha menejeri Fanlar akademiyasi B. A. Babayana a'zosi mos tanlangan. Darvoqe, u MVK rivojlantirish "Elbrus-1" va "Elbrus-2" ga asosiy hissa qo'shgan.

ERM ikkinchi avlod amalga oshirilayotgan superscalar arxitekturasini afzalliklari va ulardan kamchiliklari rivojlangan baholash, Boris Artashesovich keng qo'llanma so'zning tushunchasi yanada ilg'or bajarilishini taklif. mutaxassislar Ittifoqi qulaganidan oldin yangi hukumati to'xtadi sifatida prototipini lekin moliyaviy yig'ilishlarini muvaffaq bo'ldi.

Zamonaviy

Ushbu loyiha liniyasi davomi ZAO MCST faoliyati bilan bog'liq. uning tarkibida mikroprotsessorli texnologiyalar foydalanish bo'yicha fundamental pul tikish qilish etakchi mahalliy mikroelektronschiki, ular asosida mikroişlemciler va kompyuter tizimlari ikki qator yaratish boshlandi. Bu asarlar, keyin kuchli Rossiya protsessor "Elbrus" 2014 ozod yaratish yordam qilinadi.

birinchi qator uchun Project asos Sun Microsystems tomonidan belgilangan ochiq arxitektura Scalable Protsessor Arxitektura (SPARC) edi. Protsessorlar «R» oilaviy unga asoslangan yaratildi.

Ikkinchi qator asosi (dastlab u "Arxitektura E2k» deb atalgan) tasdiqlangan va IAC-3 pastga qo'ydi etildi tamoyillarini ishlab chiqish, "Elbrus" asl Arxitektura edi. protsessorlari to'rt asosiy turlari yaratildi. Shunday qilib, "Elbrus" (CPU): modellari taqqoslash quyidagi jadvalda berilgan.

"ELBRUS-4C"

Kompaniyaning eng so'nggi muvaffaqiyatli rivojlantirish biri MCST protsessor "Elbrus-4C." edi Uning Arxitektura mikromimari VLIW uchun baza bo'lib xizmat original dizayn, asoslangan. hisoblash uchun mas'ul 4 yadrolari 800 MGts, kesh xotirasi har bir yadrosi 2 MB qayta ishlash.

ishlab chiqarish texnologiyasi (65 nm "o'tgan asrning" katta, kichik chastota, jarayon texnologiyasi) jihatidan zohiriy archaism qaramay, elektron qurilma samaradorligi Intel qator "i" bilan solishtirish mumkin. kam energiya iste'moli bilan (45W), uning ishlashi 50 Gflops qadar. Taqqoslash uchun, sobiq model Intel Core i7-975 Ekstremal Edition ancha yuqori chastotalar va quvvat iste'moli 53 Gflops bir quvvatiga ega. Bu zamonaviy rus protsessor "Elbrus" 2014 Ishlab chiqarilgan yili test qo'yish va ketma-ket chiqib keldi.

"Elbrus-8C"

Bu evolyutsiya vaqti tugadi ko'rinadi, u ichki mikroelektronika uchun inqilobiy oqimi o'zgarish bo'ldi. Elektron nazorat Machines instituti bilan birgalikda ZAO "MCST" ishlab chiqilgan va muhandislik mahsulot dizaynlashtirilgan bir yangi avlod ishlab chiqarildi. 28-nanometr jarayoni texnologiyasi yaratildi protsessor "Elbrus 8C" tayyorlash sanoat mahsulotlari ishlab chiqarish uchun.

qurilma tekshiruvi va milliy taraqqiyot KPI-2 bilan tandem ishlaydi. 65 nm jarayoni texnologiyasi ozod qadar nazorat qilish, bu uch Gigabit Ethernet tarmoq tekshiruvi 20-satr qo'llab-quvvatlaydi da PCI-Express avtobus 2.0, USB-portlar sakkiz 2.0, sakkiz SATA-portlar. protsessor bilan aloqa 16 Gb / s dir.

texnik xususiyatlari

Ishlab chiqaruvchi "Elbrus" yangi tizimini asosiy xususiyatlarini nozil:

• Protsessor - gipertredinga holda 8 yadrolarining.
• Kristal hajmi - 350 mm ^2.
• Har bir yadro uchun ikkinchi darajali kesh - 512 kV.
• uchinchi darajali kesh keng tarqalgan - 16 MB.
• aylanishi boshiga ijro - 30 operatsiyalar.
• Soat chastota - 1,3 gigagertsli, barcha yadroviy cheklanmagan vaqt bu parametrlar kafolatlanadi uzluksiz amaliyot, bo'lsa ham yuz foiz yuk.
• Ishlash (Peak) - 250 Gflops.
• Power - 60-90 vatt.
• Intel dan litsenziyasi mustaqillik, x86 / x86-64 arxitekturasi bilan yirik operatsion tizimlari uchun qo'llab-quvvatlash ta'minlash esa.

Ko'rib turganingizdek, Rossiya protsessor "Elbrus" 4C modeli ko'proq samarali tashkil besh marta oxirgi avlod.

arxitektura

Kompaniya muhim natijasida, ZAO MCST mikro protsessor "Elbrus" asl arxitekturasini ishlab chiqilgan. protsessor ishlash o'lchadi ma'lumotlar uchun apparat resurslari maksimallashtirishga qaratilgan. umumiy tasnifi yilda keng qo'llanma so'z VLIW (Juda katta Instruction Word), kompilyator guruhlar parallel ijro ketma (keng qo'llanma so'z) uchun hosil, qaysi guruh ichida jamoalari va minimal qaram o'rtasida qanday bog'liqliklar bor tamoyili foydalanib, arxitektura toifasiga tegishli turli guruhlarga jamoalari o'rtasida.

Shunday qilib, Rossiya protsessor "Elbrus" juda operatsiyalari darajasida parallel foydalanadi dastur kodi mavjud. Natijada tabiiy superscalar mimarilerin paralelleşmesi apparat funktsiyalarini ozod tomonidan katta me'moriy tezligi va sintaksik optimallashtirish ularni o'tkazish. Bu olib, va boshqa muhim xususiyatlari tug'ma "Elbrus" Arxitektura qildi - kam quvvat iste'moli qurilmalar.

operatsiyalar arxitekturasi bilan umumiylik samarali foydalanish bilan bir qatorda, "Elbrus" qurilma qo'ydi hisoblash jarayonida tabiiy umumiylik boshqa turdagi (darajalari) amalga oshirish:

• Multicomputer komplekslari eşzamanlılık muammolar;
• Eşzamanlılık nazorat qilish umumiy xotirasi kuni oqadi;
• vektor harakat.

x86 arxitektura bilan mos

arxitektura asosiy talablar sifatida, chiquvchilar dastlab dominant Intel x86 mikroprotsessor arxitekturasi bilan samarali ikkilik mosligini ta'minlash hisoblanadi. Bu yashirin dinamik tarjima va uning qo'llab-quvvatlash uskunalar mikro protsessor "Elbrus" asosida amalga oshiriladi. Bu, shuningdek, sezilarli darajada cheklangan muddatlarda yirik dasturiy ta'minot tizimlarini yaratish dasturchilar ishini osonlashtiradi, yangi ichki me'moriy xususiyatlari apparat qo'llab-quvvatlash xavfsiz kompyuter (dasturiy moduli) rivojlantirish belgilaydi.

amaliy dastur

Qani u rus protsessor foydalanish ko'zda tutilmoqda? bir mustaqil, mikroelektronika va kompyuter texnologiyalar yetkazib berish va litsenziyalash mustaqil ta'minlash uchun - Bu mahsulot bitta maqsadida ishlab chiqilgan anglash kerak. Xavfsizlik xizmatlari mudofaa sanoatida talab xavfsizligi va kompyuter virus himoya yuksak darajada "Elbrus" protsessori Kompyuterlar, muhim davlat muassasalari.

Ayni paytda, tizim o'rtacha iste'molchi uchun emas, balki, agar, bu korporativ sektor yo'l ochadi, qaysi odatiy Windows va Linuxni beradi. MCST qattiq muhitda faoliyat qila oladigan himoyalangan kompyuterlar va serverlar, taklif etadi.