„Elbrus” - processzor Oroszországban. A dokumentáció és a történelem

Mivel a kezdetektől a számítógépes technológia hazánkban, a tervezés a nagy teljesítményű rendszereket tekintik az egyik legfontosabb célkitűzése a nemzeti tudomány. Mivel a 90-es években a tanulmány arra járó alapvetően új feltétel - hogy végre kell hajtani az új fejlődés alapján az orosz egységek. Az eredmény jött létre „Elbrus” - processzor, annak számítási teljesítmény nem rosszabb, mint a legjobb külföldi modellek.

Történelem folyamán

Jelenleg csak néhány országban szerte a világon tervezése számítógépek mikroprocesszor saját tervezésű - az Egyesült Államok, Nagy-Britannia, Japán és Kína. Nyilvánvaló, hogy a biztonság és import-helyettesítő Oroszország is szükség van egy processzor, amely elegendő ahhoz, hogy megfeleljen a követelményeknek a fegyveres erők, rendvédelmi szervek, a közigazgatás és az oktatás. Egy lehetséges - és a kereskedelmi termék. Évtizedei után az aktív munka a tudósok és mérnökök a moszkvai központ Spark-Technology (MCST) nem szégyelli, hogy bemutassa a legújabb fejlesztés az 2014-15 évek: nyolc processzor „Elbrusz 8c”. De mielőtt a történelmi eseményt hozták a hosszú utat az elméleti számítások és gyakorlati kutatások.

A Szovjetunió kiemelkedő jelentőségű a számítástechnika fejlődése már a tudományos munka S. A. Lebedeva. A csoport az általa vezetett, a Tudományos Akadémia Intézet Finommechanikai és Számítástechnikai (ITM és VT) hozták létre az elektronikus számítástechnikai berendezések (számítógépek) tizenöt modell - az első cső a nagy sebességű gép integrált áramkör.

"Elbrus-1"

Az ötlet az építészeti vonalak, később megtestesülő orosz feldolgozó „Elbrus”, 1969-ben született. Ennek oka az a fejlemény, hogy a szükség „intellektualizálás” stratégiai rendszereket. Lett vezető tervezője VS Burtsev, kiemelkedő szakértője számítástechnika, később akadémikus.

1979-ben, ITM és VT állami bizottság képviselte az első generációs többprocesszoros számítástechnika komplex „Elbrus” (IAC). A processzor alapján terveztük a TTL-logikát. Az alkalmazott rendszer hadiipar.

"Elbrus-2"

A második generációs MVK „Elbrus” Hat év után sikeresen kiállta a próbát. A processzor és az új elem bázis teljesen nemzeti fejlődést. A rendszer alapja egy nagy sebességű integrált áramkörök szórószárakkal kapcsolt logikai IC-100 sorozat. Performance "Elbrus-2" desyatiprotsessornoy konfigurációban volt 125 Mill. Másodpercenként.

ERM-ben épült, modulárisan fokozott megbízhatóságot. Hála a gyorsaság és rugalmasság a komplex éveken át használt a legfontosabb létesítményei stratégiai rendszerek. Egyedülálló a maga idejében jellemzőit elért ERM végrehajtásának és fejlesztésének számos fejlett ötletek a szervezet a számítási folyamatot.

"Elbrus-3"

A következő szakaszban (1986-1994) létrehozása volt a harmadik generációs MVK „Elbrus”. A processzor most még erősebb elektronikus alkatrészek - tökéletes. Projekt menedzser választott levelező tagja a Tudományos Akadémia B. A. Babayana. By the way, tette alapvető hozzájárulása a fejlesztési MVK "Elbrusz-1" és "Elbrusz-2".

Felmérése előnyeit és hátrányait őket kifejlődtek szuperskalár architektúra végre a második generációs ERM, Boris Artashesovich javasolt egy fejlettebb koncepciójának megvalósítását széles utasítás szó. Összeomlása előtt az Unió szakértői sikerült összeállítani egy prototípus, de finanszírozásuk az új hatóságok megállt.

kortárs

A folytatás a projekt összhangban van kötve tevékenységével ZAO MCST. A szerkezetét, a vezető hazai mikroelektronschiki ami alapvető tét a használata mikroprocesszoros technológia indult, hogy két sorozat mikroprocesszorok és számítógépes rendszerek alapján rájuk. Ezek a művek majd segített létrehozni egy erős orosz feldolgozó „Elbrus” 2014 kiadás.

A projekt alapja az első sorozat volt a nyílt architektúra méretezhető Processor Architecture (SPARC), A megadott a Sun Microsystems. Processzorok «R» család jött létre ez alapján.

Az alapot a második sorozat volt az eredeti architektúra „Elbrus” elveinek kidolgozásához már jóváhagyott és meghatározott IAC-3 (eredetileg ez volt az úgynevezett „építészeti E2k»). Ott jött létre négy alapvető típusú processzorokat. Így a „Elbrus” (CPU): összehasonlítása modellek adják az alábbi táblázatban.

"ELBRUS-4c"

Az egyik legújabb sikeres fejlesztés a cég volt az MCST processzor „Elbrusz-4c.” Az építészet alapja az eredeti terv, amely szolgált, mint a bázis mikroarchitektúra VLIW. A számítási folyamatok felelősek 4 mag 800 MHz-es, egy cache memória 2 MB minden mag.

Annak ellenére, hogy a látszólagos archaikus gyártástechnológia tekintetében (nagy, kicsi gyakorisága, technológiai folyamatok „a múlt század” 65 nm), egy elektronikus eszköz hatékonysága összemérhető Intel sorozat „i”. A kevesebb energiafogyasztás (45W) a teljesítménye legfeljebb 50 GFLOPS. Összehasonlításképpen, a régebbi modell az Intel Core i7-975 Extreme Edition kapacitása 53 GFLOPS sokkal magasabb frekvenciák és az energiafogyasztás. Ez a modern orosz feldolgozó „Elbrus” 2014-es modellévre került vizsgálati és kijött a sorozatban.

"Elbrusz-8C"

Úgy tűnik, hogy az idő az evolúció vége volt, ez volt a fordulat a forradalmi áttörés a hazai mikroelektronikai. ZAO „MCST” együtt az Institute of Electronic Control Machines kifejlesztett és gyártott egy új generációs műszaki terméket tervez. Az ipari termelés előkészítése feldolgozó „Elbrusz 8c” teremtett 28 nanométeres gyártási technológia.

A készülék összedolgozni a vezérlő és a nemzeti fejlesztési KPI-2. Bár a vezérlő, amíg megjelent 65 nm-es gyártási technológia, hogy támogatja a három Gigabit Ethernet hálózati vezérlő, 20 sor PCI-Express busz 2.0, nyolc 2.0 USB-port, nyolc SATA-port. Kommunikáció a processzor 16 Gb / s.

műszaki jellemzők

Gyártó kiderült, a fő jellemzői a „Elbrus” új rendszer:

• Processzor - 8 mag nélkül gipertredinga.
• Crystal méret - 350 mm ^2.
• Második szintű cache minden mag - 512 kV.
• harmadik szintű cache gyakori - 16 MB.
• Kivitelezés ciklusonként - 30 művelet.
• Órafrekvencia - 1,3 GHz-es, ha ezek a paraméterek garantáltan zavartalan működésének minden nukleáris korlátlan ideig, még akkor is, ha száz százalékig terhelést.
• Teljesítmény (csúcs) - 250 GFLOPS.
• Power - 60-90 watt.
• Licenc függetlenség Intel, biztosítva ugyanakkor támogatja a főbb operációs rendszerek x86 / x86-64 architektúra.

Mint látható, az orosz processzor „Elbrus” a legújabb generációs akár ötször többet hoz a 4C modellt.

építészet

Ennek egyik fontos eredményeként a vállalat ZAO MCST kifejlesztett eredeti építészeti mikroprocesszor „Elbrus”. A processzor maximalizálását célzó hardver erőforrásokat a teljesítménymutatókat adatokat. Az általános besorolás tartozik a kategória az építészet, az elv széles utasítás szó VLIW (Very Large Instruction Word), a fordító generál, a párhuzamos végrehajtás sorrendje csoportban (széles utasítás szó), amelyben nincsenek közötti függőségeket A csoporton belül és a minimális függőség csapatok közötti különböző csoportokban.

Így az orosz feldolgozó „Elbrus” erősen használja párhuzamosság szintű műveletek van jelen a programkódot. Az eredmény egy nagy építészeti sebesség megjelenése párhuzamosítás készülék funkcióit rejlő szuperskaláris architektúrák és átadják optimalizáló fordítót. Ez vezetett, és sok más fontos funkciók inherens „Elbrus” építészet - alacsony energiafogyasztás eszközöket.

Együtt a hatékony felhasználását párhuzamosság az építészet műveletek „Elbrus” eszköz meghatározott végre más típusú (szintek) a párhuzamosság rejlő számítási folyamat:

• konkurencia problémák multicomputer komplexek;
• Konkurencia ellenőrzés folyik az osztott memóriát;
• vektor párhuzamosság.

Kompatibilis x86 architektúra

Mint alapvető követelmény az építészetben, a fejlesztők eredetileg tekinthető, hogy hatékony bináris kompatibilitást a domináns Intel x86 mikroprocesszor architektúra. Ez alapján végrehajtott egy rejtett dinamikus fordítást és annak kiszolgáló eszközök mikroprocesszor „Elbrus”. Azt is meghatározza a tulajdonságait az új hazai építészet fejlődésének hardvertámogatási biztonságos számítástechnika (kezelõmodult), jelentősen megkönnyíti a munkát a programozók számára nagy szoftver rendszerek korlátozott határidőket.

gyakorlati alkalmazása

Amennyiben a tervek szerint kezelhető orosz processzorok? Meg kell érteni, hogy ez a termék rendelkezik egy cél -, hogy egy önálló, független a kínálat és az engedélyezési mikroelektronikai és számítástechnikai. Számítógépek a „Elbrus” processzor magas szintű biztonságot és védelmet nyújt a számítógépes vírusok kereslet a védelmi iparban, a biztonsági szolgálatok, fontos állami intézmények.

Eközben a rendszer lehetővé teszi a szokásos Windows és a Linux, amely megnyitja az utat, ha nem az átlagos fogyasztó, hogy a vállalati szektor. MCST kínál védett számítógépek és szerverek képes működni szélsőséges körülmények között.