"Elbrus" - proċessur fir-Russja. Speċifikazzjonijiet u l-istorja ta '

Mill-bidu tal teknoloġija tal-kompjuter fil-pajjiż tagħna, id-disinn ta 'sistemi ta' prestazzjoni għolja huwa meqjus bħala wieħed mill-aktar għanijiet importanti tax-xjenza nazzjonali. Peress li l-90s l-istudju kienu assoċjati ma 'kundizzjoni fundamentalment ġdid - il-ħtieġa li jiġi implimentat l-iżvilupp ġdida abbażi ta' mikroproċessuri Russi. Ir-riżultat kien maħluq "Elbrus" - proċessur, fil-poter informatika tagħha ma jkunx inferjuri għall-mudelli barranin aħjar.

Storja tal-ħolqien

Bħalissa, biss ftit pajjiżi madwar id-dinja huma tfassil kompjuters ma 'mikroproċessur tad-disinn tiegħu stess - fl-Istati Uniti, Brittanja, il-Ġappun u ċ-Ċina. Huwa ovvju li fi ħdan is-sigurtà u l-importazzjoni sostituzzjoni Russja teħtieġ ukoll proċessur li huwa biżżejjed biex jissodisfa r-rekwiżiti tal-forzi armati, l-aġenziji infurzar tal-liġi, l-amministrazzjoni u l-edukazzjoni. A possibbli - u l-kummerċjalizzazzjoni tal-prodott. Wara deċennji ta 'xogħol attiv ta' xjenzjati u inġiniera tal-Moska Ċentru Spark-Teknoloġija (MCST) mhuwiex ashamed li jippreżenta l-aħħar żvilupp ta 'l-2014-15 snin: tmien proċessur "8c Elbrus". Iżda qabel dan l-avveniment storiku għadda triq twila ta 'kalkoli teoretiċi u r-riċerka prattiku.

Fl-importanza pendenti Unjoni Sovjetika fl-iżvilupp ta 'teknoloġija tal-kompjuter għandna xogħol akkademiku S. A. Lebedeva. Il-grupp immexxi minnu fl-Akkademja tax-Xjenzi tal-Istitut tal-Mekkanika Preċiżjoni u Teknoloġija tal-Kompjuter (ITM u VT) kienu maħluqa mill -magni elettroniċi kompjuting (kompjuters) ħmistax mudelli - mill-ewwel tubu għal magni ta 'veloċità għolja ċirkwit integrat.

"Elbrus-1"

L-idea tal-linji arkitettoniċi, sussegwentement inkorporati fil-proċessur Russu "Elbrus", twieled fl-1969. Ir-raġuni għall-iżvilupp kien il-bżonn "intellectualization" ta 'sistemi strateġiċi. Saret kap disinjatur VS Burtsev, espert pendenti fix-xjenza tal-kompjuter, academician aktar tard.

Fl-1979, ITM u l-istat VT kummissjoni kienet rappreżentata mill-ewwel ġenerazzjoni ta 'kumpless kompjuters multiproċessuri "Elbrus" (IAC). Il-proċessur kienet imfassla ibbażata fuq il TTL-loġika. Is-sistema użata fl-industrija armamenti.

"Elbrus-2"

-tieni ġenerazzjoni tas MVK "Elbrus" Wara sitt snin, b'suċċess għadda mit-test. Il-proċessur u l-bażi element ġdid kienu l-iżvilupp kompletament nazzjonali. Is-sistema kienet ibbażata fuq ta 'veloċità għolja ċirkwiti integrati ma coupled emittent loġika IC-100 serje. Prestazzjoni "Elbrus-2" fil-konfigurazzjoni desyatiprotsessornoy kien 125 Mill. Per sekonda.

-ERM nbniet b'mod modulari ma 'żieda affidabilità. Grazzi għall-veloċità u affidabilità tal-kumpless kien użat għal ħafna snin fil-faċilitajiet ewlenin tas-sistemi strateġiċi. Uniku għall-karatteristiċi ta 'żmien tagħha miksub implimentazzjoni ERM u l-iżvilupp ta' numru ta 'ideat avvanzati fl-organizzazzjoni tal-proċess komputazzjoni.

"Elbrus-3"

L-istadju li jmiss (1986-1994) kien il-ħolqien tat-tielet ġenerazzjoni ta 'MVK "Elbrus". Il-proċessur issa hija saħansitra komponenti elettroniċi aktar qawwija - aktar perfetta. maniġer tal-proġett magħżul membru tal-Akkademja tax-Xjenzi B. A. Babayana korrispondenti. Mill-mod, huwa għamel kontribuzzjonijiet fundamentali għall-iżvilupp ta 'MVK "Elbrus-1" u "Elbrus-2".

Stmati l-vantaġġi u l-iżvantaġġi ta 'minnhom żviluppati l-arkitettura superscalar implimentati fil-tieni ġenerazzjoni tas-ERM, Boris Artashesovich propost implimentazzjoni aktar avvanzati tal-kunċett ta' kelma istruzzjoni wiesgħa. Qabel l-waqgħa tal-Unjoni ta 'esperti ġestiti biex tgħaqqad prototip iżda l-finanzjament bħala l-awtoritajiet il-ġodda waqfu.

kontemporanja

Il-kontinwazzjoni ta 'din il-linja proġett huwa konness mal-attivitajiet tal ZAO MCST. Fl-istruttura tagħha, il-mikroelektronschiki domestiċi ewlenin teħid bet fundamentali dwar l-użu tat-teknoloġija mikroproċessur, bdew joħolqu żewġ serje ta 'mikroproċessuri u sistemi tal-kompjuter ibbażati fuqhom. Dawn ix-xogħlijiet huma mbagħad għenu biex joħolqu proċessur Russu qawwija "Elbrus" 2014 rilaxx.

bażi ta 'proġetti għall-ewwel serje kien l-arkitettura miftuħa Processor Skalabbli Arkitettura (SPARC), Il speċifikat mill Sun Microsystems. Proċessuri «R» familja ġew maħluqa bbażati fuqha.

Il-bażi tat-tieni serje kien l-arkitettura oriġinali ta ' "Elbrus", jiżviluppaw il-prinċipji li ġew approvati u stabbiliti fl-IAC-3 (oriġinarjament kien imsejħa "l-arkitettura E2k»). Kien hemm maħluqa erba 'tipi bażiċi ta' proċessuri. Għalhekk, il- "Elbrus" (CPU): paragun tal-mudelli huwa mogħti fit-tabella hawn taħt.

"ELBRUS-4ċ"

Wieħed mill-iżvilupp b'suċċess aħħar tal-kumpanija kienet il-proċessur MCST "Elbrus-4ċ." arkitettura tagħha hija bbażata fuq id-disinn oriġinali, li servew bħala bażi għall VLIW microarchitecture. Għall-kalkolu proċessi responsabbli 4 cores 800 MHz, memorja cache 2 MB fuq kull qalba.

Minkejja l-archaism apparenti f'termini ta 'teknoloġija tal-produzzjoni (kbar, frekwenza żgħar, teknoloġija tal-proċess "tal-aħħar seklu" 65 nm), effiċjenza apparat elettroniku huwa komparabbli ma' serje Intel "i". Mal-konsum ta 'enerġija anqas (45w) prestazzjoni tagħha hija sa 50 Gflops. Għal paragun, il-mudell anzjani l-Intel Core i7-975 Edizzjoni estremi għandu kapaċità ta '53 Gflops fi frekwenzi ferm ogħla u konsum ta' enerġija. Dan il-proċessur Russu moderna "Elbrus" 2014 mudell tas-sena tqiegħed test u ħareġ fis-serje.

"Elbrus-8C"

Jidher li l-ħin ta 'evoluzzjoni kien' il fuq, kien il-bidu tas-breakthrough rivoluzzjonarju għall mikroelettronika domestiċi. ZAO "MCST" flimkien mal-Istitut tal Magni b'Kontroll Elettroniċi żviluppat u prodotti ġenerazzjoni ġdida ta 'disinji prodott ta' inġinerija. Għall-produzzjoni industrijali ta 'preparazzjoni proċessur "8c Elbrus" maħluqa fuq teknoloġija tal-proċess 28-nanometru.

L-apparat se taħdem flimkien mal-kontrollur u l-iżvilupp nazzjonali KPI-2. Għalkemm il-kontrollur sakemm jiġu rilaxxjati fuq teknoloġija tal-proċess 65 nm, iżda tappoġġa tliet gigabit Ethernet kontrollur netwerk, 20 linji PCI-Express xarabank 2.0, tmienja 2.0 ta USB Portijiet, tmienja SATA-portijiet. Komunikazzjoni mal-proċessur huwa ta '16 Gb / s.

karatteristiċi tekniċi

Manifattur żvelat il-karatteristiċi ewlenin ta ' "Elbrus" sistema ġdida:

• Proċessur - 8 qlub mingħajr gipertredinga.
• qies tal-kristalli - 350 ^mm2.
• Tat-tieni livell cache għal kull qalba - 512 kV.
• Tat-tielet livell cache huwa komuni - 16 MB.
• Eżekuzzjoni kull ċiklu - 30 operazzjoni.
• frekwenza tal-arloġġ - 1.3 GHz, tħaddim mhux interrott meta ll dawn il-parametri huma garantiti ta 'kull żmien illimitat nukleari, anke jekk mija fil-mija tat-tagħbija.
• Prestazzjoni (Peak) - 250 Gflops.
• Power - 60-90 watts.
• indipendenza Liċenzja mill Intel, filwaqt li jiġi żgurat l-appoġġ għal sistemi operattivi ewlenin ma x86 / arkitettura x86-64.

Kif tistgħu taraw, il-proċessur Russu "Elbrus" l-aħħar ġenerazzjoni ta 'sa ħames darbiet aktar produttivi mill-mudell 4C.

arkitettura

Bħala riżultat importanti tal-kumpanija ZAO MCST żviluppati l-arkitettura oriġinali tal-mikroproċessur "Elbrus". Il-proċessur hija mmirata lejn jimmassimizzaw riżorsi hardware għad-data metriċi prestazzjoni. Fil-klassifika ġenerali jappartjeni għall-kategorija ta 'arkitettura, bl-użu tal-prinċipju ta' kelma wiesgħa istruzzjoni VLIW (Word Istruzzjoni Kbir Ħafna), il-kumpilatur jiġġenera għall sekwenza eżekuzzjoni parallel ta 'gruppi (kliem istruzzjoni wiesgħa), li fiha hemm l-ebda dipendenzi bejn it-timijiet fil-grupp u d-dipendenza minimizzat bejn it-timijiet fi gruppi differenti.

Għalhekk, proċessur Russa "Elbrus" ħafna użi paralleliżmu fil-livell ta 'operazzjonijiet huwa preżenti fil-kodiċi tal-programm. Ir-riżultat huwa veloċità arkitettoniku kbir mir-rilaxx tal-funzjonijiet apparat parallelization arkitetturi superscalar inerenti u jittrasferuhom ottimizzat kompilatur. Dan wassal, u l-karatteristiċi importanti oħra inerenti "Elbrus" arkitettura - mezzi konsum ta 'enerġija baxxa.

Flimkien ma 'l-użu effettiv ta' paralleliżmu fl-arkitettura tal-operazzjonijiet "Elbrus" apparat stabbilit jimplimentaw tipi oħra (livelli) tal-paralleliżmu inerenti fil-proċess computing:

• problemi concurrency fil-kumplessi multicomputer;
• flussi kontroll concurrency fuq il-memorja maqsuma;
• paralleliżmu vector.

Kompatibbli mal-arkitettura x86

Bħala rekwiżit fundamentali fl-arkitettura, l-iżviluppaturi ikkunsidrat inizjalment jipprovdu kompatibilità binarja effiċjenti ma 'l-arkitettura mikroproċessur dominanti Intel x86. Dan jiġi implimentat fuq il-bażi ta 'dinamika traduzzjoni moħbija u tagħmir għall-appoġġ tagħha mikroproċessur "Elbrus". Jiddetermina wkoll l-proprjetajiet tal-arkitettura domestika ġdida hija l-iżvilupp ta 'appoġġ għal hardware kompjuters siguri (modulu ta' programmar), tiffaċilita b'mod sinifikanti l-ħidma ta 'programmaturi li joħolqu sistemi ta' softwer kbar bi skadenzi limitati.

applikazzjoni prattika

Meta jkun ippjanat li jużaw proċessuri Russu? Għandu jkun mifhum li dan il-prodott hija mfassla bil-għan wieħed - biex jipprovdi awto-suffiċjenti, indipendenti mill-provvista u l-liċenzjar ta 'mikroelettronika u teknoloġija tal-kompjuter. Kompjuters fuq il- "Elbrus" proċessur b'livell għoli ta 'sikurezza u protezzjoni minn viruses tal-kompjuter fid-domanda fl-industrija tad-difiża, fis-servizzi tas-sigurtà, l-istituzzjonijiet statali importanti.

Sadanittant, is-sistema tippermetti lill-Windows tas-soltu u Linux, li tiftaħ il-mod, jekk mhux għall-konsumatur medju, li s-settur korporattiv. -MCST joffri kompjuters u s-servers protetti, kapaċi li joperaw f'ambjenti ħarxa.