"Elbroes" - prosessor yn Ruslân. Spesifikaasjes en skiednis fan

Sûnt de oprjochting fan de kompjûter technology yn ús lân, it ûntwerpen fan hege-optreden systemen wurdt beskôge as ien fan de meast wichtige doelstellings fan nasjonale wittenskip. Sûnt de jierren '90 de stúdzje waarden yn ferbân brocht mei in prinsipieel nij betingst - de needsaak om de útfiering fan it nije ûntwikkeling op basis fan de Russyske microprocessors. It resultaat waard makke "Elbroes" - Prozessor, yn syn berekkenjen fan krêft is net onderdoen foar de bêste bûtenlânske modellen.

Skiednis fan 'e skepping

Op dit stuit, mar in pear lannen om de wrâld binne ûntwerpen kompjûters mei in meter fan syn eigen ûntwerp - yn 'e Feriene Steaten, Grut-Brittanje, Japan en Sina. It leit foar de hân dat binnen de feiligens en import wikselje Ruslân ek fereasket in prosessor dat is genôch om te foldwaan oan de easken fan 'e striidkrêften, wet hanthaveningsbelied ynstânsjes, bestjoer en ûnderwiis. In mooglik - en de commercialization fan it produkt. Nei tsientallen jierren fan aktyf wurk fan wittenskippers en yngenieurs fan it Moskouske Center Spark-Technology (MCST) is net skammet te presintearjen de nijste ûntjouwing fan 'e 2014-15 jierren: acht-prosessor "Elbroes 8c". Mar foar't dat histoarysk barren is trochjûn in lange manier fan teoretyske berekkenings en praktyske ûndersyk.

Yn USSR treflik belang yn de ûntwikkeling fan de kompjûter technology wy hawwe akademyske wurk S. A. Lebedeva. De groep ûnder lieding fan him oan de Akademy fan Wittenskippen fan it Ynstitút fan Precision Mechanics and Computer Technology (ITM en VT) waarden makke troch elektroanyske Computing masines (kompjûters) fyftjin modellen - út de earste buis oan hege-snelheid masines yntegraal sirkwy.

"Elbroes-1"

It idee fan de arsjitektoanyske rigels, dêrnei fêstlein yn de Russyske prosessor "Elbroes", waard berne yn 1969. De reden foar de ûntwikkeling wie de needsaak "intellectualization" fan strategysk systemen. Waard haadûntwerper VS Burtsev, in treflik ekspert op kompjûter wittenskip, letter academician.

Yn 1979, ITM en VT steatskommisje waard fertsjintwurdige troch de earste generaasje fan multiprocessor Computing complex "Elbroes" (IAC). De processor waard ûntwurpen op basis fan 'e TTL-logika. It systeem brûkt yn de bewapening yndustry.

"Elbroes-2"

de twadde generaasje fan MVK "Elbroes" Nei seis jier, mei súkses foarby de test. De processor en de nije elemint basis wienen hielendal nasjonale ûntwikkeling. It systeem waard basearre op in hege snelheid yntegrale circuits mei emitter-keppele logika IC-100 rige. Performance "Elbroes-2" in desyatiprotsessornoy konfiguraasje wie 125 Mill. Per sekonde.

Erm waard boud yn in Modular moade hearre mear Zuverlässigkeit. Mei tank oan de snelheid en it resiliency fan it kompleks waard brûkt foar in protte jierren yn de kaai fasiliteiten fan strategysk systemen. Unyk foar syn tiid skaaimerken berikt Erm útfiering en ûntwikkeling fan in oantal avansearre ideeën yn 'e organisaasje fan' e kompjûtasjonele proses.

"Elbroes-3"

De folgjende poadium (1986-1994) wie de oprjochting fan de tredde generaasje fan MVK "Elbrus". De prosessor is no noch mear krêftige elektronyske komponinten - folsleiner. Projektlieder keazen corresponding lid fan de Akademy fan Wittenskippen B. A. Babayana. Troch de wei, hy makke fûnemintele bydragen oan de ûntwikkeling fan MVK "Elbroes-1" en "Elbroes-2".

Beoardieljen fan de foar- en neidielen dêrfan ûntwikkele de superscalar arsjitektuer útfierd yn 'e twadde generaasje fan de Erm, Boris Artashesovich foarstelde in mear avansearre útfiering fan it konsept fan in breed ynstruksje wurd. Foardat it ynstoarten fan de Uny fan eksperts slagge om assemble in prototype mar de finansiering as de nije autoriteiten ophâlden.

hjoeddeisk

It fuortsetten fan dit projekt line is ferbûn mei de aktiviteiten fan ZAO MCST. Yn syn struktuer, it wichtige ynlânske mikroelektronschiki meitsjen fûnemintele ynset op it brûken fan microprocessor technology, begûn te meitsjen twa rige microprocessors en kompjûter systemen op basis fan harren. Dy wurken binne doe holpen om in krêftige Russyske processor "Elbroes" 2014 release.

Projekt basis foar de earste rige wie de iepen arsjitektuer Scalable Ferwurkingsienheid Arsjitektuer (SPARC), De oantsjutte troch Sun Microsystems. Processors «R» famylje binne makke op basis fan it.

De basis fan de twadde rige wie de oarspronklike arsjitektuer fan "Elbroes", it ûntwikkeljen fan de útgongspunten dy't hawwe goedkard en fêststeld yn it IAC-3 (oarspronklik waard neamd "arsjitektuer E2k»). Der waarden makke fjouwer basistypen fan Prozessoren. Sa, de "Elbroes" (CPU): ferliking fan modellen wurdt jûn yn de tabel hjirûnder.

"Elbroes-4c"

Ien fan 'e nijste súksesfolle ûntwikkeling fan it bedriuw wie de MCST prosessor "Elbroes-4c." Syn arsjitektuer is basearre op de oarspronklike ûntwerp, dy't tsjinne as basis foar microarchitecture VLIW. Foar berekkening ferwurket ferantwurdlik 4 kearnen 800 MHz, cache ûnthâld 2 MB op elke kearn.

Nettsjinsteande de skynbere archaism kwa produksje technology (grutte, lytse frekwinsje, proses technyk "fan de foarige ieu" 65 nm), in elektroanyske apparaat effisjinsje is te fergelykjen mei Intel rige "i". Mei minder Stromverbrauch (45w) har optreden is maksimaal 50 Gflops. Foar ferliking, de âldere model de Intel Core i7-975 Extreme Edition hat in kapasiteit fan 53 Gflops by folle hegere frekwinsjes en macht konsumpsje. Dizze moderne Russyske prosessor "Elbroes" 2014 model jier waard set test en kaam út yn de rige.

"Elbroes-8C"

It liket derop dat de tiid fan de evolúsje oer wie, wie it de beurt fan it revolúsjonêre trochbraak foar húshâldlik Microelectronics. ZAO "MCST" tegearre mei it Instituut Electronic Control Machines hat ûntwikkele en produsearre in nije generaasje fan yngenieursburo produkt ûntwerpen. Foar yndustriële produksje fan tariede prosessor "Elbroes 8c" oanmakke op 28-nanometer proses technology.

It apparaat sil wurkje yn tandem mei it controller en de nasjonale ûntwikkeling L-2. Hoewol't it controller oant útbrocht op 65 nm proses technology, dan stipet trije Gigabit Ethernet netwurk controller, 20 rigels PCI-Express bus 2.0, acht 2.0 of USB-havens, acht SATA-havens. Kommunikaasje mei de processor is 16 Gb / s.

technyske eigenskippen

Fabrikant die bliken de wichtichste skaaimerken fan "Elbroes" nij systeem:

• Processor - 8 kearnen sûnder gipertredinga.
• Crystal maat - 350 mm ^2.
• Twadde-nivo cache foar elke kearn - 512 kV.
• tredde-nivo cache is mienskiplik - 16 MB.
• Útfiering per cycle - 30 operaasjes.
• Klokfrekwinsje - 1.3 GHz, doe't dy parameters wurde garandearre ûnûnderbrutsen wurking fan alle kearnsintrales ûnbeheind tiid, sels as ien hûndert prosint lading.
• Performance (Peak) - 250 Gflops.
• Macht - 60-90 watt.
• Lisinsje ûnôfhinklikheid út Intel, wylst garandearjen stipe foar grutte bestjoeringssystemen mei x86 / x86-64 arsjitektuer.

Sa't jo sjen kinne, de Russyske prosessor "Elbroes" de lêste generaasje fan maksimaal fiif kear mear produktyf as it 4C model.

arsjitektuer

As in wichtige gefolch fan it bedriuw ZAO MCST ûntwikkele de oarspronklike arsjitektuer fan it microprocessor "Elbrus". De processor is rjochte op maksimalisearjen hardware middels foar de foarstelling metrics gegevens. Yn it algemien klassemint is heart ta de kategory fan 'e arsjitektuer, mei help fan it prinsipe fan in breed ynstruksje wurd VLIW (hiel grut Instruction Word), de gearstaller generearret foar parallelle eksekúsje opienfolging fan groepen (wide ynstruksje wurden), dêr't der binne gjin Ofhinklikens tusken teams binnen de groep en in minimum beheind ôfhinklikheid tusken de ploegen yn ferskillende groepen.

Sa, Russyske processor "Elbroes" tige brûkt parallelism op it nivo fan de operaasjes oanwêzich is yn it programma koade. It resultaat is in grut arsjitektoanyske snelheid troch it frijkommen fan parallelization apparaat funksjes ynherinte superscalar Architectures en oerdrage se optimalisearjen fan compiler. Dat hat der ta laat, en oare wichtige funksjes inherent "Elbroes" arsjitektuer - lege stroomverbruik apparaten.

Tegearre mei it effektyf brûken fan parallelism yn de arsjitektuer fan operaasjes "Elbroes" apparaat lein útfiere oare types (nivo) fan 'e parallelism besletten leit yn it Computing proses:

• concurrency problemen yn multicomputer kompleksen;
• Concurrency kontrôle streamt op de dielde ûnthâld;
• vector parallelism.

Kompatibel mei x86 arsjitektuer

As fûnemintele eask yn arsjitektuer, ûntwikkelers earst sjoen jaan fan effisjint binêre komptabiliteit mei it dominant Intel x86 microprocessor arsjitektuer. It wurdt útfierd op basis fan in ferburgen dynamyske oersetting en har stipe apparatuer microprocessor "Elbrus". It ek bepaalt de eigenskippen fan it nije ynlânske arsjitektuer is de ûntwikkeling fan de apparatuur stipe feilige Computing (Programming module), flink fasilitearret it wurk fan programmeurs te meitsjen grutte software systemen mei beheinde deadlines.

praktyske tapassing

Dêr't it de planning te brûken Russyske Prozessoren? It moat wurde begrepen dat dit produkt is ûntwurpen mei ien doel - te bieden in sels-genôch, net ôfhinklik fan 'e fraach en fergunningen fan Microelectronics en kompjûter technology. Kompjûters op de "Elbroes" Prozessor mei in heech nivo fan feilichheid en beskerming fan kompjûter firussen yn de fraach yn de ferdigening yndustry, yn 'e feiligens tsjinsten, wichtige steat ynstellings.

Undertusken, it systeem lit de gebrûklike Windows en Linux, dy't iepenet de wei, as it net oan it gemiddelde konsumint, dat de Corporate sektor. MCST biedt in beskerme kompjûters en servers, in staat fan it betsjinjen fan in hurde fermiddens.