"Elbrus" - procesor v Rusiji. Specifikacije in zgodovina

Od začetka računalniške tehnologije v naši državi, je zasnova sistema visoko zmogljivih velja za enega izmed najpomembnejših ciljev nacionalnega znanosti. Od 90. let so bile študije, povezane s popolnoma novo pogoj - da je treba izvajati nov razvoj na podlagi ruskih mikroprocesorjev. Rezultat je bil ustvarjen "Elbrus" - procesor, v računalniške moči, ni slabša od najboljših tujih modelov.

Zgodovina nastanka

Trenutno je le nekaj držav po vsem svetu, so oblikovanje računalnikov z mikroprocesorjem lastne zasnove - v Združenih državah Amerike, Veliki Britaniji, na Japonskem in Kitajskem. Očitno je, da v zamenjavo varnostne in uvoz Rusija zahteva tudi procesor, ki je zadostna za izpolnitev zahteve vojske, organi pregona, upravi in izobraževanju. Možna - in trženje izdelka. Po desetletjih aktivnega dela znanstvenikov in inženirjev v Moskva center Spark-tehnologijo (MCST) ni sram predstaviti najnovejši razvoj 2014-15 let: osem procesorjev "Elbrus 8c". Toda pred tem zgodovinskem dogodku je opravil dolgo pot teoretičnih izračunov in praktične raziskave.

V ZSSR izrednega pomena pri razvoju računalniške tehnologije imamo akademsko delo S. A. Lebedeva. Skupina, ki ga pripeljala na Akademiji znanosti Inštituta za precizno mehaniko in računalniški tehnologiji (ITM in VT) so ustvarili elektronskih računskih strojev (računalnikov) petnajst modelov - od prve cevi za visoke hitrosti strojev integrirana vezja.

"Elbrus-1"

Ideja arhitekturne linije, nato zapisana v ruski procesor "Elbrus", se je rodil leta 1969. Razlog za razvoj je bila potreba "razumske" strateških sistemov. Postal glavni oblikovalec VS Burtsev, izjemen strokovnjak na področju računalništva, kasnejši akademik.

Leta 1979 je ITM in VT stanje komisija predstavlja prvo generacijo Višeobradnički računalniške kompleks "Elbrus" (IRC). Procesor je bil zasnovan na TTL logiko. Sistem se uporablja v oboroževalno industrijo.

"Elbrus-2"

druga generacija MVK "Elbrus" Po šestih letih, je uspešno prestala preizkus. Procesor in novi osnovni element bili povsem nacionalni razvoj. Sistem temelji na Visokohitrostni integriranih vezij z-emitor povezan logike IC-100 serije. Uspešnost "Elbrus-2" v konfiguraciji desyatiprotsessornoy je 125 mlin. Sekundnega.

ERM je bila zgrajena modularno z večjo zanesljivost. Zaradi hitrosti in prožnosti kompleksa je bil uporabljen za več let na ključnih objektih strateških sistemov. Edinstvena po svojih časovnih značilnosti doseči izvajanje in razvoj številnih naprednih idej ERM v organizaciji računskega postopka.

"Elbrus-3"

Naslednja faza (1986-1994) je bila ustanovitev tretje generacije MVK "Elbrus". Procesor je zdaj še bolj zmogljive elektronske komponente - bolj popolna. Vodja projekta izbrali dopisni član Akademije znanosti B. A. Babayana. Mimogrede, je naredil bistveno prispevajo k razvoju MVK "Elbrus-1" in "Elbrus-2".

Ocenjevanje prednosti in slabosti njih razvil superskalarni arhitekturo, ki se izvaja v drugi generaciji ERM, Boris Artashesovich predlagala bolj napredne izvajanje koncepta široko uporabniški besedo. Pred razpadu Zveze strokovnjakov uspelo sestaviti prototip, ampak sredstva, kot je nova oblast ustavila.

sodobna

Nadaljevanje tega projekta linije je povezana z dejavnostmi ZAO MCST. V svoji strukturi, vodilni domači mikroelektronschiki izdelavo temeljne stavo o uporabi mikroprocesorsko tehnologijo, začeli oblikovati dve seriji mikroprocesorjev in računalniških sistemov, ki temeljijo na njih. Ta dela so nato pomagali ustvariti močan ruski procesor "Elbrus" 2014 za javnost.

Osnova projekta za prvi seriji je bila odprta arhitektura Prilagodljiv procesor arhitekture (SPARC), Navedena Sun Microsystems. Procesorji «R» družina so bili ustvarjeni temelji na njej.

Osnova drugega niza je bila prvotna arhitektura "Elbrus", razvoj načel, ki so bili odobreni in določeni v IAC-3 (sprva je bila imenovana "arhitektura E2K"). Tam so ustvarili štiri osnovne vrste procesorjev. Tako je "Elbrus" (CPU): je primerjava modelov podana v spodnji tabeli.

"ELBRUS-4c"

Ena izmed najnovejših uspešen razvoj družbe je MCST procesor "Elbrus-4c." Njegova arhitektura temelji na prvotno obliko, ki je služil kot osnova za mikroarhitekturi VLIW. Za izračun procesov, ki so odgovorne 4 jedra 800 MHz, začasni pomnilnik 2 MB na vsako jedro.

Kljub navidezni arhaičnost v smislu proizvodne tehnologije (veliki, mali frekvence, procesne tehnologije "iz prejšnjega stoletja" 65 nm), elektronska učinkovitost naprave je primerljiv z Intel serijo "i". Z manjšo porabo energije (45W), njegovo delovanje je do 50 Gflops. Za primerjavo, starejši model Intel Core i7-975 Extreme Edition ima kapaciteto 53 Gflops na precej višjih frekvencah in porabo energije. Ta sodobni ruski procesor "Elbrus" 2014 modelno leto je bila dana preizkus in prišel v seriji.

"Elbrus-8C"

Zdi se, da je bil čas evolucije več, je bila na vrsti za revolucionarni preboj za domače mikroelektronike. ZAO "MCST" skupaj z Inštituta za elektronske Stroji za nadzor je razvil in proizvaja novo generacijo modelov inženiring izdelkov. Za industrijsko proizvodnjo pripravo procesorja "Elbrus 8c" ustvarili na 28-nanometrski procesni tehnologiji.

Naprava bo delovala v tandemu s krmilnikom in nacionalni razvoj KPI-2. Čeprav je regulator, dokler sprosti na 65 nm procesne tehnologije, ki ga podpira tri Gigabit Ethernet omrežni krmilnik, 20 linij PCI-Express vodilo 2.0, osem 2,0 USB-vrat, osem SATA-vrata. Komunikacija s procesorjem je 16 Gb / s.

tehnične značilnosti

Proizvajalec razkrila glavne značilnosti "Elbrus" novem sistemu:

• Procesor - 8 jeder brez gipertredinga.
• Velikost Crystal - 350 mm ^2.
• predpomnilnik na drugi ravni za vsako jedro - 512 kV.
• na tretji stopnji cache je skupno - 16 MB.
• Izvedba na cikel - 30 operacij.
• Frekvenca ure - 1.3 GHz, ko so zagotovljeni ti parametri nemoteno delovanje vseh jedrskih nedoločen čas, tudi če stoodstotno obremenitev.
• Uspešnost (Peak) - 250 Gflops.
• Moč - 60-90 vatov.
• Licenca neodvisnost od Intel, hkrati pa zagotoviti podporo glavnih operacijskih sistemih x86 / x86-64 arhitekturo.

Kot lahko vidite, ruski procesor "Elbrus" zadnje generacije do petkrat bolj produktivne kot model 4C.

arhitektura

Kot pomemben rezultat družbe ZAO MCST razvil izvirno arhitekturo mikroprocesor "Elbrus". Procesor je namenjen povečanju strojne vire podatkov v metrike uspešnosti. V generalni razvrstitvi spada v kategorijo arhitekture, z uporabo načela široko uporabniški besedo VLIW (Very Large Instruction besede), prevajalnik ustvarja za vzporedno izvajanja zaporedja skupin (širokih navodil besed), v katerem so med ekipami v skupini in čim manjši odvisnosti ni odvisnosti med ekipami v različnih skupinah.

Tako ruski procesor "Elbrus" zelo uporablja paralelizem na ravni poslovanja je prisotna v programski kodi. Rezultat je velika arhitekturna hitrost s sproščanjem paralelizacija aparati funkcij neločljivo superskalarni arhitekture in jih prenesti optimizacijo prevajalnik. To je vodilo, in druge pomembne funkcije neločljivo povezana "Elbrus" arhitektura - naprave z nizko porabo električne energije.

Skupaj z učinkovito uporabo vzporednosti v arhitekturi poslovanja "Elbrus" Naprava jih izvajajo druge vrste (stopnje) za paralelizem, ki je del procesa računalništva:

• Težave vzporednosti multicomputer kompleksov;
• nadzor sočasnosti teče na skupnega pomnilnika;
• Vektor vzporednosti.

Združljiv z x86 arhitekturo

Kot temeljne zahteve v arhitekturi, razvijalci najprej obravnava zagotavljanje učinkovitega binarno združljivost s prevladujočim Intel x86 arhitekturo mikroprocesorjev. To se izvaja na podlagi skritega dinamičnega prevajanja in njegovo podporo opremo mikroprocesor "Elbrus". Prav tako določa lastnosti nove domače arhitekture je razvoj podpore strojne varnega računalništva (programiranje modula), bistveno olajša delo programerjev za ustvarjanje velikih sistemov programske opreme z omejenimi roki.

praktična uporaba

Če je predviden za uporabo ruskih procesorje? Treba je razumeti, da je ta izdelek zasnovan z enim samim namenom - da zagotovi samozadostna, neodvisen od dobave in licenc mikroelektronike in računalniške tehnologije. Računalniki na "Elbrus" procesor z visoko stopnjo varnosti in zaščite pred računalniškimi virusi povpraševanja v obrambni industriji, v varnostnih služb, pomembne državne institucije.

Medtem, sistem omogoča običajnih Windows in Linux, ki odpira pot, če ne bi povprečnega potrošnika, da se podjetniški sektor. MCST ponuja zaščitenih računalnikov in strežnikov, ki lahko deluje v težkih okoljih.