"Elbrus" - processor sa Russia. Specifications ug kasaysayan sa

Sukad sa pagsugod sa computer teknolohiya sa atong nasud, ang disenyo sa sistema sa high-performance ang giisip nga usa sa labing importante nga mga tumong sa nasudnong siyensiya. Tungod kay ang mga 90s sa pagtuon nalangkit sa usa ka batakan nga bag-o nga kahimtang - ang panginahanglan sa pag-implementar sa bag-ong kalamboan sa basehan sa mga Russian nga microprocessors. Ang resulta gilalang "Elbrus" - processor, sa iyang pagkwenta sa gahum mao ang dili ubos ngadto sa labing maayo nga mga langyaw nga mga modelo.

Kasaysayan sa paglalang

Sa pagkakaron, pipila lamang ka mga nasud sa tibuok kalibutan pagdisenyo computer uban sa usa ka microprocessor sa iyang kaugalingon nga plano - sa Estados Unidos, Britanya, Japan ug China. Kini mao ang klaro nga sa sulod sa seguridad ug import ilis Russia nagkinahanglan usab sa usa ka processor nga igo sa pagsugat sa mga gikinahanglan sa mga armadong pwersa sa, pagpatuman sa balaod nga mga ahensiya, administrasyon ug edukasyon. Usa ka posible nga - ug sa komersyalisasyon sa mga produkto. Human sa mga dekada sa aktibo nga buhat sa mga siyentipiko ug mga engineers sa Moscow Center aligato-Technology (MCST) dili maulaw sa pagpresentar sa mga pinaka-ulahing kalamboan sa 2014-15 ka tuig: walo ka-processor "Elbrus 8c". Apan sa dili pa nga makasaysayanon nga panghitabo nga milabay sa usa ka taas nga paagi sa theoretical kalkulasyon ug praktikal nga research.

Sa USSR talagsaong kamahinungdanon sa pagpalambo sa computer teknolohiya kita academic nga buhat S. A. Lebedeva. Ang grupo nga gipangulohan ni kaniya sa Academy of Sciences sa Institute sa Precision Makina ug Computer Technology (ITM ug VT) ang gibuhat sa electronic Computing machines (computer) napulo ug lima ka mga modelo - gikan sa unang tube ngadto sa hatag-as nga-speed makina integrated sirkito.

"Elbrus-1"

Ang ideya sa mga arkitektura linya, sunod nalangkob diha sa Russian nga processor "Elbrus", natawo sa 1969. Ang rason alang sa kalamboan mao ang panginahanglan "intellectualization" sa estratehikong mga sistema. Nahimong pangulo sa designer VS Burtsev, usa ka talagsaong eksperto sa computer science, sa ulahi academician.

Sa 1979, ITM ug VT estado komisyon gihawasan sa unang kaliwatan sa multiprocessor Computing complex "Elbrus" (IAC). processor ang gidisenyo base sa TTL-katarungan. Ang sistema nga gigamit sa industriya sa magpinusilay.

"Elbrus-2"

ang ikaduha nga kaliwatan sa MVK "Elbrus" Human sa unom ka tuig, malampuson nga milabay sa pagsulay. Ang processor ug ang bag-o nga elemento base sa mga bug-os nga national development. Ang sistema gibase sa usa ka high-speed integrated sirkito uban sa nagbuga-inubanan katarungan IC-100 serye. Performance "Elbrus-2" sa desyatiprotsessornoy kontorno mao 125 Mill. Per ikaduha.

ERM gitukod diha sa usa ka modular fashion uban sa dugang nga kasaligan. Salamat sa sa speed ug resiliency sa complex gigamit alang sa daghang mga tuig sa yawe nga mga pasilidad sa estratehikong sistema. Talagsaong alang sa iyang panahon kinaiya nakab-ot ERM pagpatuman ug pagpalambo sa usa ka gidaghanon sa mga abante nga mga ideya diha sa organisasyon sa computational proseso.

"Elbrus-3"

Ang sunod nga yugto (1986-1994) mao ang paglalang sa ikatulo nga kaliwatan sa MVK "Elbrus". processor ang karon anaa bisan mas gamhanan electronic components - mas hingpit. Project manager gipili katugbang nga sakop sa Academy of Sciences B. A. Babayana. Pinaagi sa dalan, siya naghimo sukaranan kontribusyon sa kalamboan sa MVK "Elbrus-1" ug "Elbrus-2".

Pagbanabana sa mga bentaha ug disbentaha kanila og mga superscalar arkitektura gipatuman sa ikaduha nga kaliwatan sa mga ERM, Boris Artashesovich gisugyot sa usa ka mas abante nga pagpatuman sa sa konsepto sa usa ka halapad nga pahamatngon pulong. Sa wala pa ang pagkahugno sa Union sa mga eksperto nakahimo sa pagpundok sa usa ka prototype apan pundo ingon nga ang bag-ong mga awtoridad mihunong.

Bag-ong

Ang pagpadayon sa proyekto niini nga linya konektado sa mga kalihokan sa ZAO MCST. Sa gambalay niini, ang nag-unang mga domestic mikroelektronschiki sa paghimo sukaranan nga bet sa sa paggamit sa microprocessor teknolohiya, nagsugod sa paghimo sa duha ka serye sa mga microprocessors ug computer sistema sa base sa kanila. Kini nga mga buhat dayon nakatabang sa paghimo sa usa ka gamhanan nga Russian nga processor "Elbrus" 2014 pagpagawas.

Project basehan alang sa unang serye mao ang bukas nga arkitektura scalable processor Architecture (SPARC), Ang bungat sa Sun Microsystems. Processors «R» pamilya nga gibuhat sa base sa ibabaw niini.

Ang sukaranan sa ikaduhang sunod-sunod nga mao ang orihinal nga arkitektura sa "Elbrus", pagpalambo sa mga baruganan nga giuyonan ug gibutang sa sa IAC-3 (orihinal nga kini gitawag nga "arkitektura E2k»). Adunay gilalang sa upat ka nag-unang mga matang sa processors. Busa, ang "Elbrus" (CPU): pagtandi sa mga modelo nga gihatag diha sa lamesa sa ubos.

"Elbrus-4c"

Usa sa pinaka-ulahing malampuson kalamboan sa panon sa mao ang MCST processor "Elbrus-4c." Ang mga arkitektura gibase sa orihinal nga design, nga nag-alagad ingon nga usa ka base sa microarchitecture VLIW. Kay pagkalkulo proseso responsable 4 cores 800 MHz, cache sa panumduman 2 MB sa matag core.

Bisan pa sa dayag archaism sa mga termino sa produksyon teknolohiya (dako, gamay nga frequency, proseso teknolohiya "sa katapusan nga siglo" 65 nm), usa ka electronic efficiency device mao ang ikatandi sa Intel seryeng "i". Uban sa dili kaayo nga gahum sa konsumo (45W) performance niini mao ang ngadto sa 50 Gflops. Alang sa pagtandi, ang mga magulang nga modelo sa Intel Core i7-975 Extreme Edition adunay usa ka nga kapasidad sa 53 Gflops sa mas taas nga kasubsub ug gahum sa konsumo. Kini nga modernong Russian nga processor "Elbrus" 2014 model nga tuig gibutang pagsulay ug miabut sa sunod-sunod nga.

"Elbrus-8C"

Kini daw nga ang panahon sa ebolusyon mao ang sa ibabaw, kini mao ang turno sa mga rebolusyonaryong breakthrough alang sa domestic microelectronics. ZAO "MCST" uban sa Institute sa Electronic Control Machines nga naugmad ug og usa ka bag-o nga kaliwatan sa mga desinyo sa engineering produkto. Alang sa industriya nga produksyon sa pag-andam processor "Elbrus 8c" gilalang sa 28-nanometro maoy ika proseso sa teknolohiya.

lalang ang pagbuhat sa tandem sa controller ug sa nasyonal nga kalamboan KPI-2. Bisan tuod nga ang controller hangtud gipagawas sa 65 nm proseso sa teknolohiya, nagsuporta kini sa totolo ka gigabit Ethernet network controller, 20 linya PCI-Express bus 2.0, walo ka 2.0 sa USB-pantalan, walo ka SATA-pantalan. Komunikasyon uban sa processor mao ang 16 GB / s.

teknikal nga mga kinaiya

Manufacturer nga gipadayag sa nag-unang mga kinaiya sa "Elbrus" bag-ong sistema:

• Processor - 8 cores walay gipertredinga.
• Crystal gidak-on - 350 mm ^2.
• Ikaduha-ang-ang cache alang sa matag core - 512 kV.
• ikatulo-level cache ang komon - 16 MB.
• Pagpatay matag cycle - 30 operasyon.
• Relo frequency - 1.3 GHz, sa diha nga kini nga mga lantugi nga gigarantiyahan walay hunong nga operasyon sa tanan nga nukleyar nga walay kutub nga panahon, bisan kon ang usa ka gatus ka porsyento load.
• Performance (Kinabalu) - 250 Gflops.
• Gahum - 60-90 watts.
• License kagawasan gikan sa Intel, samtang pagsiguro nga suporta alang sa mga mayor nga operating sistema sa uban sa x86 / x86-64 arkitektura.

Samtang kamo mahimo tan-awa, ang mga Russian nga processor "Elbrus" ang pinaka-ulahing kaliwatan sa ngadto sa lima ka mga panahon nga mas mabungahon kay sa model 4C.

arkitektura

Ingon sa usa ka importante nga resulta sa panon sa ZAO MCST naugmad sa orihinal nga arkitektura sa microprocessor "Elbrus". processor ang tumong sa pagmaksimisa hardware mga kapanguhaan alang sa mga metrics performance data. Sa kinatibuk-ang classification niini iya sa kategoriya sa arkitektura, sa paggamit sa baruganan sa usa ka halapad nga pahamatngon pulong VLIW (Very Large Pagtudlo Pulong), ang tighipos og alang sa susama pagpatay ay sa mga grupo (halapad nga panudlo nga mga pulong), nga adunay mga walay dependencies tali sa teams sa sulod sa grupo ug maminusan pagsalig sa taliwala sa teams sa lain-laing mga grupo.

Busa, ang Russian nga processor "Elbrus" kaayo naggamit paralelismo sa ang-ang sa operasyon mao ang karon sa code programa. Ang resulta mao ang usa ka dako nga arkitektura speed sa pagpagawas sa parallelization apparatus gimbuhaton tiunay superscalar architectures ug sa pagbalhin kanila usbaw tighipos. Kini gipangulohan, ug uban pang mga importante nga mga bahin sa pagpanunod "Elbrus" arkitektura - ubos nga mga lalang gahum sa konsumo.

Uban sa epektibo nga paggamit sa paralelismo sa arkitektura sa operasyon "Elbrus" device gibutang pagpatuman sa ubang mga matang (ang-ang) sa paralelismo sa pagpanunod diha sa proseso sa Computing:

• problema concurrency sa multicomputer complexes;
• Concurrency sa pagkontrolar nagapaagay sa mipakigbahin sa panumdoman;
• vector paralelismo.

Compatible uban sa x86 arkitektura

Ingon sa usa ka pangunang kinahanglanon sa arkitektura, mga developers sa sinugdanan giisip sa paghatag og hapsay nga duha pagkaangay sa mga dominanteng Intel x86 microprocessor arkitektura. Kini gipatuman sa basehan sa usa ka natago nga dinamikong paghubad ug sa iyang suporta ekipo microprocessor "Elbrus". Kini usab motino sa mga kabtangan sa mga bag-o nga domestic arkitektura mao ang pagpalambo sa hardware suporta luwas nga Computing (programming module), kamahinungdanon pasilitar sa buhat sa programmers sa paghimo sa dako nga sistema sa software uban sa limitado nga deadlines.

praktikal nga aplikasyon

Diin kini nagplano sa paggamit sa Russian nga processors? Kini kinahanglan nga nakasabut nga kini nga produkto gidisenyo sa usa ka single nga katuyoan - sa paghatag og usa ka-sa-kaugalingon sa igo, independente sa suplay ug sa lisensya sa microelectronics ug computer teknolohiya. Computers sa "Elbrus" processor uban sa usa ka hataas nga ang-ang sa kaluwasan ug panalipod gikan sa mga virus sa computer sa panginahanglan sa industriya sa depensa, diha sa mga serbisyo sa seguridad, importante nga mga institusyon sa estado.

Samtang, ang sistema sa nagtugot sa naandan sa Windows ug Linux, nga nagbukas sa dalan, kon dili ngadto sa average consumer, nga ang mga corporate sector. MCST nagtanyag sa usa ka protected computer ug tigtagad, makahimo sa operate sa mapintas nga palibot.