"Elbrus" - Prozessor an Russland. Spezifikatioune an Geschicht vun

Zanter der Departementer vun Computer Technik an eisem Land, den Design vun héich-Performance Systemer ass als eent vun de wichtegsten Ziler vum nationalen Wëssenschaft preservéiert. Zanter de 90er goufen d'Etude mat enger grondsätzléch nei Conditioun verbonne - de Besoin déi nei Entwécklung op der Basis vun russesch microprocessors ze realiséieren. D'Resultat war eng "Elbrus" - Prozessor, an seng aschalten ass fir déi bescht auslännesch Modeller net schwaach am.

Geschicht vun Kreatioun

Moment, nëmmen e puer Länner ronderëm d'Welt sinn Plange Computeren mat engem microprocessor vu sengem eegenen Design - an den USA, Groussbritannien, Japan a China. Et ass kloer ze gesinn, datt bannent der Sécherheet an Import wéilt Russland verlaangt och e Prozessor, datt d'Ufuerderunge vun der Arméi, Vollzuchs- Agencen, Administratioun an Ausbildung ze treffen genuch ass. Eng méiglech - an d'Kommerzialisatioun vun de Produit. No Joerzéngten vun aktiv Aarbecht vun Wëssenschaftler an Ingenieuren vun der Moskauer Center Spark-Technology (MCST) ass net geschummt déi neisten Entwécklung vun der 2014-15 Joer ze presentéieren: aacht-Prozessor "Elbrus 8C". Mä ier datt historeschen Evenement gouf e laange Wee vun theoretesch Berechnungen a praktesch Fuerschung huet.

An UdSSR mëttelméisseg Wichtegkeet an der Entwécklung vun Computer Technik hun mir akademesch Aarbecht S. A. Lebedeva. D'Grupp vun him op der Akademie vun Sciences vum Institut vun Feinmechanik a Computer Technology (ITM an Dofir) geleet goufen duerch eng elektronesch Rechenzäit Maschinnen (Computeren) fofzéng Modeller - aus den éischten Tube zu Héich-Vitesse Maschinnen integréiert Parcours.

"Elbrus-1"

D'Iddi vun der architektonescher Linnen, dono am russesche Prozessor "Elbrus" duergestallt, gouf 1969 gebuer. De Grond fir d'Entwécklung huet sech d'brauchen "intellectualization" vun strategesch Systemer. Gouf Chef Designer vs Burtsev, eng mëttelméisseg Expert am Computer Wëssenschaft, spéider academician.

An 1979, ITM an Dofir Staat Kommissioun war déi éischt Generatioun vun multiprocessor Rechenzäit komplex "Elbrus" (IAC) vertrueden. De Prozessor war entworf baséiert op der TTL-Logik. De System am Liewe geholl Industrie benotzt.

"Elbrus-2"

der zweeter Generatioun vun MVK "Elbrus" No sechs Joer, huet erfollegräich Test. De Prozessor an d'neit Element huel sech komplett national Entwécklung. De System baséiert op engem héich-Vitesse integréiert Kreesleef mat emitter-Koppel Logik IC-100 Serie. Performance "Elbrus-2" an desyatiprotsessornoy Configuratioun war 125 Mill. Per zweet.

ERM war dogéint awer tip Moud mat fräi Zouverlässegkeet gebaut. Dank der Vitesse an resiliency vun der komplex war an de Schlëssel Ariichtungen vun strategesch Systemer fir vill Jore gebraucht. Eemoleg fir seng Zäit Charakteristiken erreecht ERM Ëmsetzung an Entwécklung vun enger Zuel vun fortgeschratt Iddien an der Organisatioun vun der computational Prozess.

"Elbrus-3"

Déi nächst Etapp (1986-1994) huet sech d'Kreatioun vun der drëtter Generatioun vun MVK "Elbrus". De Prozessor ass elo nach méi mächteg elektronesch Deeler - méi perfekt. Projet Manager entspriechend Member vun der Akademie vun Sciences B. A. Babayana an dëse Match gaangen. Iwwregens, huet hien fundamental Contributiounen un der Entwécklung vun MVK "Elbrus-1" an "Elbrus-2".

Fliessband den Virdeeler an Nodeeler vun hinnen entwéckelt der superscalar Architektur vun der zweeter Generatioun vun der ERM ëmgesat, proposéiert Boris Artashesovich eng méi fortgeschratt Ëmsetzung vum Konzept vun enger grousser Uweisunge Wuert. Virum Zesummebroch vun der Unioun vun Experten krut e Prototyp mä Finanzéierung ze Board als neie Autoritéite gestoppt.

zäitgenëssesch

D'Weiderféieren vun dësem Projet Linn ass mat den Aktivitéite vun ZAO MCST ugeschloss. A senger Struktur, huet den Haaptfiguren Gewalt mikroelektronschiki nees fundamental wetten op de Gebrauch vun microprocessor Technologie, zwee Serie vun microprocessors a Computer Systemer op se baséiert ze schafen. Dëse Wierker sinn dann gehollef e mächtege russesch Prozessor "Elbrus" 2014 Verëffentlechung ze schafen.

Projet Basis fir déi éischt Serie war oppen Architektur Scalable Prozessor Architecture (SPARC), D'vum Sun Microsystems uginn. Kontext «R» Famill goufen baséiert op et geschaf.

Der Basis vun der zweeter Serie huet sech d'Original Architektur vun "Elbrus", d'Prinzipien entwéckelen, datt am IAC-3 guttgeheescht an festgeschriwwen goufen (ursprénglech et genannt huet "Architektur E2k»). Et waren véier elementar Zorte vu sengem Kontext hunn. Sou, de "Elbrus" (CPU): ass Verglach vun Modeller am Dësch ënnert entscheet.

"ELBRUS-4C"

Eent vun de leschten erfollegräich Entwécklung vun der Firma huet sech d'MCST Prozessor "Elbrus-4C." Seng Architektur baséiert op der original Design, deen als Basis fir microarchitecture VLIW zerwéiert. Berechnunge Prozesser responsabel 4 Placken 800 zréckkomm, Cache Erënnerung 2 MB op all Kär.

Trotz der visuell archaism wat vun Produktioun Technik (grouss, kleng Frequenz, Prozess Technologie "vum leschte Joerhonnert" 65 nm), elektronesch Apparat Effizienz ass vergläichbar mat Intel Serie "ech". Mat manner Muecht Konsum (45W) hir Leeschtungen ass bis zu 50 Gflops. Zum Vergläich, d'ale Modell der Intel Haaptentwéckler i7-975 huet extremer Edition enger Kapazitéit vun 53 Gflops bei vill méi héich Ofstänn a Kraaft Konsum. Dës modern russesch Prozessor "Elbrus" 2014 Modell Joer war an der Rei no Test an eraus koum.

"Elbrus-8C"

Et schéngt, datt der Zäit vun Evolutioun iwwer war, war et um Tour vun de revolutionären Verteidegung fir Gewalt microelectronics. ZAO "MCST" zesumme mam Institut vun elektroneschen Kontrolléiere Maschinnepark huet entwéckelt a produzéiert eng nei Generatioun vun Motiver Déifbau Produit. Fir industriell Produktioun vun Prozessor "Elbrus 8C" hunn op 28-nanometer Prozess Technologie virbereeden.

Den Apparat gëtt zu zwee mat der vun de schaffen an déi national Entwécklung dohinner gefuer-2. Obwuel d'vun de bis op 65 nm Prozess Technologie Verëffentlechung, ënnerstëtzt et dräi Gigabit Ethernet Réseau vun de, 20 Linnen Quelltext-Express Bus 2.0, aacht 2.0 vun USB-Häfen, aacht SATA-Häfen. Kommunikatioun mat de Prozessor ass 16 GB / s.

technesch Charakteristiken

Fabrikant beschwéiert réischt den Haaptgrond Charakteristiken vun "Elbrus" neien System:

• Prozessor - 8 Placken ouni gipertredinga.
• Crystal Gréisst - 350 mm ^2.
• Zweet-Niveau Cache fir all Kär - 512 kV.
• Drëttel-Niveau Cache ass gemeinsam - 16 MB.
• Ausféierung pro Zyklus - 30 Operatiounen.
• Auer Frequenz - 1,3 GHz, wann dëse Parameteren sinn garantéiert virugeet Operatioun vun all nuklear onlimitéiert Zäit, och wann honnert Prozent opbauen.
• Performance (Peak) - 250 Gflops.
• Power - 60-90 Steradiant.
• Lizenz Onofhängegkeet vun Intel, iwwerdeems Ënnerstëtzung mat x86 / x86-64 Architektur fir grouss Betribssystemer assuréieren.

Wéi Dir, de russesche Prozessor "Elbrus" d'läscht Generatioun vun bis zu fënnef Mol méi produktiv wéi de 4C Modell gesinn.

Architektur

Wéi eng wichteg Resultat vun der Firma entwéckelt ZAO MCST der Original Architektur vun der microprocessor "Elbrus". De Prozessor ass um Autofuerer bedeit Hardware Ressourcen fir d'Leeschtungsfähegkeet Chef Donnéeën dofir geduecht. Am Generalklassement gehéiert et zu der Kategorie vun Architektur, de Prinzip vun enger grousser Uweisunge Wuert VLIW (Ganz grousser erklären Wuert) benotzt, generéiert der Compiler fir parallel Ausféierung Rei vu Gruppen (breet Uweisunge Wierder), an deem et kee dependencies tëscht Équipë am Grupp an minimal Ofhängegkeet tëscht Équipë a verschiddene Gruppen.

Sou, Russesch Prozessor "Elbrus" héich benotzt parallelism um Niveau vun Operatiounen ass präsent an de Programm Code. D'Resultat ass eng grouss architektonesch Vitesse vun der Verëffentlechung vun parallelization Staatsapparat Funktiounen Onfruchtbarkeet superscalar geschriwwen an Transfert hinnen Compiler Optimisatioun. Dëst huet dozou gefouert, an aner wichteg Fonctiounen Onfruchtbarkeet "Elbrus" Architektur - niddereg Muecht Konsum Apparater.

Zesumme mat der effikass Notzung vun parallelism an der Architektur vun Operatiounen "Elbrus" Apparat geluecht Ëmsetzen aner Zorte (Niveauen) vun der parallelism Onfruchtbarkeet am Rechenzäit Prozess:

• concurrency Problemer am multicomputer investéiert;
• Concurrency Kontroll leeft op der gedeelt Erënnerung;
• Vecteure parallelism.

Kompatibel mat x86 Architektur

Als fundamental Noutwendegkeete vun Architektur, als Entwéckler Ufank efficace Duebelstäresystem Onbedenklechkeet mat der dominant Intel x86 microprocessor Architektur suergt. Et ass op der Grondlag vun enger verstoppt dynamesch Iwwersetzung an hir Ënnerstëtzung Equipement microprocessor "Elbrus" ëmgesat. Et bestëmmt och d'Eegeschafte vun der neier Gewalt Architektur ass d'Entwécklung vun Hardware Ënnerstëtzung sécher Rechenzäit (programméiere Modul), vill der Aarbecht vum Programméierer erliichtert grouss Software Systemer mat limitéiert Termin ze schafen.

praktesch Applikatioun

Wou ass et geplangt russesch Kontext ze benotzen? Et soll verstane ginn datt Dësen Artikel mat engem eenzege Zweck entworf ass - engem Self-genuch, onofhängeg vun der Energieversuergung an Lizenz vun microelectronics a Computer Technik ze bidden. Computeren op der "Elbrus" Prozessor mat engem héijen Niveau vu Sécherheet an de Schutz vum Computer Viren an Nofro an der Ofwier Industrie, am Sécherheet Servicer, wichteg Staat Institutiounen.

Mëttlerweil, erlaabt de System d'gewinnt Windows a Linux, déi de Wee opgemaach, wann net zu der Moyenne Konsument, datt d'juristescher Secteur. MCST offréiert eng geschützt Computeren a Serveren, kapabel an onzefridden Ëmfeld fonktionnéieren.