"Elbrus" - Rusiyada prosessor. Texniki və tarixi

başladığından bu yana kompüter texnologiyası ölkəmizdə yüksək-performance sistemlərinin dizayn milli elminin ən mühüm məqsədlərindən biri kimi qəbul edilir. Rusiya mikroprosessorlar əsasında yeni inkişaf həyata keçirilməsi üçün lazım - 90-cı ildən bu yana təhsil bir əsaslı yeni vəziyyəti ilə bağlı idi. nəticə "Elbrus" yaradıldı - öz kompüter güc, prosessor ən yaxşı xarici modelləri aşağı deyil.

yaranma tarixi

Hal-hazırda, dünyada yalnız bir neçə ölkə öz dizayn mikroprosessor ilə kompüter dizayn - Amerika Birləşmiş Ştatları, Böyük Britaniya, Yaponiya və Çin. Bu təhlükəsizlik və idxal əvəz ərzində Rusiya silahlı qüvvələri, hüquq-mühafizə orqanlarının, idarə və təhsil tələblərinə cavab üçün kifayət qədər bir prosessor tələb edir ki, aydındır. A mümkün - və məhsul kommersiyalaşdırılması. səkkiz prosessor "Elbrus 8c" Moskva Mərkəzi Spark-Texnologiya alim və mühəndislər fəal iş onilliklər sonra (MCST) 2014-15 il son inkişaf təqdim xəcalətli deyil. Amma bu tarixi hadisə qarşısında nəzəri hesablamalar və praktik araşdırma uzun bir yol keçmişdir edilmişdir.

kompüter texnologiyalarının inkişafında SSRİ görkəmli əhəmiyyəti biz akademik iş S. A. Lebedeva var. Precision Mexanika İnstitutu və Kompüter Texnologiyaları (ITM və VT) Elmlər Akademiyasında rəhbərlik etdiyi qrup tərəfindən yaradılmışdır elektron hesablama maşınları (kompüter) ilk boru dövrə inteqrasiya yüksək sürətli maşın - on beş modelləri.

"Elbrus-1"

sonradan Rusiya prosessor "Elbrus" təcəssüm memarlıq xətləri ideyası 1969-cu ildə anadan olmuşdur. inkişafı üçün səbəb strateji sistemlərinin ehtiyac "intellektuallaşdırılması" idi. baş dizayneri VS Burtsev, informatika, sonra akademik görkəmli mütəxəssis oldu.

1979-cu ildə ITM və VT dövlət komissiyası multiprocessor kompüter kompleksi "Elbrus" (IAC) ilk nəsil təmsil edib. prosessor TTL-məntiq əsasında nəzərdə tutulmuşdur. silahlanma sənayesində istifadə sistemi.

"Elbrus-2"

MVK ikinci nəsil "Elbrus" altı il sonra, uğurla test keçdi. prosessor və yeni element baza tamamilə milli inkişaf idi. sistem yüksək sürətli əsaslanır inteqral sxemlər emitter-coupled məntiq IC-100 seriyası ilə. desyatiprotsessornoy konfiqurasiya tamaşası "Elbrus-2" ikinci 125 Mill. Per idi.

ERM artıb etibarlılığı ilə bir modul moda inşa edilib. sürət və kompleksin möhkəmlik sayəsində strateji sistemi obyektlərinin uzun illər üçün istifadə edilmişdir. onun xüsusiyyətləri unikal hesablama prosesinin təşkilində ERM həyata keçirilməsi və qabaqcıl fikir bir sıra inkişafa nail.

"Elbrus-3"

Növbəti mərhələ (1986-1994) MVK "Elbrus" üçüncü nəsil yaradılması idi. daha mükəmməl - prosessor indi daha güclü elektron komponentləri var. Layihə rəhbəri Elmlər Akademiyası B. A. Babayana müxbir üzvü seçilmişdir. Yeri gəlmişkən, o MVK inkişafı "Elbrus-1" və "Elbrus-2" fundamental töhfələr vermişdir.

ERM ikinci nəsil həyata superscalar memarlıq üstünlükləri və onlardan mənfi cəhətləri inkişaf qiymətləndirilməsi, Boris Artaşesoviç geniş təlimat söz anlayışının daha inkişaf etmiş bir həyata keçirilməsini təklif edib. ekspertlər İttifaqı dağıldıqdan əvvəl yeni hakimiyyət dayandırdı kimi bir prototip, lakin maliyyə toplaşmaq bacardı.

müasir

Bu layihə xəttinin davamı ZAO MCST fəaliyyəti ilə bağlıdır. onun strukturunda mikroprosessor texnologiya istifadəsi üzrə əsas bahis aparıcı daxili mikroelektronschiki, onların əsasında mikroprosessor və kompüter sistemlərinin iki seriyası yaratmaq başladı. Bu işlər sonra güclü rus prosessor "Elbrus" 2014-ci azad yaratmaq üçün kömək edir.

ilk seriyası üçün layihə əsas Sun Microsystems tərəfindən müəyyən açıq memarlıq genişlənən Processor Architecture (SPARC) idi. Processors «R» ailə əsasında yaradılmışdır.

ikinci seriyası əsasında (ilk bu "memarlıq E2K» adlanırdı) təsdiq və IAC-3 aşağı salınmışdır prinsipləri inkişaf "Elbrus" orijinal memarlıq idi. prosessorları dörd əsas növü var yaradılmışdır. Belə ki, "Elbrus" (CPU) modelləri müqayisə aşağıdakı cədvəldə verilir.

"Elbrus-4c"

Şirkətin son uğurlu inkişafı biri MCST prosessor "Elbrus-4c" idi. Onun memarlıq microarchitecture VLIW üçün baza kimi xidmət orijinal dizayn əsaslanır. hesablanması üçün məsul 4 damar 800 MHz, cache yaddaş hər əsas 2 MB emal edir.

istehsal texnologiyası (65 nm "ötən əsrin" böyük, kiçik tezlikli, proses texnologiya) baxımından aydın arxaizm baxmayaraq, elektron cihaz səmərəliliyinin Intel seriyası "i" ilə müqayisə edir. daha az enerji istehlakı ilə (45W) onun performance 50 Gflops qədər. Müqayisə üçün, köhnə model Intel Core i7-975 Extreme Edition daha yüksək tezliklərdə və enerji istehlakı 53 Gflops tutumu var. Bu, müasir rus prosessor "Elbrus" 2014 model il test qoymaq və seriyası həyata gəldi.

"Elbrus-8C"

Bu təkamül dəfə artıq idi ki, görünür, bu, daxili mikroelektronika üçün inqilabi sıçrayış növbəsində idi. Elektron Nəzarət Maşınları İnstitutu ilə birgə ZAO "MCST" inkişaf və mühəndislik məhsul dizayn yeni nəsil çıxardı. 28 nanometrlik texnoloji proses üzrə yaradılmış prosessor "Elbrus 8C" hazırlanır sənaye istehsalı üçün.

cihaz nəzarətçi və milli inkişaf KPI-2 ilə tandem işləyəcək. 65 nm texnoloji proses azad qədər nəzarətçi, üç Gigabit Ethernet şəbəkə nəzarətçi, 20 xətləri dəstəkləyir olsa da PCI-Express avtobus 2.0, USB-port səkkiz 2.0, səkkiz SATA-port. prosessoru ilə Communication 16 Gb / s təşkil edir.

texniki xüsusiyyətləri

İstehsalçı "Elbrus" Yeni sistemin əsas xüsusiyyətləri aşkar:

• Processor - gipertredinga olmadan 8 özəyi.
• Crystal ölçüsü - 350 mm ^2.
• Hər əsas ikinci səviyyəli keş - 512 kV.
• Üçüncü səviyyəli cache ümumi edir - 16 MB.
• dövrü başına icrası - 30 əməliyyatları.
• Clock tezlik - 1.3 GHz, bütün nüvə limitsiz vaxt bu parametrləri təmin edilir fasiləsiz əməliyyat, hətta yüz faiz yük.
• Performance (Peak) - 250 Gflops.
• Power - 60-90 vat.
• Intel Lisenziya müstəqillik, x86 / x86-64 arxitekturası ilə əsas əməliyyat sistemi üçün dəstək təmin edir.

Gördüyünüz kimi, Rusiya prosessor "Elbrus" 4C model daha məhsuldar qədər beş dəfə son nəsil.

memarlıq

şirkətinin mühüm nəticəsində ZAO MCST mikroprosessor "Elbrus" orijinal memarlıq inkişaf etmişdir. işlemci performans ölçümlerini data hardware resurslarının maksimum yönəlmişdir. Ümumi təsnifatda bu geniş təlimat söz VLIW (çox böyük Instruction Word), compiler qrupların paralel icra ardıcıllığı (geniş təlimat sözlər) üçün yaradır, hansı qrup daxilində komandalar və minimuma asılılıq arasında bağımlılıkları var prinsipi istifadə edərək, memarlıq kateqoriyasına aiddir müxtəlif qruplar komandaları arasında.

Belə ki, Rusiya prosessor "Elbrus" yüksək əməliyyatlarının səviyyəsində paralellik istifadə proqram kodu edir. nəticə xas superscalar arxitekturaları paralelləşdirilməsi aparat funksiyaları azad böyük memarlıq sürəti və compiler optimallaşdırılması onları köçürmək. Bu səbəb və digər mühüm xüsusiyyətləri xas "Elbrus" memarlıq edib - aşağı enerji istehlakı cihazlar.

əməliyyatların memarlıq paralellik səmərəli istifadə ilə yanaşı, "Elbrus" cihaz qoydu hesablama prosesində xas paralellik digər növ (səviyyədə) həyata keçirilməsi:

• multicomputer komplekslərində concurrency problemləri;
• Concurrency nəzarət paylaşılan yaddaş axır;
• vektor paralellik.

x86 arxitekturası ilə uyğun

memarlıq əsas tələbi kimi, developers əvvəlcə dominant Intel x86 mikroprosessor memarlıq ilə səmərəli ikili uyğunluğu təmin sayılır. Bu gizli dinamik tərcümə və dəstək avadanlıq mikroprosessor "Elbrus" əsasında həyata keçirilir. O, həmçinin xeyli məhdud vaxt ilə böyük proqram sistemi yaratmaq üçün proqramçılar işini asanlaşdırır, yeni daxili memarlıq xüsusiyyətləri hardware dəstək təhlükəsiz kompüter (proqramlaşdırma modul) inkişafı müəyyən edir.

praktik tətbiqi

Harada Rusiya prosessorları istifadə etmək planlaşdırılır? özünü-kafi, mikroelektronika və kompüter texnologiyası təchizatı və lisenziyalaşdırma müstəqil təmin etmək üçün - Bu məhsul bir məqsədi ilə nəzərdə tutulmuşdur ki, başa düşmək lazımdır. təhlükəsizlik xidmətləri müdafiə sənayesində tələbat təhlükəsizlik və kompüter virusları müdafiə yüksək səviyyədə "Elbrus" prosessoru Computers, mühüm dövlət müəssisələri.

Eyni zamanda, sistem orta istehlakçı deyil, əgər ki, korporativ sektoru yol açır ki, adi Windows və Linux üçün imkan verir. MCST sərt mühitlərdə fəaliyyət qabiliyyətli qorunan kompüter və serverlər təklif edir.