"Elbrus" – procesador en Rusia. Las especificaciones y la historia de

Desde el inicio de la tecnología informática en nuestro país, el diseño de sistemas de alto rendimiento es considerado como uno de los objetivos más importantes de la ciencia nacional. Desde los años 90 del estudio se asociaron con una forma fundamentalmente nueva condición – la necesidad de implementar el nuevo desarrollo sobre la base de microprocesadores rusos. El resultado fue creado "Elbrus" – procesador, en su potencia de cálculo no es inferior a los mejores modelos extranjeros.

Historia de la creación

Actualmente, sólo unos pocos países de todo el mundo están diseñando equipos con un microprocesador de su propio diseño – en los Estados Unidos, Gran Bretaña, Japón y China. Es obvio que dentro de la sustitución de importaciones y la seguridad de Rusia también requiere un procesador que es suficiente para satisfacer los requisitos de las fuerzas armadas, las fuerzas del orden, la administración y la educación. Una posible – y la comercialización del producto. Después de décadas de trabajo activa de los científicos e ingenieros del Centro de Moscú Spark-Tecnología (MCST) no se avergüenza de presentar el último desarrollo de los años 2014-15: ocho procesadores "Elbrus 8c". Pero antes de ese evento histórico se ha pasado un largo camino de cálculos teóricos y la investigación práctica.

En URSS destacada importancia en el desarrollo de la tecnología informática tenemos trabajo académico S. A. Lebedeva. El conjunto dirigido por él en la Academia de Ciencias del Instituto de Mecánica de Precisión y Tecnología de Computadores (ITM y VT) fueron creados por máquinas electrónicas informáticos (ordenadores) quince modelos – desde el primer tubo para máquinas de alta velocidad de circuitos integrados.

"Elbrus-1"

La idea de las líneas arquitectónicas, posteriormente incorporada en el procesador de Rusia "Elbrus", nació en 1969. La razón para el desarrollo fue la necesidad de "intelectualización" de los sistemas estratégicos. Se convirtió en el jefe de diseño VS Burtsev, un destacado experto en informática, más tarde el académico.

En 1979, ITM y el estado VT Comisión estuvo representada por la primera generación de complejo multiprocesador computing "Elbrus" (IAC). El procesador fue diseñado sobre la base de la TTL-lógica. El sistema utilizado en la industria de armamento.

"Elbrus-2"

la segunda generación de MVK "Elbrus" Después de seis años, ha pasado con éxito la prueba. El procesador y la nueva base de elemento de desarrollo eran completamente nacional. El sistema se basa en una de alta velocidad circuitos integrados con lógica de emisores acoplados IC-100 series. Performance "Elbrus-2" en la configuración desyatiprotsessornoy era 125 Mill. Por segundo.

ERM fue construido de forma modular con una mayor fiabilidad. Gracias a la velocidad y la capacidad de recuperación del complejo fue utilizado durante muchos años en las instalaciones clave de los sistemas estratégicos. Único por sus características de tiempo de lograr la aplicación MTC y el desarrollo de una serie de ideas avanzadas en la organización del proceso de cálculo.

"Elbrus-3"

La siguiente etapa (1986-1994) fue la creación de la tercera generación de MVK "Elbrus". El procesador es ahora incluso más potentes componentes electrónicos – más perfectos. director del proyecto elegido miembro de la Academia de Ciencias B. A. Babayana correspondiente. Por cierto, que hizo contribuciones fundamentales para el desarrollo de MVK "Elbrus-1" y "Elbrus-2".

La evaluación de las ventajas y desventajas de los pacientes desarrolló la arquitectura superescalar implementado en la segunda generación de la MTC, Boris Artashesovich propuso una implementación más avanzada del concepto de una palabra de instrucción de ancho. Antes del colapso de la Unión de expertos conseguido formar un prototipo pero la financiación como las nuevas autoridades detuvieron.

contemporáneo

La continuación de esta línea de proyecto está conectado con las actividades de ZAO MCST. En su estructura, los líderes nacionales que presentan mikroelektronschiki apuesta fundamental en el uso de la tecnología de microprocesadores, comenzaron a crear dos series de microprocesadores y sistemas informáticos basados en ellos. Estas obras son entonces ayudaron a crear un potente procesador de Rusia "Elbrus" 2014 liberación.

la base de proyectos para la primera serie fue la arquitectura abierta del procesador Arquitectura escalable (SPARC), La especificada por Sun Microsystems. Procesadores «R» de la familia se han creado sobre la base de la misma.

La base de la segunda serie fue la arquitectura original de "Elbrus", el desarrollo de los principios que han sido aprobados y establecidos en el IAC-3 (originalmente se llamaba "arquitectura E2k»). Se crearon cuatro tipos básicos de los procesadores. Así, el "Elbrus" (CPU): comparación de los modelos se da en la siguiente tabla.

"ELBRUS-4c"

Una de las últimas desarrollo exitoso de la empresa era el procesador MCST "Elbrus-4c." Su arquitectura se basa en el diseño original, que sirvió como base para la microarquitectura VLIW. Para el cálculo de los procesos responsables 4 núcleos de 800 MHz, la memoria caché de 2 MB en cada núcleo.

A pesar de la aparente arcaísmo en términos de tecnología de producción (, pequeña frecuencia, la tecnología de gran proceso "del siglo pasado" 65 nm), una eficiencia dispositivo electrónico es comparable con la serie Intel "i". Con menos consumo de energía (45W) su rendimiento es de hasta 50 Gflops. A modo de comparación, el modelo anterior el procesador Intel Core i7-975 Extreme Edition tiene una capacidad de 53 Gflops a frecuencias mucho más altas y el consumo de energía. Este moderno procesador de Rusia "Elbrus" 2014 año modelo se puso de prueba y salió en la serie.

"Elbrus-8C"

Parece que el tiempo de evolución había terminado, fue el turno del avance revolucionario para la microelectrónica domésticos. ZAO "MCST" junto con el Instituto de las máquinas de control electrónico ha desarrollado y producido una nueva generación de diseños de productos de ingeniería. Para la producción industrial de preparación de procesador "Elbrus 8c" creado en la tecnología de proceso de 28 nanómetros.

El dispositivo funcionará en conjunto con el controlador y el desarrollo nacional KPI-2. Aunque el controlador hasta que se libera en la tecnología de proceso de 65 nm, es compatible con tres controlador de red Gigabit Ethernet, 20 líneas de bus PCI-Express 2.0, 2.0 de ocho puertos USB, ocho puertos SATA-. La comunicación con el procesador es de 16 Gb / s.

características técnicas

Fabricante reveló las principales características del nuevo sistema "Elbrus":

• Procesador – 8 núcleos sin gipertredinga.
• El tamaño del cristal – 350 mm ^2.
• caché de segundo nivel para cada núcleo – 512 kV.
• caché de tercer nivel es común – 16 MB.
• La ejecución por ciclo – 30 operaciones.
• frecuencia de reloj – 1.3 GHz, el funcionamiento ininterrumpido cuando se garantizan estos parámetros de todos los tiempos ilimitada nuclear, incluso si la carga de cien por ciento.
• Rendimiento (Pico) – 250 Gflops.
• Potencia – 60-90 vatios.
• independencia de licencia de Intel, garantizando al mismo tiempo el apoyo de los principales sistemas operativos con arquitectura x86 / x86-64.

Como se puede ver, el procesador de Rusia "Elbrus" la última generación de hasta cinco veces más productivo que el modelo 4C.

arquitectura

Como un resultado importante de la empresa ZAO MCST desarrolló la arquitectura original del microprocesador "Elbrus". El procesador está orientado a maximizar los recursos de hardware para los datos de métricas de rendimiento. En la clasificación general, pertenece a la categoría de la arquitectura, utilizando el principio de una palabra amplia instrucción VLIW (Very Large palabra de instrucción), el compilador genera para la secuencia de ejecución en paralelo de los grupos (palabras de instrucción de ancho), en la que no hay dependencias entre los equipos dentro del grupo y la dependencia minimizado entre los equipos en diferentes grupos.

Por lo tanto, el procesador de Rusia "Elbrus" altamente utiliza paralelismo en el nivel de las operaciones está presente en el código del programa. El resultado es una velocidad de arquitectura grande por la liberación de aparato funciona paralelización arquitecturas superescalares inherentes y transferirlos optimización del compilador. Esto ha llevado, y otras características importantes inherentes a la arquitectura "Elbrus" – dispositivos de bajo consumo de energía.

Junto con el uso efectivo de paralelismo en la arquitectura de las operaciones de "Elbrus" dispositivo previsto implementar otros tipos (niveles) del paralelismo inherente en el proceso de cálculo:

• problemas de concurrencia en los complejos de múltiples computadoras;
• El control de concurrencia fluye en la memoria compartida;
• paralelismo vector.

Compatible con la arquitectura x86

Como requisito fundamental en la arquitectura, los desarrolladores consideran inicialmente que proporciona compatibilidad binaria eficiente con la arquitectura dominante microprocesador Intel x86. Se lleva a cabo sobre la base de una traducción dinámica oculta y su equipo de apoyo microprocesador "Elbrus". También determina las propiedades de la nueva arquitectura doméstica es el desarrollo de soporte de hardware informático seguro (módulo de programación), facilita considerablemente el trabajo de los programadores para crear grandes sistemas de software con plazos limitados.

aplicación práctica

Cuando se vaya a utilizar procesadores rusos? Se debe entender que este producto está diseñado con un solo propósito – para proporcionar un autosuficiente, independiente de la oferta y la concesión de licencias de la microelectrónica y la informática. Los ordenadores en el procesador "Elbrus" con un alto nivel de seguridad y protección contra los virus informáticos de la demanda en la industria de defensa, en los servicios de seguridad, las instituciones estatales importantes.

Mientras tanto, el sistema permite a los habituales de Windows y Linux, lo que abre el camino, si no para el consumidor medio, que el sector empresarial. MCST ofrece a los ordenadores y servidores protegidos, capaces de operar en ambientes hostiles.