اولین پردازنده روسی Baikal-T1 (عکس: baikalelectronics.ru)

ویکتور اوروسوف، معاون مونتاژکننده رایانه روسی Depo Computers، هنوز با قیمت های رسمی Baikal Electronics آشنا نیست، اما در حال آزمایش نمونه هایی از پردازنده Baikal-T1 است. او خاطرنشان می کند که پردازنده ها چندین ویژگی دارند، بنابراین مقایسه آنها با یکدیگر نادرست است. Baikal-T1 می تواند به عنوان یک تراشه برای ابزارهای ماشینی، روترها، تلفن ها یا یک تین کلاینت (کامپیوتر بدون خود) استفاده شود. قدرت پردازش). در هر مورد، پردازنده خواهد داشت آنالوگ های مختلفاوروسوف توضیح می دهد: هزینه یک پردازنده رقیب برای یک ماشین صنعتی می تواند 1.5 دلار باشد و هزینه یک پردازنده برای یک تین کلاینت می تواند دو تا سه برابر بیشتر از قیمت بایکال الکترونیک باشد.

والری شونکوف، رئیس میکروالکترونیک در دفتر طراحی آزمایشی نسل پنجم می گوید رقبای مستقیم Baikal-T1 پردازنده های سری Stratagx شرکت آمریکایی Broadcom و همچنین پردازنده های سری QorIQ T1020 Freescale هستند. این سری ها به طور ویژه برای روترها، روترها، ست تاپ باکس ها طراحی شده اند تلویزیون دیجیتال, لوازم خانگیو غیره. Shunkov می‌گوید هزینه چنین پردازنده‌هایی از Broadcom و Freescale 50-70 دلار است. به گفته وی، قیمت تا حد زیادی به اندازه دسته نیز بستگی دارد: اگر یک پردازنده 100 دلار قیمت داشته باشد، پس هنگام سفارش یک دسته 500000 یا بیشتر، "بسیار ارزان تر" خواهد بود.

کامپیوتر روسی

آژانس تاس گزارش داد، در اوایل دسامبر، کارخانه رادیویی ایژفسک دسته ای از 80 کامپیوتر Elbrus-401 را به مرکز فناوری های SPARC مسکو (MCST) که مشتری و توسعه دهنده ریزپردازنده معماری Elbrus است، تحویل داد.

دسته بعدی

اولین دسته دریافتی توسط MCST شامل 80 کامپیوتر و 20 عدد است مادربردها، در پیام ذکر شده است. بر اساس وب سایت این شرکت، در سال 2016، این کارخانه به تولید کامپیوترهای البروس ادامه خواهد داد. نماینده کارخانه این اطلاعات را به RBC تأیید کرد، اما از افشای اندازه دسته آینده خودداری کرد.

MCST کامپیوترهای Elbrus-401 را برای فروش به توسعه دهندگان سفارش داد نرم افزارکنستانتین تروشکین، نماینده MCST گفت که "برنامه انتقال آن به پلتفرم داخلی". علاوه بر این، این شرکت قبلاً به عنوان بخشی از پروژه‌های جایگزینی واردات، رایانه‌هایی را به شرکت‌های خصوصی و دولتی فروخته است: این سازمان‌ها در حال بررسی امکان انتقال انواع مختلف هستند. سیستم های اطلاعاتیبه سکوی البروس

روسی به معنای گران است

تولید کامپیوتر در روسیه این لحظهتروشکین شکایت می کند که بسیار گران تر از چین، به خصوص در حجم های کوچک. اکنون هزینه تولید یک "البروس-401" "چند هزار دلار" هزینه دارد. او از ذکر مبلغ دقیق خودداری کرد. "Elbrus-401" همچنین در یک شرکت دیگر - FSUE "Oktyabr" در Kamensk-Uralsky تولید شد. منطقه Sverdlovsk(تولید تجهیزات الکترونیکی برای مجتمع های هوانوردی، صنعت، انرژی، نفت و گاز، برد مدار چاپیو محصولات دیگر).

صد کامپیوتر

نماینده MCST تأکید کرد که در مجموع بیش از 100 رایانه Elbrus-401 در حال حاضر در روسیه کار می کنند. او از بیان اینکه چه تعداد رایانه در سال آینده عرضه خواهد شد، خودداری کرد. به گفته تروشکین، MCST هنوز دستگاه های خود را به خارج از کشور صادر نکرده است.

رقیب اصلی روسی Baikal Electronics، MCST، در سال 2014 یک دسته آزمایشی از ریزپردازنده های Elbrus-8C خود را با فناوری تولید 28 نانومتری منتشر کرد، اما آنها هنوز به تولید انبوه نرسیده اند. تنها مشخص است که اولین دسته از رایانه های Elbrus-401 که توسط کارخانه رادیویی Izhevsk در نوامبر 2015 به تعداد 80 قطعه منتشر شد، مجهز به ریزپردازنده Elbrus-8C است. کنستانتین تروشکین، نماینده مرکز مسکو برای فناوری های SPARC (MCST)، به RBC گفت که آنها شروع به فروش پردازنده ها به شرکت های خصوصی و دولتی کردند (نام آنها فاش نشد)، هزینه Elbrus-8C بیش از 60 دلار است، زیرا، بر خلاف محصولات Baikal Electronics، برای سرورها طراحی شده است کامپیوترهای رومیزی.

هلدینگ GS Group که تجهیزاتی را برای تلویزیون پولیآندری بزروکوف، مدیر بازاریابی استراتژیک در این شرکت، به RBC گفت، جنرال ماهواره در تولید ستاپ باکس های دیجیتال از پیشرفت های خاص خود استفاده می کند - ریزپردازنده نانوتک SiP Amber GS. وی تصریح کرد: چندین عنصر فعال در داخل ریزپردازنده چند تراشه ای از جمله اجزای خارجی STMicroelectronics و Mstar وجود دارد. Bezrukov ادعا می کند که هزینه GS Nanotech SiP Amber ده برابر کمتر از پردازنده Baikal-T1 است. او گفت، اما مرکز توسعه و تولید میکروالکترونیک GS Nanotech (با بودجه GS Group) در حال تعامل با Baikal Electronics در مورد استفاده از پیشرفت های آنها در دستگاه های تماشای تلویزیون از "صفحه دوم" مانند تبلت است.

چه کسی مالک بایکال الکترونیکس است

شرکت Baikal Electronics در منطقه کراسنوگورسک در منطقه مسکو ثبت شده است که 75٪ متعلق به T-Platforms و 25٪ متعلق به T-Nano است. 50 درصد T-Nano متعلق به Rosnano و همان T-Platforms است.
T-Platforms در سال 2002 توسط Vsevolod Opanasenko تاسیس شد. امروز او مالک 75٪ از این شرکت و 25٪ - Vnesheconombank (از پایان سال 2010) است. بنابراین، خود Opanasenko به طور غیرمستقیم 68.75٪، VEB - 18.75٪، و Rosnano - 12.5٪ از Baikal Electronics را کنترل می کند.

دستور دولت برای کمک

در پایان آگوست 2015 بایکال الکترونیک اعلام کرد که شورای کارشناسی صندوق توسعه صنعتی 500 میلیون روبل وام به این شرکت تصویب کرده است. برای تولید پردازنده با قیمت بازار، پردازنده داخلی عملکرد بالایی دارد، بنابراین این محصول به بازارهای خارجی نیز عرضه خواهد شد: این شرکت گفت که برنامه ریزی شده است تا سال 2020 حداقل 5 میلیون دستگاه به فروش برسد.

گلب میشین، مدیر عامل Lenovo در روسیه، کشورهای مستقل مشترک المنافع و اروپای شرقی می گوید، اگر دولت مقامات مالی را در خرید تجهیزات کامپیوتری محدود کند، ایجاد دستگاه هایی بر اساس پردازنده های Baikal Electronics منطقی است. او معتقد است در غیر این صورت، محصولات از نظر قیمت رقابتی نخواهند بود.

همکار RBC در یکی دیگر از شرکت های خارجی تولید کننده لوازم الکترونیکی با این موضوع موافق است. به گفته وی، در حالی که سازمان های دولتی در روسیه وجود یک پردازنده روسی را به عنوان پیش نیاز برای خرید دولتی تجهیزات نشان نمی دهند، رقابت بایکال الکترونیک با سایر بازیگران بازار دشوار خواهد بود. همکار RBC می گوید: "اگر فردا دفتر شهردار و وزارت دفاع اعلام کنند که رایانه ها را فقط روی پردازنده بایکال خریداری می کنند، همه با Baikal Electronics همکاری خواهند کرد."

به عنوان بخشی از برنامه جایگزینی واردات، دولت واقعا می تواند حمایت کند تولید کنندگان داخلیمیشین معتقد است. به گفته وی، لنوو منتظر ظهور بیشتر است پردازنده قدرتمندبایکال الکترونیک. شرکت روسیقرار است چهار پردازنده را عرضه کند که یکی از آنها برای آن طراحی شده است کامپیوترهای شخصی(لپ تاپ و دسکتاپ)، او می داند. دستگاه‌های لنوو را می‌توان با آنها تطبیق داد، اما اگر سازنده پردازنده قیمت رقابتی ارائه دهد یا تقاضا برای چنین دستگاه‌هایی از سوی دولت وجود داشته باشد، شرکت این کار را انجام می‌دهد - در این مورد، لنوو آماده خرید پردازنده‌ها حتی با قیمت بالاتر است.

در سال 2016، Baikal Electronics نیز قرار است نمونه مهندسی این پردازنده را ارائه دهد. فن آوری پیشرفته Malafeev گفت: 28 نانومتری Baikal-M برای کامپیوترهای رومیزی مبتنی بر معماری ARM. تعداد هسته های موجود در آن به هشت عدد خواهد رسید. علاوه بر این، تا پایان سال 2017، یک پردازنده برای میکروسرورهای Baikal-MS باید در بازار ظاهر شود، Vsevolod Opanasenko، موسس Baikal Electronics، پیشتر به RBC گفت. این برنامه های این شرکت همچنان به قوت خود باقی است، اما Baikal Electronics فاش نمی کند. جزئیات.

بازار پردازنده در اعداد

7.9 میلیونپردازنده های کامپیوترهای شخصی که توسط سازندگان AMD و Intel به روسیه عرضه می شود
در سال 2014

3.89 میلیارد دلاربه حجم بازار پردازنده های کامپیوتری وارداتی در سال 2014 می رسد

20.9 میلیارد دلارطبق گزارش Strategy Analytics، در سال 2014 به بازار جهانی پردازنده های گوشی های هوشمند رسید

4.2 میلیارد دلاربرابر با بازار بود
پردازنده های تبلت در سال 2014

$60 هزینه پردازنده روسی Baikal-T1 خواهد بود

100 میلیارد دلاردر سال 2015 از معاملات M&A در بازار ریزپردازنده ها بهتر عمل کرد

منابع: IDC، Strategy Analytics، Baikal Electronics

ماهواره های خصوصی روسیه به فضا رفتند

در 22 دسامبر، مشخص شد که شرکت فضایی خصوصی روسی Dauria Aerospace قراردادی را برای فروش ماهواره‌های سری Perseus-M که قبلاً به مدار زمین پرتاب شده بودند، به شرکت آمریکایی Aquila Space تکمیل کرد. این معامله شامل مجوزهای فناوری نیز می شد. هزینه کل معامله بسته به میزان هزینه مجوز از 4.35 میلیون دلار تا 6 میلیون دلار خواهد بود.

ما خوشحالیم که شاید اولین قرارداد فضایی خصوصی اجرا شده در روسیه را تکمیل کنیم. پرتاب موفقیت آمیز ماهواره ها، عملیات بعدی آنها در مدار و در نهایت پیاده سازی، تاییدی بر شایستگی و سطح فناوری تیم داوریا است. این یک معامله بسیار موفق برای ما است.»

نانوماهواره های Perseus-M1 و Perseus-M2 در ژوئن 2014 توسط پرتابگر Dnepr به مدار پرتاب شدند. محموله Perseus-M یک گیرنده سیگنال سیستم شناسایی خودکار است که در کشتی های اقیانوسی و رودخانه های بزرگ برای جلوگیری از برخورد و اطلاع کاربران جاده در آب استفاده می شود.

پردازنده روسی Elbrus-8C

عصر بخیر، خوانندگان عزیز. موضوع امروز برای وطن پرستان مشتاق بسیار جالب خواهد بود. برو روسیه!!! و امروز در مورد پردازنده های روسی صحبت خواهیم کرد " البروس"و" بایکال". مایه تاسف است که مقاله دیگر نمی تواند نامیده شود " پردازنده ها تولید روسیه "، زیرا در واقع آنها در شرق آسیا (مانند اکثر لوازم الکترونیکی رهبران جهان) تولید می شوند و نه در روسیه. اما می توان به این واقعیت افتخار کرد که روسیه یکی از معدود کشورهایی در جهان است که قادر به توسعه ریزپردازنده های خود است، زیرا آینده پشت سر آنهاست.

و در بین شما کسانی هستند که برای جستجوی مقاله عبارت " پردازنده های روسی"؟ اگر در مورد مردم صحبت کنیم، پس همه روس ها روسی نیستند". و اگر در مورد پردازنده ها صحبت کنیم، آنها روسی. اینفا 100% بررسی کردم!

پس امروز چه داریم؟ و امروز نیمه اول سال 2017 را داریم و پردازنده های روسی بی قرار در حال توسعه هستند.

پردازنده های روسی "Processor-9" با پشتیبانی از حافظه DDR4

در زیرنویس چه می بینیم؟ با پشتیبانی! این به معنای چیزی بیش از آنچه است پردازنده-9به طور مستقیم با غول های موجود اینتل و AMD رقابت خواهد کرد. در اینجا واقعاً می توانید به روسیه افتخار کنید.

Processor-9 چیست؟ این اسم رمز برترین پردازنده روسی است Elbrus-16Sاز MCST قرار است تولید آن در سال 2018 آغاز شود. دو گزینه پردازنده با 8 و 16 هسته وجود خواهد داشت. به طور کلی ویژگی های پردازنده به شرح زیر است:

مشخصات فنی اصلی پردازنده Elbrus-16C (Processor-9)

پیش از این، رایانه های مبتنی بر پردازنده های روسی Elbrus- 4 ج، اما آنها هزینه گزافی دارند. این به این دلیل بود که تولید انبوه پردازنده ها ایجاد نشد. این رایانه ها مدل های آزمایشی بودند و بنابراین تا 400000 روبل قیمت داشتند. در مورد Elbrus-16C، تولید انبوه پردازنده ها در تایوان وضعیت را اصلاح خواهد کرد. علاوه بر این، سازنده باید درک کند که در چنین قیمتی نمی توان بحث رقابتی را مطرح کرد.

چرا ما اطلاعات مربوط به کل خط پردازنده های Elbrus را با هم مقایسه نمی کنیم؟ جالبه واقعا

همچنین پیشرفت هایی در پردازنده هایی وجود داشت که گواهینامه ایالتی را رد نکردند. اما این خیلی وقت پیش بود و درست نبود.

نظر شما در مورد پردازنده های روسی چیست؟ آیا فقط به این دلیل که روسی است کامپیوتری به قیمت 400000 تومان می خرید؟ بنویس، بیایید در مورد این موضوع صحبت کنیم.

پردازنده های روسی البروس در مقایسه با اینتل

من می دانم که بسیاری از افراد علاقه مند به مقایسه پردازنده های روسی با پردازنده های اینتل هستند. هیچ چیز تعجب آور نیست، روس ها مردمی مغرور هستند و بنابراین ما می خواهیم دستاوردهای خود را با بهترین ها مقایسه کنیم. ولی اینتلاینها فقط در دنیای پردازنده های کامپیوتری هستند.

به طور کلی، صفحه خاصی در شبکه سرگردان است و پردازنده های Elbrus را با اینتل مقایسه می کند، اما خودتان تصمیم بگیرید که چقدر قابل اعتماد است. همانطور که متوجه شدم، این جدول جدید نیست، زیرا مقایسه با جدیدترین پردازنده های اینتل انجام نمی شود، اما برخی از آنها را هنوز نمی توان قدیمی نامید. علاوه بر این، برخی از آنها پردازنده های سرور قدرتمندی هستند. اینتل زئون. در جدول می توانید مشخصات فنی اصلی و همچنین عملکرد پردازنده ها را در گیگافلاپ مقایسه کنید.

به طور کلی، در اینجا خود جدول مقایسه پردازنده آمده است. من آن را به شکلی که در آن یافتم درج می کنم، سخت قضاوت نکنید. حیف است که فقط مقایسه البروس و اینتل وجود دارد و پردازنده های بایکال وجود ندارد، اما فکر می کنم هنوز علاقه مندانی هستند که این نقص را اصلاح کنند.

پردازنده های روسیالبروس: مقایسه با اینتل

پردازنده های روسی Baikal-T1 و Baikal-M

اگر پردازنده‌های البروس صرفاً برای رایانه‌ها در نظر گرفته شده و آماده رقابت با تولیدکنندگان دیگر هستند، پردازنده‌های بایکال بیشتر برای بخش صنعتی در نظر گرفته شده‌اند و با چنین رقابت شدیدی روبرو نخواهند شد. با این حال، پردازنده های Baikal-M در حال حاضر در حال توسعه هستند که می توانند برای رایانه های شخصی رومیزی استفاده شوند.

پردازنده Baikal-T1

به گفته بایکال الکترونیک، پردازنده ها بایکال-T1می تواند برای روترها، روترها و سایر تجهیزات مخابراتی استفاده شود تین مشتریانو تجهیزات اداری، برای مراکز چند رسانه ای، سیستم های CNC. در اینجا پردازنده ها هستند بایکال-اممی تواند به قلب کامپیوترهای کاری، اتوماسیون صنعتی و مدیریت ساختمان تبدیل شود. در حال حاضر جالب تر! ولی اطلاعات دقیقدر باره مشخصات فنینه هنوز. ما فقط می دانیم که بر روی 8 هسته ARMv8-A اجرا می شود و حداکثر هشت هسته خواهد داشت هسته های گرافیکی ARM Mali-T628 و، که همچنین مهم است، سازندگان قول می دهند که آن را بسیار کارآمد در مصرف انرژی کنند. بزار ببینیم چی میشه.

در حین نوشتن مقاله، درخواستی از بایکال الکترونیکس JSC دادم و دیری نپایید که پاسخ آن را دریافت کرد. مالافیف آندری پتروویچ عزیز (مدیر روابط عمومی و رویدادهای شرکتی) لطفاً با ما به اشتراک گذاشت آخرین اطلاعات در مورد پردازنده Baikal-M.

اولین نمونه های مهندسیاین شرکت قصد دارد پردازنده Baikal-M را در پاییز امسال عرضه کند. و سپس نقل قول می کنم تا به هیچ وجه اصل اطلاعات را تحریف نکنم:

- شروع نقل قول -

پردازنده Baikal-M یک سیستم بر روی یک تراشه است که شامل هسته های پردازشگر کم مصرف با معماری ARMv 8، یک زیر سیستم گرافیکی و مجموعه ای از رابط های پرسرعت است. Baikal-M می تواند به عنوان یک پردازنده قابل اعتماد با قابلیت های حفاظت از داده های گسترده در تعدادی از دستگاه ها در بخش های B 2C و B2B استفاده شود.

زمینه های کاربردی بایکال-M

• مونو بلوک، ایستگاه کاری، ایستگاه کاری گرافیکی.
• خانه (دفتر) مرکز رسانه؛
• سرور و ترمینال ویدئو کنفرانس؛
• میکرو سرور؛
• NAS در سطح شرکت های کوچک؛
• روتر / فایروال

درجه بالای یکپارچگی پردازنده Baikal-M امکان توسعه محصولات فشرده را فراهم می کند که در آن پردازنده داخلی بیشترین ارزش افزوده را به خود اختصاص می دهد. دسترسی اطلاعات کاملدر مورد طراحی منطقی و توپولوژی فیزیکی تراشه، در ترکیب با نرم افزار قابل اعتماد و راه حل های سخت افزاری مرتبط، به پردازنده اجازه می دهد تا به عنوان بخشی از سیستم های طراحی شده برای پردازش اطلاعات محرمانه استفاده شود.

نرم افزار قابل اجرا

پذیرش گسترده معماری ARMv8 (AAarch64) امکان استفاده از مقدار زیادینرم افزار کاربردی و سیستمی آماده سیستم عامل های لینوکس و اندروید از جمله در سطح توزیع ها و بسته های باینری پشتیبانی می شوند. تعداد زیادی دستگاه PCIe و USB در دسترس هستند. بسته نرم افزاری ارائه شده توسط Baikal Electronics شامل هسته لینوکس به صورت منبع و کامپایل شده و همچنین درایورهای کنترلرهای ساخته شده در Baikal-M است.

ویژگی های اصلی پردازنده Baikal-M

• 8 هسته ARM Cortex-A57 (64 بیت).
• فرکانس کاری تا 2 گیگاهرتز
• پشتیبانی سخت افزاری برای مجازی سازی و فناوری Trust Zone در سطح کل SoC.
• رابط حافظه – دو کانال 64 بیتی DDR3/DDR4-2133 با پشتیبانی ECC
• حافظه کش - 4 مگابایت (L2) + 8 مگابایت (L3).
• پردازنده گرافیکی هشت هسته ای Mali-T628.
• مسیر ویدیویی با پشتیبانی از HDMI، LVDS
• رمزگشایی ویدیوی سخت افزاری
• کنترلر یکپارچه PCI Expressپشتیبانی از 16 خط PCIe Gen. 3.
• دو کنترلر اترنت 10 گیگابیتی، دو کنترلر اترنت گیگابیتی. پشتیبانی کنترلرها شبکه های مجازی VLAN و اولویت بندی ترافیک
• دو کنترلر SATA 6G هر کدام تا 6 گیگابیت بر ثانیه.
• 2 کانال USB v.3.0 و 4 کانال USB v.2.0.
• پشتیبانی از حالت بوت مورد اعتماد
• شتاب دهنده های سخت افزاری که از GOST 28147-89، GOST R 34.11-2012 پشتیبانی می کنند.
• مصرف برق - حداکثر 30 وات.

- پایان نقل قول -

دوستان چی میگید آیا پردازنده های روسی شما را تحت تاثیر قرار دادند یا شما را بی تفاوت گذاشتند؟ من شخصاً به آینده بزرگ فناوری های دیجیتال روسیه اعتقاد دارم!

تا آخر خوندی؟

این مقاله به شما کمک کرد؟

نه واقعا

دقیقا چه چیزی را دوست نداشتید؟ آیا مقاله ناقص بود یا نادرست؟
در نظرات بنویسید و ما قول می دهیم که بهتر شویم!

اول از همه، خواندن دو مقاله به معنای واقعی کلمه در هابره توصیه می شود: یکی ("صنعت میکروالکترونیک در روسیه") و دو ("چرا تقریباً هیچ تولید صنعتی / تجاری پیشرفته در روسیه وجود ندارد؟"). به طور کلی، آنها هنوز هم مرتبط هستند - با اصلاحات در برخی از اعداد، اما ماهیت، با این حال، تغییر نکرده است. همچنین مفید است که با تاریخچه تصمیماتی که در اتحاد جماهیر شوروی گرفته شده است - حداقل به عنوان مثال NICEVT آشنا شوید. به یاد بیاورید که در دهه 60 آنها به این نتیجه رسیدند که لازم است مجموعه ای از رایانه های قدرتمند و یکپارچه با یک معماری واحد (رایانه های ES) ایجاد شود و سیستم IBM / 360 به عنوان مبنایی برای چنین چیزی انتخاب شد ، اگرچه بسیاری هنوز این را در نظر می گیرند. انتخاب ناموفق بود، زیرا امیدها برای استفاده مجدد از نرم افزار شخص ثالث در پایان محقق نشد. علاوه بر این، به گفته برخی از محققان، هزینه نرم افزار بسیار بالاتر از هزینه سخت افزار است. این داستان چندین دارد تفاوت های ظریف مهم. اولاً، در آن زمان کاملاً قانونی بود، زیرا معمولاً یک طرح خاص بود که ثبت اختراع می شد و نه خود معماری. یک دفتر نمایندگی IBM در اوایل یک سال در اتحاد جماهیر شوروی ظاهر شد و تجهیزات نیز خریداری شد.

ثانیا، انتخاب یک معماری خاص بیش از یک سال طول کشید. رقیب IBM در این موضوع، ICL بریتانیا بود که آماده فروش لایسنس با تمام اسناد و کدهای منبع بود. از قضا، در سال 1991، خود ICL سهمی از کارخانه کامپیوترهای الکترونیکی کازان را خرید و یک سرمایه گذاری مشترک ایجاد کرد. و پس از لغو شرکت مادر در سال 2013، تنها بخش روسی که رشد زیادی کرده بود، تحت این نام تجاری شروع به کار کرد. سرانجام ، ثالثاً ، در اتحاد جماهیر شوروی ، توسعه سیستم های محاسباتی خود به هیچ وجه رها نشد ، اگرچه توجه کمتری به این امر شد. علاوه بر این، کلون‌های PDP به زودی از IBM پیروی کردند و سپس به طور کلی شروع به کپی کردن تمام معماری‌ها، پردازنده‌ها، رایانه‌های شخصی، میکروکنترلرها، تجهیزات جانبی، نرم‌افزارها و غیره کردند که حداقل تا حدودی در بازار غرب قابل توجه بود.

اغلب بدون توجه به اختراعات و مجوزها. همه چیز با درجات مختلف موفقیت انجام شد. چیزی بهبود یافت، چیزی بدتر شد، اما در نهایت همه چیز به این صورت یا آن گونه کار کرد و مهمتر از آن، از نقطه نظر اقتصادی، کاملاً موجه بود. اگرچه مقدار زیادی خریداری شد، البته نه همیشه و نه کاملاً قانونی. از سوی دیگر، در رابطه با اتحاد جماهیر شوروی از سال 1980، در چارچوب برنامه CoCom (CoCom) ممنوعیت هایی از جمله تامین تجهیزات کامپیوتری اعمال شد. اگر به تاریخ علاقه دارید، می توانید آشنایی خود را با کتاب آغاز کنید. فناوری اطلاعاتدر اتحاد جماهیر شوروی خالقان فن آوری کامپیوتر شوروی» نوشته Y. Revich. پس از فروپاشی، وضعیت به طور چشمگیری تغییر کرد - تقریباً همه چیز را می توان خریداری یا مجوز داد، اگر پول وجود داشت.

⇡ مال ما یا نه؟

در نتیجه، اغلب اختلافات ایجاد می شود. اگر مثلاً مجوزی برای هسته‌ها و سایر بلوک‌های IP خریداری کرده‌اید، کل طرح را به ذهنتان آورده‌اید و آن را برای تولید به خارج از کشور ارسال کرده‌اید، پس آیا این یک محصول داخلی است - یا نه؟ و اگر خودتان مداری برای سیستم فرماندهی شخص دیگری ساخته اید؟ و اگر آنها به طور کامل همه چیز، همه چیز را خریدند، اما آنها در روسیه تولید می شوند؟ در پیش نویس وزارت صنعت و تجارت به طور خلاصه طبقه بندی دو سطحی فرض شده است. در هر دو مورد، شرکت توسعه از نظر قانونی موظف است روسی باشد. برای تراشه های سطح 1، باید توسعه یابد "ساختار، منطقی و (یا) الکتریکی مدارتوپولوژی،<…>بر"، آ "تولید یک مدار مجتمع، از جمله چرخه ترانزیستور و ساخت لایه های متالیزاسیون، در قلمرو فدراسیون روسیه انجام می شود.". در عین حال، خرید مجوز از هر شرکتی کاملاً امکان پذیر است.

برای تراشه های سطح دوم، همه چیز تا حدودی ساده تر است. در اینجا لازم است که حقوق توپولوژی در فدراسیون روسیه باشد و ریز مدارها را می توان در هر جایی تولید کرد، اما تنها در صورتی که پایگاه تولید مورد نیاز در داخل کشور وجود نداشته باشد. معیارها در واقع کاملاً منصفانه هستند، زیرا خرید مجوزها و بلوک های آماده حتی نیمی از کار نیست. "منطق" انتزاعی را به تولید انبوه "سیلیکون" ترجمه کنید، همه اینها را در طول مسیر ارائه دهید پلت فرم نرم افزاریبسیار دشوار است، به ویژه در هنگام کاهش فرآیند فنی. علاوه بر این، به دلایلی، بسیاری از مردم دوست دارند به طور خاص در مورد ریزپردازنده ها صحبت کنند، اما ده ها دسته دیگر یا بلوک های IP را فراموش می کنند - برخی از میکروکنترلرها یا فقط کنترل کننده های محیطی / اتوبوس اهمیت کمتری ندارند. ترس از معرفی نشانک ها در کد منبع یا در مرحله تولید خارجی بی اساس نیست، اما، ظاهرا، اجرای آنها بسیار دشوار است، یا به راحتی قابل تشخیص است - خوب، یا هر دو. و به طور کلی، بردارهای حمله بسیار بیشتری وجود دارد.

علاوه بر این، هنوز یک منطقه بزرگ و مهم برای ایجاد محصولات نهایی، راه حل ها، سیستم ها وجود دارد. به عنوان مثال، YADRO در حال ایجاد سیستم های ذخیره سازی بر اساس پلت فرم OpenPOWER است. او آشکارا در مورد برخی از جنبه های کار خود صحبت می کند. با این حال، شرکت نپذیرفت برای مدت طولانی، اما به نظر می رسد که این راه حل های او در مجموعه Kupol است که برای پیاده سازی بسته Yarovaya در شبکه Megafon استفاده می شود. این نیز یک کار مهندسی عظیم و نمونه ای از جایگزینی واردات است. با این حال، با دومی، همه چیز آنقدر هموار نیست. از سوی دیگر، جایگزینی همیشه ضروری نیست. البته خوب است که با تلاش برای رقابت در بخش غیرنظامی با بازیگران اصلی غربی، غرور خود را سرگرم کنیم، اما از نظر اقتصادی صرفاً خودکشی است.

بنابراین، آنها فقط در مناطق بحرانی سرمایه گذاری می کنند که در صورت تحریم، خطر باقی ماندن وجود دارد: مجتمع نظامی-صنعتی و مجتمع سوخت و انرژی در وهله اول، و همچنین در ارتباطات، پزشکی. ، و فضا. این، به هر حال، با چندین ویژگی دیگر بازار ما مرتبط است. اولاً یافتن اطلاعات عمومی دقیق در مورد حجم واقعی تولید و مشتریان خاص تقریباً غیرممکن است. ثانیاً، بسیاری از محصولات دارای طراحی مقاوم در برابر تشعشع، رژیم دمای عملیاتی طولانی و سایر لذت ها هستند. ثالثاً، اکثر توسعه دهندگان به طور رسمی شرکت های تجاری مستقل هستند، اما اغلب به نظر می رسد که آنها در واقع به طور مستقیم یا غیر مستقیم از تنها مشتری - دولت و ساختارهای آن - پول دریافت می کنند. به عبارت دیگر همیشه و همه جا در بازار جهانی قابل رقابت نیستند.

⇡ آیا نیاز به کار بیشتر دارید؟

به ویژه، تولید داخلی میکروالکترونیک اغلب به دلیل عدم وجود فرآیندهای فنی مدرن مورد سرزنش قرار می گیرد. در میان کارخانه های بزرگ Mikron، Angstrem و Angstrem-T وجود دارند که استانداردهای تا 90 نانومتر در دسترس هستند و روزی 65 نانومتر نیز ظاهر خواهند شد. سایت‌های تولید کوچک‌تر دیگری برای درجه میکرومتر یا استانداردهای ضخیم‌تر وجود دارد. به طور طبیعی، برای الکترونیک واقعاً پیچیده مانند یک CPU یا SoC، فرآیند فنی می تواند حیاتی باشد، اما برای هر چیز دیگری، این امر همیشه صادق نیست. به طور کلی، اکثریت قریب به اتفاق شرکت‌های توسعه الکترونیک مدت‌هاست که به مرحله بی‌سابقه گذر کرده‌اند و تولید را در اختیار متخصصان گذاشته‌اند یا در ابتدا در ساخت کارخانه‌های خود سرمایه‌گذاری نکرده‌اند.

آخرین گزارش سه ماهه دوم TSMC یک تصویر خوب ارائه می دهد. استانداردهای مدرن 10 نانومتر تنها 13 درصد از درآمد را به خود اختصاص می دهند، 16/20 نانومتر و 28 نانومتر به ترتیب 25 درصد و 23 درصد را به همراه دارند. در همان زمان، خطوط در 250 نانومتر و ضخامت بیشتر همچنان حفظ می شوند. لطفاً توجه داشته باشید که گزارش مربوط به پول است، نه تعداد کریستال ها یا صفحات. فرآیندهای فنی قدیمی‌تر از فرآیندهای مدرن ارزان‌تر هستند، بنابراین در واقعیت، حجم عرضه تراشه‌های با ترانزیستورهای بسیار کوچک به طور قابل‌توجهی کمتر از موارد با ترانزیستورهای نسبتا بزرگ است. دنبال کردن "ظرافت" به همین سادگی فایده ای ندارد. با این دانش می توانید شروع به آشنایی با محصولات داخلی کنید. تا حدی، ما CPU ها و SoC ها را بر اساس معماری های خارجی در نظر خواهیم گرفت و به نوبه خود به پیشرفت های خودمان خواهیم پرداخت. این بررسی فقط شامل جالب ترین و قابل توجه ترین راه حل ها و همچنین چندین معماری اصلی و DSP است. تمام اطلاعات از منابع باز به‌دست می‌آیند و برخی از جزئیات فنی برای سهولت درک، حذف شده یا عمداً ساده شده‌اند.

این هفته، وزارت بازرگانی صنعتی یارانه ای 150 میلیون روبلی به T-Platforms صادر کرد که برای توسعه یک لپ تاپ سنگین که از پردازنده های داخلی بایکال استفاده می کند، استفاده می شود.

به گفته اسلوودل، سخت افزار داخلی در تعدادی از معیارهای مهم از همتایان غربی برتری خواهد داشت.

لپ تاپ "فان ناپذیر".

T-Platforms پس از اعمال تحریم های کشورهای غربی به عنوان بخشی از دوره جایگزینی واردات، فعالیت فعال خود را آغاز کرد و تاکنون چندین پروژه را اجرا کرده است. این شرکت در حال حاضر در حال توسعه دو پروژه است. اولین مورد به یک لپ تاپ اختصاص داده شده است که بر اساس پردازنده Intel x86 ایجاد شده است، پروژه دوم یک توسعه کاملاً داخلی بر اساس پردازنده Baikal-M از Baikal Electronics، یکی از شرکت های تابعه T-Platforms است. در این صورت، لپ تاپ ها روی عملیات کار خواهند کرد سیستم لینوکس، اما بنا به درخواست مشتریان، ویندوز 10 را تعبیه می کنند.

تمام پیشرفت های این شرکت توسط شرکت های داخلی با زیرساخت ها و افرادی که در شرایط سخت کار می کنند استفاده می شود.

«در بخش‌های خاصی، چنین فناوری رایانه‌ای قطعاً مورد تقاضا است، لپ‌تاپ‌های «صنعتی» برای اکتشاف میدان، تولید گاز و نفت مورد نیاز هستند، جایی که شرایط سخت، از جمله آب و هوا، اما سوال، البته، قیمت این است: آیا لپ تاپ های روسی با توجه به رقابتی خواهند بود آنالوگ های خارجی. سوتلانا آپولونووا، رئیس هیئت مدیره انجمن تولیدکنندگان تجهیزات و ابزار الکترونیکی می‌گوید: اگر می‌خواهیم اقتصاد خود را توسعه دهیم، باید فناوری‌های خود را داشته باشیم، نه برای بومی‌سازی محصولات وارداتی، بلکه برای تولید تجهیزات خودمان.

طبق محاسبات توسعه دهندگان، حداقل یک سال طول می کشد تا یک لپ تاپ "صنعتی" بسازند.

برای تغییراینتل

پیش از این، این شرکت پردازنده دو هسته ای روسی Baikal-T1 را بر اساس هسته 32 بیتی MIPS Warrior توسعه داد. به گفته نمایندگان هلدینگ روسی "Rikor" الکسی وانین، قیمت پردازنده های داخلی در 50 دلار متفاوت خواهد بود، در حالی که همان پردازنده اینتل Core i3-3110M اکنون 100 دلار است. ترکیبی از پردازنده و رابط های پرسرعت به تراشه اجازه می دهد تا به سرعت و با سرعت کار کند حداقل هزینهانرژی. سازنده ادعا می کند که پردازنده روسی بسیار رقابتی است.

سال گذشته، یک دسته ساخت روسیه به مرکز کامپیوتر آلمانی Forschingszentrum Julich، دانشگاه ایالتی نیویورک در استونی بروک، دانشگاه فنی ریگا و مرکز ابررایانه‌ای فنلاند CSC-IT مرکز علوم فرستاده شد.

همچنین مذاکراتی با سازنده روسی گوشی های هوشمند Yota Devices در جریان است. بنیانگذار Baikal Electronics Vsevolod Opanasenko توضیح داد:

اگر به توافق برسیم، توسعه یک پردازنده برای دستگاه های تلفن همراه را آغاز خواهیم کرد.»

اکنون بیش از 100 شرکت به پردازنده های روسی علاقه مند هستند، از جمله شرکت های تایوان و تعدادی از شرکت های اروپایی. در عین حال، طبق آمار، فروش پردازنده های اینتل و AMD در روسیه رو به کاهش است.

یکی از شرکت های تابعه بایکال الکترونیک با مشارکت Rostec و Rusnano از سال 2014 ریزپردازنده های Baikal را برای رایانه های شخصی و ریز سرورها ایجاد کرده است. در آگوست 2015، شورای کارشناسی صندوق توسعه صنعت وام 500 میلیون روبلی را به منظور تولید انبوه پردازنده بایکال-T1 تصویب کرد. تا سال 2020 حداقل 5 میلیون از این پردازنده ها وارد بازار خواهند شد.

همه به این واقعیت عادت کرده اند که بازار ریزپردازنده ها توسط سه سازنده بزرگ آمریکایی اداره می شود: اینتل، AMD و IBM. واقعا هست! با این حال، این بدان معنا نیست که هیچ کس دیگری ریزپردازنده تولید نمی کند. به عنوان یک قاعده، اکثر کشورهای توسعه یافته تولید کنندگان "دولتی" خود را دارند مدارهای یکپارچه. نباید فکر کنید که آنها سعی می کنند به نوعی با "سه نفر بزرگ" رقابت کنند - به هیچ وجه. دلیل توسعه و تولید داخلی پردازنده ها تا حدودی متفاوت است، یعنی نیاز به تولید راه حل های خود برای صنایع دفاعی، جایی که استفاده از پایگاه داده الکترونیکی خارجی به دلایل امنیت ملی ممنوع است.

البته این وضعیت برای روسیه نیز معمول است. راه حل اصلی داخلی پردازنده های مبتنی بر معماری Elbrus هستند که توسط MCST در حال توسعه هستند. در پایان ماه آوریل، عرضه قریب الوقوع مدل چهار هسته ای Elbrus-4C اعلام شد که در مطالب امروز مورد بحث قرار خواهد گرفت.

با این حال، برای شروع، به گذشته برمی گردیم و نگاهی به چگونگی تولد معماری البروس خواهیم داشت.

پردازنده البروس ساخت MCST

داستان

کار بر روی معماری البروس بیش از 40 سال پیش، یعنی در سال 1973 آغاز شد. این کار در داخل دیوارهای مؤسسه مکانیک ظریف و مهندسی کامپیوتر Lebedev (ITMiVT) تحت هدایت آکادمیک Vsevolod Sergeevich Burtsev، دانشمند مشهور در زمینه سیستم های کنترل و طراحی رایانه های جهانی انجام شد. البته "سفارش" برای این نوع تجهیزات کامپیوتراز ارتش آمده است

Vsevolod Burtsev - مردی که در ریشه های معماری البروس ایستاده است

عرضه اولین نسل از کامپیوترها با معماری البروس در سال 1980 انجام شد. ویژگی آنها یک معماری مقیاس پذیر بود: آنها از عملکرد موازی حداکثر 10 پردازنده به طور همزمان پشتیبانی می کردند. مقدار رم 64 مگابایت (یا 220 کلمه ماشینی) بود و سرعت چنین کامپیوتری به 12 میلیون کار در ثانیه می رسید.

کامپیوتر البروس

با این حال، نوآوری اصلی البروس معماری فوق‌اسکالر آن بود - برای اولین بار در رایانه‌ها استفاده شد. همانطور که بعداً مشخص شد، در آن زمان IBM قبلاً پیشرفت هایی در این زمینه داشت، اما آنها به دلایل مختلف نتوانستند معماری فوق اسکالر را به راه حل های انبوه برسانند. بنابراین، سازندگان آمریکایی تنها در دهه 1990 شروع به استفاده از معماری فوق اسکالر کردند. اولین دستگاه های انبوه با این معماری بودند پردازنده های اینتلپنتیوم.

پردازنده پنتیوم اولین طراحی اینتل بود که از معماری فوق اسکالر استفاده کرد.

پنج سال پس از عرضه اولین نسل از پردازنده ها، توسعه کامپیوتر Elbrus-2 به پایان رسید. از نظر معماری، تفاوت چندانی با Elbrus-1 نداشت، اما آنها از یک پایه عنصر متفاوت استفاده کردند، که باعث شد عملکرد پردازنده های جدید را بیش از 10 برابر افزایش دهد - تا 125 میلیون عملیات در ثانیه. میزان رم کامپیوتر نیز افزایش یافت: از 64 مگابایت به 144 مگابایت و توان عملیاتیکانال های ورودی/خروجی 120 مگابایت بر ثانیه بود.

Elbrus-2 مانند سلف خود برای استفاده در صنایع دفاعی در نظر گرفته شده بود. در نتیجه، رایانه در مرکز کنترل پرواز فضایی و همچنین در مراکز تحقیقات هسته‌ای در Arzamas-16 و Chelyabinsk-70 به کار گرفته شد. علاوه بر این، نسخه دیگری از Elbrus-2 وجود داشت که برای کارهای ساده تر بهینه شده بود. Elbrus 1-KB نام داشت و جایگزین سیستم قدیمی BESM-6 شد که در آن زمان به مدت دو دهه استفاده می شد. توسعه دهندگان سازگاری نرم افزاری را بین Elbrus 1-KB و BESM-6 حفظ کرده اند، بنابراین انتقال به رایانه های جدید کاملاً بدون درد بود.

کامپیوتر "Elbrus-2"

پس از انتشار موفقیت آمیز Elbrus-2، توسعه یک کامپیوتر جدید، که انتظار می رفت Elbrus-3 نامیده می شد، در جریان بود. در نسل سوم دستگاه ها، تعداد زیادی از تغییرات معماری برنامه ریزی شده بود. توسعه دهندگان ITMiVT این معماری جدید را «پست سوپراسکلار» نامیدند. این اصل زیربنای معماری پردازنده های آیتانیوم اینتل آینده است. بنابراین، هر چقدر هم که عجیب به نظر برسد، اما مهندسان داخلی باز هم از نظر ارائه نوآوری ها از همتایان غربی خود جلوتر بودند.

با این حال، موضوع از طراحی فراتر نرفت. در سال 1994، یک نمونه آزمایشی از پردازنده Elbrus-3 ایجاد شد، اما تولید انبوه هرگز به دلیل احمقانه راه اندازی نشد: معلوم شد که دستگاه کاملاً بی ادعا است. شش سال بعد، مهندسان MCST سعی کردند ایده های Elbrus-3 را در پردازنده جدید Elbrus-2000 (که با نام E2K نیز شناخته می شود) پیاده سازی کنند، که از نظر تئوری می تواند رقیبی برای پردازنده Intel Itanium اعلام شده باشد. با این حال، تولید انبوه Elbrus-2000 نیاز به سرمایه گذاری های مالی قابل توجهی داشت و توسعه دهندگان نتوانستند سرمایه گذار پیدا کنند.

ایجاد MCST و توسعه آن

شایسته است یک انحراف کوچک انجام دهیم و چند کلمه در مورد MCST بگوییم که از روزگار Elbrus-3 چنین راه حل هایی را توسعه داده است. این شرکت در 2 مارس 1992 به عنوان یک مشارکت با مسئولیت محدود (LLP) "مرکز فناوری های SPARC مسکو" (MCST) تاسیس شد. وجود مخفف SPARC در نام به این دلیل است که در آن زمان شرکت MCST شرکت آمریکایی Sun Microsystems را شریک اصلی خود می دانست که رایانه های خود را با معماری SPARC تبلیغ می کرد. و وجود این مخفف در عنوان مزایای قابل توجهی در همکاری برای او به همراه داشت. به عنوان مثال، MCST به فن آوری های پیشرفته برای طراحی فناوری ریزپردازنده، سیستم عامل ها، سیستم های برنامه نویسی و سایر فناوری ها دسترسی پیدا کرد. در طول توسعه شرکت، این یک پشتیبانی بسیار مهم بود. و اگر در ابتدا این شرکت با غول هایی مانند Sun Microsystems ، Avanti ، Compass ، Synopsys همکاری نزدیک داشت ، به زودی مهندسان MCST با کسب تجربه ، به طور کامل به توسعه دستگاه هایی برای سفارشات دولتی روی آوردند.

سیستم با پردازنده SPARC MCST R500

تا سال 2007، MCST تنها ریزپردازنده هایی با معماری SPARC و سیستم های محاسباتی مبتنی بر آنها تولید می کرد. معماری خود "البروس" در پس زمینه محو شد. بین سال های 1997 و 2007، چهار ریزپردازنده SPARC منتشر شد: MCST-R100، MCST-R150، MCST-R500 و MCST-R500S. همچنین نور و مجموعه کامپیوتری "Elbrus-90micro" را دیدم. این سیستم با وجود نامش هیچ ارتباطی با این معماری نداشت.

تنها در سال 2005، کار بر روی معماری البروس، بر اساس ریزمعماری VLIW (کلمه دستورالعمل بسیار طولانی) از سر گرفته شد. و قبلاً در سال 2007 ، پردازنده ای با همین نام معرفی شد. مشخصات اصلی آن را در جدولی جمع آوری کرده ایم که در زیر مشاهده می کنید.

البته، برای سال 2007، ویژگی های تراشه بیش از حد متوسط ​​بود - به هیچ وجه یک رقیب نبود. پردازنده های مدرنبه عنوان مثال، نسل Conroe اینتل که در سال 2006 معرفی شد. البروس از همه جهات پایین تر از آنها بود. این پردازنده با توجه به فناوری پردازش قدیمی 130 نانومتری تولید شده است، در حالی که اینتل و AMD قبلاً بر فناوری پردازش 65 نانومتری تسلط داشته اند. به اندازه کافی عجیب، اما تولید پردازنده به شرکت تایوانی TSMC سپرده شد. عجیب است زیرا "سنگ" برای استفاده در "صنعت دفاعی" در نظر گرفته شده بود، و تولید در تاسیسات شخص ثالث، بنابراین، به طور مستقیم بر امنیت سیستم به دلیل "نشانک های" احتمالی تأثیر گذاشت.

پردازنده "البروس"

در مورد سرعت Elbrus، حداکثر عملکرد آن در حالت 64 بیتی 2.4 GFLOPS بود. برای مقایسه: اوج عملکرد پردازنده دو هسته ای دو هسته ای Intel Core 2 Duo E4300 با معماری فعلی Conroe در آن زمان و فرکانس ساعت 1.8 گیگاهرتز، 14.4 GFLOP بود، یعنی 6 برابر بیشتر! بنابراین، می توانید تصور کنید که البروس برای سال 2007 چقدر کند بود. با این وجود، عملکرد پردازنده برای صنایع دفاعی کاملاً کافی بود، بنابراین سیستم محاسباتی Elbrus-3M1 بر اساس آن ایجاد شد.

مجتمع محاسباتی "Elbrus-3M1"

مجتمع Elbrus-3M1 با سیستم عامل امن MSVS-E عرضه شد ( سیستم موبایلنیروهای مسلح)، که بر اساس نسخه های لینوکس 2.6.14. علاوه بر این، رایانه مجهز به بسته ای از برنامه های آزمایشی و تشخیصی بود و همچنین با سیستم های محاسباتی Elbrus-1 و Elbrus-2 قدیمی سازگار بود. از نظر عملکرد، Elbrus-3M1 با یک سیستم مبتنی بر Pentium III با فرکانس ساعت 500 مگاهرتز قابل مقایسه بود. تست مقایسه ای در حالت سازگاری با پلتفرم x86 انجام شد و Elbrus-3M1 از نظر سرعت از پردازنده اینتل بهتر عمل کرد. علاوه بر این، آزمایش در پلت فرم "بومی" برای سیستم MCST نیز انجام شد. در این حالت، عملکرد Elbrus-3M1 برابر با پیکربندی مبتنی بر پردازنده Intel Pentium 4 با فرکانس 2000 مگاهرتز بود. برای صنعت دفاعی، این سطح از عملکرد بیش از حد کافی بود.

مرحله بعدی در توسعه معماری Elbrus-S system-on-a-chip بود که در سال 2010 منتشر شد. برای سهولت در مقایسه، تمام مشخصات اصلی پردازنده را در جدول زیر خلاصه کرده ایم.

ویژگی های پردازنده جدید در مقایسه با البروس بهبود یافته است. اول از همه، لازم به ذکر است که تولید Elbrus-S به "ریل" فناوری 90 نانومتری منتقل شد. اجازه دهید در سال 2010 سال اینتلو AMD قبلاً پردازنده‌هایی را با استفاده از فناوری پردازش نازک 32 نانومتری تولید کرده‌اند، اما برای دستگاه‌های داخلی این انتقال گام مهمی به جلو بود. فرکانس ساعت Elbrus-S 500 مگاهرتز بود که 200 مگاهرتز بیشتر از البروس است. حداکثر عملکرد نیز افزایش یافته است: تا 4 و 8 GFLOP به ترتیب در حالت های 64 بیتی و 32 بیتی. افزایش و مقدار حافظه کش در سطح دوم - تا 2 مگابایت. و خود تراشه پیچیده تر شده است: تعداد ترانزیستورها در مقایسه با نسل قبلی خود تقریباً سه برابر شده است.

پردازنده "Elbrus-S"

علاوه بر Elbrus-S، MCST یک کنترلر معرفی کرد لوازم جانبی(KPI) - همچنین "پل جنوبی" است. این هاب هم از رابط های "غیر نظامی" و هم برای رابط های صنعتی پشتیبانی می کند. به لطف KPI، امکان ایجاد یک ماژول کار چهار پردازنده ویژه МВ3S/C فراهم شد که در تجهیزات نظامی استفاده می شود.

یک سال بعد، تولید نسل بعدی پردازنده ها به نام Elbrus-2C + راه اندازی شد. در بیانیه های مطبوعاتی خود، MCST یک معماری شش هسته ای را نشان داد. با این حال، اصلاً اینطور نیست! "Elbrus-2C +" در واقع یک مدل دو هسته ای است. این ماژول دارای دو ماژول معماری Elbrus است، اما همچنین دارای چهار هسته پردازشگر سیگنال دیجیتال الویس (DSP) است. علاوه بر این، کریستال دستخوش تغییرات زیادی شده است. بنابراین حجم حافظه کش سطح دوم هر یک از هسته ها 1 مگابایت است. پشتیبانی از حافظه DDR2 با فرکانس موثر 800 مگاهرتز و همچنین یک کانال ورودی / خروجی اضافی که از طریق آن می توان یک KPI دیگر را متصل کرد، اضافه شد.

پردازنده دو هسته ای "Elbrus-2C +"

برای پردازنده، نسخه‌ای از کامپایلر زبان C پیاده‌سازی شد که امکان تولید کد برای هسته‌های DSP و اطمینان از تعامل مؤثر بین برنامه اصلی در حال اجرا بر روی هسته‌های CPU و همچنین رویه‌های در حال اجرا بر روی DSP را فراهم می‌کند. با نگاهی به آینده، بیایید بگوییم که برنامه نویسی برای هسته های DSP نسبتاً دشوار بود، بنابراین در نسل بعدی پردازنده ها، مهندسان MCST آنها را به کلی کنار گذاشتند. در نتیجه تغییرات ایجاد شده، عملکرد پردازنده ها به میزان قابل توجهی افزایش یافته و در حال حاضر به 28 GFLOP در حالت 32 بیتی رسیده است. اگر عملکرد Elbrus-2C + را با پردازنده های اینتل مقایسه کنیم، سرعت توسعه داخلی کمی بالاتر از راه حل های Intel Core 2 Duo خواهد بود.

عملکرد پردازنده را می توان به طور تقریبی از نمودارهای زیر تخمین زد.

نتایج آزمایش در بسته SPEC2000 FP

نتایج آزمایش در بسته SPEC2000 Int

علاوه بر Elbrus-2C+، Intel Pentium-M ULV (1 گیگاهرتز، 1 مگابایت کش، 2 x DDR-266) و Intel Atom D510 (1.66 گیگاهرتز، 1 مگابایت کش، DDR2- 800)، و همچنین یک پردازنده MCST دیگر - R1000 . بسته SPEC2000 به عنوان نرم افزار تست انتخاب شد. همانطور که از نمودارها مشخص است، در حالت FP، عملکرد Elbrus-2C + به طور قابل توجهی بالاتر است. سطح بالانسبت به رقبا در حالت Int ، وضعیت یکنواخت می شود و اغلب عملکرد همه پردازنده ها در یک سطح است ، اگرچه در برخی مکان ها راه حل های داخلی رک و پوست کنده هستند.

پردازنده‌های Elbrus-2C+ قرار بود در سیستم‌های پردازش سیگنال هوشمند دیجیتال مانند رادارها و تحلیلگرهای تصویر استفاده شوند. با این حال، در همان زمان، تراشه‌های جدید برای کارهای غیرنظامی مناسب‌تر بودند. به عنوان مثال، شرکت Kraftway حتی یک دسته آزمایشی از رایانه‌های تک بلوک مبتنی بر کریستال‌های Elbrus-2C + منتشر کرد، اما همه چیز فراتر از این نبود.

و در آوریل 2014، شرکت MCST توسعه بعدی خود را ارائه کرد - پردازنده های چهار هسته ای Elbrus-4C.

معماری پردازنده های Elbrus-4C

قبل از شروع مطالعه دقیق معماری پردازنده های جدید Elbrus-4C، لازم است کمی به معماری مدرن به طور کلی توجه شود. همانطور که می دانید، تمام راه حل های انتگرال را می توان به دو دسته تقسیم کرد گروه های بزرگ: CISC (کامپیوتر مجموعه دستورات پیچیده) و RISC (رایانه مجموعه دستورالعمل کاهش یافته). قبلاً از نامها مشخص می شود که پردازنده های CISC با دستورالعمل های پیچیده کار می کنند و RISC - با دستورالعمل های ساده شده. پیچیدگی دستورالعمل های دسته اول این است که طول آنها محدود نیست. علاوه بر این، آنها می توانند چندین عملیات حسابی را به طور همزمان داشته باشند. تا اوایل دهه 1980، تقریباً همه پردازنده‌ها دارای معماری CISC بودند، اما تحقیقات IBM در آن زمان نشان داد که دستورالعمل‌های پیچیده همیشه سریع‌تر از یک توالی از عملیات ابتدایی مربوط به چنین دستورالعمل پیچیده‌ای پردازش نمی‌شوند. اینگونه بود که معماری RISC ظاهر شد که استفاده از دستورالعمل های ساده شده را فراهم می کند.

تمام پردازنده های سازگار با x86 را می توان نمونه ای از معماری CISC در نظر گرفت، اما این کاملاً درست نیست. عملکرد چنین راه حل هایی بر اساس یک هسته از نوع RISC است. هر پردازنده x86 دارای یک رمزگشای دستورالعمل اختصاصی است که دستورالعمل های CISC را به دستورالعمل های RISC تبدیل می کند.

در عین حال، پردازنده‌های x86 فوق‌اسکالر هستند. این بدان معناست که در یک چرخه، پردازنده می تواند چندین دستورالعمل را به طور همزمان پردازش کند. در گذشته‌های دور، پردازنده‌ها فوق‌اسکالر نبودند و تنها یک عملیات را در هر چرخه انجام می‌دادند. بعد مشکلی ایجاد نکرد. اما با گذشت زمان، عملکرد بیشتر و بالاتری از CPU مورد نیاز بود، و قابلیت های تکنولوژیکیبرای سیستم های پیچیده تر مجاز است. بنابراین، superscalarism به بخشی جدایی ناپذیر از معماری پردازنده تبدیل شده است. مشکل اصلی فوق مقیاس این است که اجرای چندین عملیات به صورت موازی چندان آسان نیست، زیرا ممکن است بین آنها وابستگی وجود داشته باشد. برای وضوح، در اینجا می‌توانیم یک موازی با برنامه‌نویسی ترسیم کنیم: اگر یکی از آنها از مقدار دیگر استفاده کند، نمی‌توانید دو تابع را همزمان برای اجرا اجرا کنید. بنابراین، پردازنده های فوق اسکالر دارای تجهیزات ویژه ای هستند که وابستگی های بین عملیات را تجزیه و تحلیل می کند و در مورد ترتیب اجرای آنها تصمیم می گیرد.

اصل عملکرد معماری البروس

در مورد پردازنده های Elbrus، آنها بر اساس معماری VLIW هستند. به طور کلی، VLIW تکاملی از معماری RISC و فوق اسکالر است. یکی از ویژگی های VLIW این است که هر دستور می تواند حداکثر 23 عملیات ابتدایی داشته باشد که باید به صورت موازی اجرا شوند. در این مورد، وظیفه موازی سازی بر خلاف معماری های سوپراسکالر سنتی که بلوک های سخت افزاری پردازنده مسئول موازی سازی هستند، به کامپایلر واگذار می شود. کارایی این روش در واقع بالاتر است. کامپایلر قادر به تجزیه است منبعبسیار دقیق تر از سخت افزار پردازنده RISC/CISC و عملیات مستقل بیشتری پیدا می کند. بنابراین، در معماری البروس، دستگاه های موازی بیشتری نسبت به راه حل های سنتی وجود دارد. در بسیاری از الگوریتم ها، سرعت بالاتری را نشان می دهد. علاوه بر این، فراموش نکنیم که اگر از یک کامپایلر برای موازی کردن عملیات استفاده شود، نیازی به واحدهای سخت افزاری ویژه پردازنده نیست و این باعث می شود دستگاه کریستال ساده تر و قابل اعتمادتر شود.

اصل عملکرد پردازنده البروس

در میان دیگر ویژگی‌های معماری البروس، مهندسان MCST موارد زیر را متمایز می‌کنند:

• 6 کانال واحدهای منطقی حسابی (ALU) که ​​به صورت موازی کار می کنند.
• فایل رجیستر 256 رجیستر 84 بیتی.
• پشتیبانی سخت‌افزاری برای چرخه‌ها، از جمله آنهایی که لوله‌کشی دارند. کارایی استفاده از منابع پردازنده را افزایش می دهد.
• دستگاه پیش پمپاژ داده ناهمزمان قابل برنامه ریزی با کانال های خواندن جداگانه. به شما امکان می دهد تاخیرهای دسترسی به حافظه را مخفی کنید و از ALU به طور کامل استفاده کنید.
• پشتیبانی از محاسبات نظری و محمولات یک بیتی. به شما امکان می دهد تعداد انتقال ها را کاهش دهید و چندین شاخه از برنامه را به صورت موازی اجرا کنید.
• یک فرمان گسترده که قادر به تعیین حداکثر 23 عملیات در یک سیکل ساعت با حداکثر پر کردن است (بیش از 33 عملیات هنگام بسته بندی عملوندها در دستورالعمل های برداری).

البته توسعه دهندگان حالت سازگاری x86 را فراموش نکرده اند. برای این منظور، سیستمی برای تبدیل پویا کدهای باینری x86 به کدهای پردازشگر البروس در معماری پیاده سازی شد. به زبان ساده، سیستم ترجمه ایجاد می کند ماشین مجازی، که سیستم عامل مهمان را برای آن عمق بیت اجرا می کند. به گفته توسعه دهندگان، بیش از 20 سیستم های عامل(از جمله چندین نسخه های ویندوز) و صدها برنامه کاربردی.

توسعه دهندگان MCST به منظور افزایش امنیت راه دیگری را پیش گرفتند. پردازنده های Elbrus-4C از اجرای برنامه به اصطلاح امن پشتیبانی می کنند. ماهیت آن این است که اطمینان حاصل شود که برنامه فقط با داده های اولیه کار می کند، تمام دسترسی های حافظه را برای تعلق به یک محدوده آدرس معتبر بررسی می کند، برای محافظت بین ماژول (به عنوان مثال، برای محافظت از نرم افزار فراخوان در برابر خطا در کتابخانه). این بررسی ها به صورت سخت افزاری انجام می شود.

همچنین باید به یکی دیگر از ویژگی های امنیتی جالب پردازنده های جدید اشاره کرد. در کریستال‌های Elbrus-4C، پشته اطلاعات اتصال (زنجیره آدرس‌های برگشتی برای تماس‌های رویه‌ای) از پشته داده‌های کاربر جدا می‌شود و برای حملات ویروسی مانند جعل آدرس برگشتی غیرقابل دسترسی است. در همان زمان، توسعه دهندگان تاکید می کنند که امروزه به سادگی هیچ ویروسی برای پلت فرم Elbrus وجود ندارد.

مشخصات فنی "Elbrus-4C"

در مقایسه با نسل قبلی خود، پردازنده Elbrus-4C گام مهمی به جلو برداشته است. علاوه بر افزایش تعداد هسته‌ها به چهار، پیشرفت‌های بسیار دیگری نیز دریافت کرد.

قبل از هر چیز لازم به ذکر است که تولید پردازنده به فناوری فرآیند 65 نانومتری منتقل شد. فرکانس کلاک CPU به 800 مگاهرتز افزایش یافته است. حافظه پنهان دستورالعمل L1 دو برابر شده و به 128 کیلوبایت رسیده است. و میزان حافظه کش سطح دوم 8 مگابایت (در مقابل 1 مگابایت برای Elbrus-2C +) است. پهنای باند کانال های رم نیز به میزان قابل توجهی افزایش یافته است. این تغییرات امکان دستیابی به افزایش چشمگیر در عملکرد پردازنده های جدید را فراهم کرد. بنابراین، در حالت 64 بیتی، حداکثر عملکرد 25 GFLOP است که بیش از سه برابر بیشتر از نشانگر Elbrus-2C + است. در حالت 32 بیتی، عملکرد به 50 GFLOP رسید. در همان زمان، پیچیدگی کریستال نیز افزایش یافت. "Elbrus-4C" شامل 986 میلیون ترانزیستور است و مساحت قابل استفاده آن 380 میلی متر مربع است.

آینده نزدیک پردازنده های البروس

MCST برنامه ای برای کاهش سرعت توسعه و انتشار راه حل های جدید ندارد. معرفی پردازنده هشت هسته ای 28 نانومتری Elbrus-8C از قبل برای سال 2015 برنامه ریزی شده است. این کریستال به 4 مگابایت کش L2 و 16 مگابایت کش L3 مجهز خواهد شد و فرکانس کلاک آن 1300 مگاهرتز خواهد بود. در همان زمان، اوج عملکرد به 250 GFLOP خواهد رسید. برنامه ریزی شده است که Elbrus-8C به همراه یک کنترل کننده دستگاه جانبی نسل دوم (KPI-2) کار کند که پهنای باند آن به 16 گیگابایت در ثانیه افزایش یافته است.

با این حال، تراشه 8 هسته ای تنها پردازنده MCST در حال توسعه نیست. این شرکت همچنین در حال تکمیل تراشه اقتصادی "تک سر" Elbrus-1C + است که برای استفاده در لپ تاپ ها، پایانه ها و اتوماسیون صنعتی طراحی شده است. ویژگی متمایز آن وجود یک هسته ویدیویی داخلی با پشتیبانی از ویدیوهای سه بعدی با شتاب سخت افزاری است. این پردازنده مطابق با فناوری فرآیند 40 نانومتری تولید خواهد شد. عملکرد هسته حدود 24 GFLOP و ویدیوی جاسازی شده - حدود 28 GFLOP خواهد بود. "Elbrus-1C +" همچنین با "پل جنوبی" جدید KPI-2 سازگار خواهد بود و مصرف برق آن بیش از 10 وات نخواهد بود. عرضه این پردازنده نیز برای سال 2015 برنامه ریزی شده است.

نتیجه

مطالعه دقیق معماری پردازنده Elbrus-4C تأثیر دو چندانی بر جای گذاشت. از یک طرف، بیایید از بین نبریم، از بسیاری جهات منسوخ شده است و از محصولات AMD و اینتل بسیار عقب است. از سوی دیگر، لوازم الکترونیکی داخلی مدت‌هاست که در دوره رکود به سر می‌برد، بنابراین انتظار اینکه در چنین شرایطی، پردازنده‌های MCST قادر به رقابت با پیشرفت‌های غربی باشند، احمقانه است. و در اینجا نکته اصلی درک این است که تلاش های واقعی برای احیای صنعت الکترونیک داخلی انجام می شود. در چنین شرایطی، انتشار Elbrus-4C یک گام بسیار بزرگ به جلو است. علاوه بر این، چندین فن‌آوری بسیار جالب در معماری پیاده‌سازی شده است و بیش از حد مطمئن با وظایف خود در صنعت دفاعی مقابله می‌کند.

MCST برنامه های بزرگی برای آینده دارد. این نسخه از پردازنده های Elbrus-8C و Elbrus-1C + است. بنابراین سال آینده تا حد زیادی نشان خواهد داد که صنعت میکروالکترونیک روسیه چقدر رقابتی خواهد بود.