Az első orosz Baikal-T1 processzor (Fotó: baikalelectronics.ru)

Victor Urusov, az orosz számítógép-összeszerelő Depo Computers alelnöke még nem ismeri a Baikal Electronics hivatalos árait, de a Baikal-T1 processzor mintáit teszteli. A processzorok több tucat tulajdonsággal rendelkeznek, ezért nem korrekt összehasonlítani őket egymással – jegyzi meg. A Baikal-T1 chipként használható szerszámgépekhez, útválasztókhoz, telefonokhoz vagy vékony kliensekhez (saját számítógép nélkül). számítási teljesítmény). Minden esetben a processzornak lesz különböző analógok, magyarázza Urusov: egy konkurens processzor költsége egy ipari gép esetében 1,5 dollár lehet, a vékonyklienseknél pedig a processzor költsége kétszer-háromszorosa a Baikal Electronics árának.

A Baikal-T1 közvetlen versenytársai a Stratagx sorozatú amerikai Broadcom, valamint a QorIQ T1020 sorozatú Freescale cég processzorai – mondja Valerij Shunkov, az Ötödik generációs kísérleti tervezőiroda mikroelektronikai osztályának vezetője. Ezeket a sorozatokat kifejezetten útválasztókhoz, útválasztókhoz, set-top boxokhoz tervezték digitális televíziózás, Háztartási gépek stb. A Broadcom és a Freescale ilyen processzorainak ára 50-70 dollár, mondja Shunkov. Elmondása szerint az ár nagyban függ a köteg méretétől is: ha egy processzor 100 dollárba kerül, akkor 500 ezres vagy nagyobb tétel rendelése esetén "sokkal olcsóbban".

Orosz számítógép

December elején az Izsevszki Rádiógyár egy 80 darab Elbrus-401 típusú számítógépet adott át a moszkvai SPARC Technologies Központnak (MCST), amely az Elbrus architektúra mikroprocesszor megrendelője és fejlesztője – jelentette a TASS ügynökség.

Következő adag

Az MCST által kapott első tétel 80 számítógépet és 20 számítógépet tartalmaz alaplapok jegyezte meg az üzenetben. 2016-ban az üzem folytatja az Elbrus számítógépek gyártását – olvasható a cég honlapján. Az üzem képviselője megerősítette ezt az információt az RBC-nek, de nem volt hajlandó nyilvánosságra hozni a jövőbeni tétel méretét.

Az MCST Elbrus-401 számítógépeket rendelt eladásra a fejlesztőknek szoftver, akik „tervezik, hogy áthelyezik a hazai platformra” – mondta Konstantin Truskin, az MCST képviselője. Emellett a cég importhelyettesítési projektek keretében már eladott számítógépeket magán- és állami vállalatoknak: ezek a szervezetek fontolgatják különféle átadásának lehetőségét. információs rendszerek az Elbrus platformra.

Az orosz azt jelenti, hogy drága

Számítógépgyártás Oroszországban Ebben a pillanatban sokkal drágább, mint Kínában, különösen kis mennyiségben – panaszkodik Truskin. Most egy "Elbrus-401" előállítási költsége "több ezer dollárba" kerül. A pontos összeget nem kívánta megnevezni. Az "Elbrus-401"-et egy másik vállalkozásban is gyártották - az FSUE "Oktyabr" Kamensk-Uralsky-ban Szverdlovszki régió(elektronikus berendezéseket gyárt repülési, ipari, energetikai, olaj- és gázkomplexum számára, nyomtatott áramkörökés egyéb termékek).

Száz számítógép

Összesen több mint 100 Elbrus-401 típusú számítógép működik jelenleg Oroszországban – hangsúlyozta az MCST képviselője. Nem volt hajlandó megmondani, hány számítógépet adnak ki jövőre. Truskin szerint az MCST még nem exportálta külföldre készülékeit.

A Baikal Electronics fő orosz versenytársa, az MCST még 2014-ben kiadott egy próbatételt 28 nanométeres gyártástechnológiájú Elbrus-8C mikroprocesszoraiból, de tömeggyártásba még nem kerültek be. Csak annyit tudni, hogy az Izsevszki Rádiógyár által 2015 novemberében 80 darabos Elbrus-401 számítógépek első tétele Elbrus-8C mikroprocesszorokkal van felszerelve. Konstantin Truskin, a moszkvai SPARC Technologies Központ (MCST) képviselője az RBC-nek elmondta, hogy megkezdték a processzorok értékesítését magán- és állami vállalatoknak (nevüket nem hozták nyilvánosságra), az Elbrus-8C ára meghaladja a 60 dollárt, mivel ellentétben A Baikal Electronics termékeket szerverekhez tervezték asztali számítógépek.

Holding GS Group, amely berendezéseket gyárt fizetős TV, a digitális set-top boxok gyártásában a General Satellite saját fejlesztéseket alkalmaz – a GS Nanotech SiP Amber mikroprocesszort – mondta el az RBC-nek Andrej Bezrukov, a vállalat stratégiai marketing igazgatója. A többchipes mikroprocesszorban számos aktív elem található, köztük az STMicroelectronics és az Mstar idegen alkatrészei – részletezte. A GS Nanotech SiP Amber ára tízszer alacsonyabb, mint a Baikal-T1 processzoré, állítja Bezrukov. A GS Nanotech (a GS Group által finanszírozott) mikroelektronikai fejlesztési és gyártási központ azonban együttműködik a Baikal Electronics-szal, hogy a fejlesztéseiket olyan eszközökben használják fel, amelyek „második képernyőről”, például táblagépről nézhetnek tévét, mondta.

Ki a Baikal Electronics tulajdonosa

A Baikal Electronics cég a moszkvai régió Krasznogorszki kerületében van bejegyezve, 75%-ban a T-Platforms és 25%-ban a T-Nano tulajdonában van. A T-Nano 50%-a a Rosnano és ugyanazon T-Platform tulajdonában van.
A T-Platforms céget 2002-ben alapította Vsevolod Opanasenko. Ma a cég 75%-a, 25%-a pedig a Vnesheconombank (2010 vége óta) tulajdonosa. Így maga Opanasenko közvetve ellenőrzi a Baikal Electronics 68,75%-át, a VEB-t - 18,75%, a Rosnano pedig a 12,5%-át.

Állami parancs, hogy segítsenek

2015 augusztusának végén a Baikal Electronics bejelentette, hogy az Iparfejlesztési Alap szakértői tanácsa 500 millió rubel kölcsönt hagyott jóvá a cégnek. feldolgozók gyártásához. Piaci áron a hazai processzor teljesítménye nagy, így a terméket külföldre is szállítják: 2020-ig legalább 5 millió darabot terveznek értékesíteni – közölte a cég.

Akkor van értelme a Baikal Electronics processzorokon alapuló eszközöket létrehozni, ha az állam korlátozza az adóhatóságot a számítástechnikai berendezések beszerzésében – mondja Gleb Mishin, a Lenovo oroszországi, FÁK-országbeli és kelet-európai vezérigazgatója. Ellenkező esetben árban nem lesznek versenyképesek a termékek – véli.

Ezzel egyetért az RBC beszélgetőpartnere egy másik külföldi elektronikai cégnél. Elmondása szerint míg az oroszországi kormányhivatalok nem jelzik az orosz processzor jelenlétét az állami berendezések beszerzésének előfeltételeként, a Baikal Electronics számára nehéz lesz felvenni a versenyt a többi piaci szereplővel. "Ha holnap a polgármesteri hivatal és a védelmi minisztérium bejelenti, hogy csak a Baikal processzoron vásárolnak számítógépeket, akkor mindenki elkezd együttműködni a Baikal Electronics-szal" - mondja az RBC beszélgetőtársa.

Az importhelyettesítési program részeként az állam valóban támogathatja hazai gyártók Mishin hisz. Elmondása szerint a Lenovo továbbiak megjelenésére vár erős processzor Bajkál elektronika. orosz cég négy processzort fog kiadni, amelyek közül az egyiket erre tervezték személyi számítógépek(laptopok és asztali számítógépek), tudja. A Lenovo készülékek illeszthetők hozzájuk, de ezt akkor teszi meg a cég, ha a processzorgyártó versenyképes árat kínál, vagy az állam részéről van kereslet ilyen készülékekre – ebben az esetben a Lenovo akár magasabb áron is hajlandó processzorokat vásárolni.

2016-ban a Baikal Electronics a processzor mérnöki mintáját is bemutatja modern technológia 28 nanométeres Baikal-M az ARM architektúrán alapuló asztali számítógépekhez, mondta Malafeev. A benne lévő magok száma eléri a nyolcat. Ráadásul 2017 végére meg kell jelennie a piacon a Baikal-MS mikroszerverekhez való processzornak – mondta korábban az RBC-nek Vsevolod Opanasenko, a Baikal Electronics alapítója, a cég tervei továbbra is érvényben maradnak, de a Baikal Electronics nem hozza nyilvánosságra részletek.

A processzorpiac számokban

7,9 millió processzorok személyi számítógépekhez, amelyeket az AMD és az Intel gyártók szállítanak Oroszországnak
2014-ben

3,89 milliárd dollár 2014-ben elérte az importált PC-processzorok piaci volumenét

20,9 milliárd dollár A Strategy Analytics szerint 2014-ben elérte az okostelefon-processzorok globális piacát

4,2 milliárd dollár egyenlő volt a piaccal
processzorok táblagépekhez 2014-ben

$60 kerül az orosz Baikal-T1 processzor

100 milliárd dollár 2015-ben felülmúlta az M&A tranzakciókat a mikroprocesszorok piacán

Források: IDC, Strategy Analytics, Baikal Electronics

Orosz magánműholdak kerültek az űrbe

December 22-én vált ismertté, hogy a Dauria Aerospace orosz magánűrcég befejezte a már pályára állított Perseus-M sorozatú műholdak eladását az amerikai Aquila Space cégnek. Az ügylet technológiai licenceket is tartalmazott. A tranzakció összköltsége 4,35 és 6 millió dollár között lesz, a licencdíjak összegétől függően.

„Örömmel teljesítjük talán az első Oroszországban megkötött magánterületi szerződést. A műholdak sikeres felbocsátása, pályára állítása és végül megvalósítása a Dauria csapat kompetenciájának és technológiai színvonalának igazolása. Ez egy nagyon sikeres üzlet számunkra” – magyarázta Szergej Ivanov, a Dauria Aerospace vezérigazgatója a RIA Novostinak.

A Perseus-M1 és Perseus-M2 nanoműholdat 2014 júniusában állította pályára a Dnyepr hordozórakéta. A Perseus-M rakományok automatikus azonosító rendszer jelvevői, amelyeket óceáni és nagy folyami hajókon használnak az ütközések megelőzésére és a vízen közlekedők tájékoztatására.

Orosz Elbrus-8C processzor

Jó napot, kedves olvasók. A mai téma nagyon érdekes lesz a lelkes hazafiak számára. Hajrá Oroszország!!! És ma az orosz processzorokról fogunk beszélni " Elbrus"és" Bajkál". Sajnálatos, hogy a cikk már nem nevezhető " Processzorok Orosz termelés ”, mert valójában Kelet-Ázsiában gyártják őket (mint a világ vezető elektronikai cikkeinek többsége), és nem Oroszországban. De elég büszke lehet rá, hogy Oroszország azon kevés országok közé tartozik a világon, amely képes saját mikroprocesszorokat fejleszteni, mert a jövő mögöttük van.

És vannak köztetek, akik egy cikk kereséséhez beírták a következőt: orosz processzorok"? Ha már emberekről beszélünk, akkor Nem minden orosz orosz". És ha már processzorokról beszélünk, akkor ők orosz. Infa 100%, megnéztem!

Szóval mi van mára? És ma van 2017 első fele, és az orosz processzorok nyugtalanul fejlődnek.

Orosz processzorok "Processor-9" DDR4 memória támogatásával

Mit látunk a feliratban? A támogatással! Ez nem jelent mást, mint hogy mit Processzor-9 közvetlenül versenyezni fog a meglévő Intellel és AMD-vel. Itt igazán büszke lehet Oroszországra.

Mi az a Processor-9? Ez a legjobb orosz processzor kódneve Elbrus-16S az MCST-től. A gyártás megkezdését 2018-ban tervezik. Két processzorválaszték lesz 8 és 16 maggal. Általában a processzor jellemzői a következők:

Az Elbrus-16C processzor főbb műszaki jellemzői (Processor-9)

Korábban az orosz Elbrus processzorokon alapuló számítógépek 4 C, de borzasztó sok pénzbe kerülnek. Ennek oka az volt, hogy a processzorok tömeggyártását nem hozták létre. Ezek a számítógépek meglehetősen kísérleti modellek voltak, és ezért 400 000 rubelbe kerültek. Az Elbrus-16C esetében a tajvani processzorok tömeggyártása javítja a helyzetet. Ezenkívül a gyártónak meg kell értenie, hogy ilyen áron nem lehet szó versenyképességről.

Miért nem hasonlítjuk össze az Elbrus processzorok teljes termékcsaládjának adatait? Valóban érdekes.

Elbrus-2С+ Elbrus-4С Elbrus-8С Elbrus-16S
Kibocsátási év 2011 2014 2015-2018 (fejlesztések) 2018 (terv)
Órajel frekvencia 500 MHz 800 MHz 1300 MHz 1500 MHz
Bit mélység xs 32/64 bites 64 bites 64/128 bites
Magok száma 2 4 8 8/16
Első szintű gyorsítótár 64 Kb 128 Kb
Második szintű gyorsítótár 1 MB 8 MB 4 MB 4 MB
L3 gyorsítótár 16 MB 16 MB
RAM támogatás DDR2-800 3x DDR3-1600 4x DDR3-1600 4x DDR4-2400
Folyamat technológia 90 nm 65 nm 28 nm 28 nm (vagy 16)
Energiafelhasználás 25 W 45 W 75-100W 60-90W

Voltak olyan processzorok fejlesztései is, amelyek nem mentek át az állami tanúsítványon. De ez nagyon régen volt és nem igaz.

Mi a véleményed az orosz processzorokról? 400.000-ért vennél egy számítógépet csak azért mert orosz? Írj, beszélgessünk erről a témáról.

Orosz Elbrus processzorok az Intelhez képest

Tudom, hogy sok embert érdekel az orosz processzorok és az Intel processzorok összehasonlítása. Nincs ebben semmi meglepő, az oroszok büszke nép, ezért a legjobbakkal szeretnénk összemérni eredményeinket. DE Intel csak ilyenek vannak a számítógépes processzorok világában.

Általánosságban elmondható, hogy az Elbrus processzorokat az Intellel összehasonlítva egy bizonyos lemez vándorol a neten, de döntse el Ön, mennyire megbízható. Ha jól értem, ez a táblázat nem új, mert az összehasonlítás nem a legújabb Intel processzorokkal történik, de ezek egy része még mindig nem nevezhető réginek. Sőt, néhányuk erős szerverprocesszor. Intel Xeon. A táblázatban összehasonlíthatja a fő műszaki jellemzőket, valamint a processzorok teljesítményét gigaflopokban.

Általában itt van maga a processzor-összehasonlító táblázat. Olyan formában szúrom be, ahogy találtam, ne ítélj szigorúan. Kár, hogy csak az Elbrus és az Intel összehasonlítása van, és a Baikal processzorok nincsenek ott, de szerintem még mindig vannak lelkesek, akik kijavítják ezt a hibát.

orosz processzorok Elbrus: összehasonlítás az Intellel

Orosz Baikal-T1 és Baikal-M processzorok

Ha az Elbrus processzorokat kizárólag számítógépekhez szánják, és készek versenyezni más gyártókkal, akkor a Baikal processzorokat inkább az ipari szegmensnek szánják, és nem fognak szembesülni ilyen heves versennyel. Ugyanakkor már készülnek a Baikal-M processzorok, amelyek asztali PC-khez is használhatók.

Baikal-T1 processzor

A Baikal Electronics szerint a processzorok Bajkál-T1 használható útválasztókhoz, útválasztókhoz és egyéb távközlési berendezésekhez, a vékony kliensekés irodai berendezések, multimédiás központokhoz, CNC-rendszerekhez. Itt vannak a processzorok Bajkál-M a munkahelyi számítógépek, az ipari automatizálás és az épületfelügyelet szívévé válhat. Máris érdekesebb! De részletes információk ról ről Műszaki adatok még nem. Csak azt tudjuk, hogy 8 ARMv8-A magon fog futni, és legfeljebb nyolc lesz grafikus magok Az ARM Mali-T628, és ami szintén fontos, a gyártók azt ígérik, hogy nagyon energiatakarékosak lesznek. Nézzük mi történik.

A cikk írása közben megkerestem a Baikal Electronics JSC-t, és a válasz nem sokáig váratott magára. Kedves Malafeev Andrey Petrovich (Public Relations és Vállalati rendezvények menedzsere) osztotta meg velünk a legújabb információk a Baikal-M processzorról.

Első mérnöki minták A cég a Baikal-M processzor kiadását idén ősszel tervezi. És akkor idézek, hogy semmiképpen ne torzítsa el az információ lényegét:

— idézet indítása —

A Baikal-M processzor egy chipen lévő rendszer, amely energiahatékony processzormagokat tartalmaz ARMv 8 architektúrával, grafikus alrendszerrel és nagy sebességű interfészekkel. A Baikal-M megbízható processzorként használható kiterjedt adatvédelmi képességekkel számos eszközön a B 2C és B2B szegmensben.

A Baikal-M alkalmazási területei

  • monoblokk, munkaállomás, grafikus munkaállomás;
  • otthoni (irodai) médiaközpont;
  • videokonferencia szerver és terminál;
  • mikroszerver;
  • Kisvállalati szintű NAS;
  • router / tűzfal.

A Baikal-M processzor magas fokú integráltsága lehetővé teszi olyan kompakt termékek kifejlesztését, amelyekben a hozzáadott érték zömét a hazai processzor adja. Elérhetőség teljes körű tájékoztatást a chip logikai kialakítása és fizikai topológiája, a megbízható szoftverekkel és a kapcsolódó hardvermegoldásokkal kombinálva lehetővé teszi, hogy a processzort bizalmas információk feldolgozására tervezett rendszerek részeként használják.

Alkalmazható szoftver

Az ARMv8 (AArch64) architektúra széles körben elterjedt alkalmazása lehetővé teszi a nagy mennyiség készen alkalmazott és rendszerszoftver. A Linux és Android operációs rendszerek támogatottak, beleértve a bináris disztribúciók és csomagok szintjét is. Számos PCIe és USB eszköz áll rendelkezésre. A Baikal Electronics által szállított szoftvercsomag tartalmazza a Linux kernelt forrás és lefordított formában, valamint a Baikal-M-be épített vezérlők illesztőprogramjait.

A Baikal-M processzor főbb jellemzői

  • 8 ARM Cortex-A57 mag (64 bit).
  • Működési frekvencia 2 GHz-ig.
  • A virtualizáció és a Trust Zone technológia hardveres támogatása a teljes SoC szintjén.
  • Memória interfész – Két 64 bites DDR3/DDR4-2133 csatorna ECC támogatással
  • Cache memória - 4 MB (L2) + 8 MB (L3).
  • Nyolcmagos GPU Mali-T628.
  • HDMI, LVDS-t támogató videóút
  • Hardveres videó dekódolás
  • Integrált vezérlő PCI Express Támogatja a PCIe Gen 16 sávját. 3.
  • Két 10 Gigabites Ethernet vezérlő, két Gigabit Ethernet vezérlő. A vezérlők támogatása virtuális hálózatok VLAN és forgalom prioritás.
  • Két SATA 6G vezérlő egyenként akár 6 Gbps-ig.
  • 2 USB v.3.0 csatorna és 4 USB v.2.0 csatorna.
  • A megbízható rendszerindítási mód támogatása.
  • Hardvergyorsítók, amelyek támogatják a GOST 28147-89, GOST R 34.11-2012 szabványokat.
  • Energiafogyasztás - nem több, mint 30 watt.

– idézet vége –

Mit szóltok, barátaim? Lenyűgöztek az orosz processzorok, vagy közömbösek maradtak? Én személy szerint hiszek az orosz digitális technológiák nagyszerű jövőjében!

A végére olvastad?

Hasznos volt ez a cikk?

Nem igazán

Pontosan mi nem tetszett? A cikk hiányos vagy valótlan?
Írja meg kommentben, és ígérjük, hogy javítunk!

Hogyan jutottunk el ehhez az élethez?

Mindenekelőtt erősen ajánlott elolvasni két szó szerint programszerű cikket a Habréról: egyet ("Mikroelektronikai ipar Oroszországban") és kettőt ("Miért szinte nincs polgári / kereskedelmi csúcstechnológiai termelés Oroszországban?"). Általánosságban véve továbbra is aktuálisak – bizonyos számú módosítással, de a lényeg azonban nem változott. Hasznos megismerkedni a Szovjetunióban hozott döntések történetével is - legalábbis a NICEVT példáján. Emlékezzünk vissza, hogy a 60-as években arra a következtetésre jutottak, hogy egy sor nagy teljesítményű, egységes számítógépet kell létrehozni egyetlen architektúrával (ES számítógépek), és ennek alapjául az IBM System / 360-at választották, bár sokan még mindig ezt tartják. a választás sikertelen volt, mert a harmadik féltől származó szoftverek újrafelhasználására vonatkozó remények végül nem váltak valóra. Ráadásul egyes kutatók szerint a szoftver költsége sokkal magasabbnak bizonyult, mint a hardveré. Ennek a történetnek több is van fontos árnyalatok. Először is, akkoriban ez teljesen legális volt, mivel általában egy konkrét tervet szabadalmaztattak, és nem magát az építészetet. A Szovjetunióban már egy évben megjelent egy IBM képviselet, és berendezéseket is vásároltak.

Másodszor, egy adott architektúra kiválasztása több mint egy évig tartott. Az IBM versenytársa ebben a kérdésben a brit ICL volt, amely készen állt a licencek értékesítésére minden dokumentációval és forráskóddal együtt. Ironikus módon 1991-ben az ICL maga vásárolta ki a kazanyi elektronikai számítógépek gyárának részesedését, és közös vállalatot hozott létre. Az anyavállalat 2013-as megszüntetése után pedig csak a nagymértékben megnövekedett orosz részleg kezdett ezzel a márkával dolgozni. Végül, harmadszor, a Szovjetunióban egyáltalán nem hagyták abba saját számítástechnikai rendszereinek fejlesztését, bár erre kevesebb figyelmet fordítottak. Ráadásul a PDP klónok hamarosan követték az IBM-et, majd általában elkezdtek másolni minden olyan architektúrát, processzort, PC-t, mikrokontrollert, perifériát, szoftvert stb., amelyek legalább valamennyire észrevehetőek a nyugati piacon.

Gyakran szabadalmakra és licencekre való tekintet nélkül. Mindez váltakozó sikerrel sikerült. Valami javult, valami romlott, de végül így vagy úgy működött az egész, és ami fontos, gazdasági szempontból ez teljesen indokolt volt. Bár sokat vásároltak, igaz, nem mindig és nem egészen legálisan. Másrészt a Szovjetunióval kapcsolatban 1980 óta a CoCom (CoCom) program keretében tilalmakat vezettek be - beleértve a számítástechnikai eszközök szállítását is. Ha érdekel a történelem, akkor elkezdheti az ismerkedést a könyvvel " Információs technológia a Szovjetunióban. A szovjet számítástechnika megalkotói” Y. Revich. Az összeomlás után a helyzet drámaian megváltozott - szinte mindent meg lehetett vásárolni vagy engedélyt adni, ha volt pénz.

A miénk vagy nem?

Emiatt gyakran felmerülnek viták. Ha vettél például licencet magokhoz és egyéb IP blokkokhoz, eszedbe juttattad az egész dizájnt és külföldre küldted gyártásra, akkor ez hazai termék - vagy nem? És ha maga csinált egy áramkört valaki más parancsrendszerének? És ha teljesen megvettek mindent, mindent, de Oroszországban gyártják? Az Ipari és Kereskedelmi Minisztérium tervezetében röviden kétszintű besorolást feltételeznek. Mindkét esetben a fejlesztő cégnek orosznak kell lennie. A Tier 1 zsetonoknál ki kell fejlődnie "struktúra, logikai és (vagy) elektromos kördiagramm, topológia,<…>TOVÁBB", a "integrált áramkör gyártása, beleértve a tranzisztor ciklust és a fémezési rétegek gyártását, az Orosz Föderáció területén történik". Ugyanakkor bármilyen cégtől licencet vásárolhat.

A második szintű chipek esetében minden valamivel egyszerűbb. Itt szükséges, hogy a topológia jogai az Orosz Föderációban legyenek, és a mikroáramkörök bárhol előállíthatók, de csak akkor, ha az országban nincs szükséges gyártóbázis. A kritériumok valójában meglehetősen tisztességesek, mert a licencek és a kész blokkok vásárlása még a fél siker sem. Fordítsa le az absztrakt "logikát" a "szilícium" tömegtermelésére, mindezt biztosítva az út során szoftver platform, nagyon nehéz, különösen a technikai folyamat csökkentésénél. Ezenkívül valamilyen oknál fogva sokan szeretnek kifejezetten a mikroprocesszorokról beszélni, de megfeledkeznek több tucat másik kategóriáról vagy IP blokkról - nem kevésbé fontosak valamilyen mikrokontroller vagy csak periféria / buszvezérlő. A könyvjelzők forráskódba vagy a külföldi gyártás szakaszában történő bevezetésével kapcsolatos félelmek nem alaptalanok, de úgy tűnik, hogy vagy túl nehezen kivitelezhetőek, vagy könnyen észlelhetők - nos, vagy mindkettő. És általában sokkal több támadási vektor létezik.

Emellett még mindig nagy és fontos terület van a késztermékek, megoldások, rendszerek létrehozásában. Például a YADRO OpenPOWER platformon alapuló tárolási rendszereket hoz létre. Nyíltan beszél munkája bizonyos vonatkozásairól. A cég azonban visszautasította hosszú ideje, de úgy tűnik, hogy a Kupol komplexumban lévő megoldásait használják a Yarovaya csomag megvalósítására a Megafon hálózaton. Ez is hatalmas mérnöki munka és példa az import helyettesítésre. Utóbbinál viszont nem minden olyan sima. Másrészt a helyettesítés nem mindig szükséges. Jó persze, ha az ember saját hiúságát szórakoztatja azzal, hogy a civil szektorban próbál versenyezni a nagy nyugati szereplőkkel, de gazdaságilag egyszerűen öngyilkos.

Ezért csak olyan kritikus területeken fektetnek be, ahol embargó esetén fennáll a veszély, hogy semmi sem marad: elsősorban a hadiipari komplexum és az üzemanyag- és energiakomplexum, valamint a kommunikáció, az orvostudomány. , és a tér. Ez egyébként piacunk számos egyéb jellemzőjével is összefügg. Először is, szinte lehetetlen részletes nyilvános információkat találni a tényleges termelési mennyiségekről és a konkrét vásárlókról. Másodszor, sok termék sugárzásálló kialakítással, kiterjesztett hőmérsékleti rendszerrel és egyéb örömökkel rendelkezik. Harmadszor, a legtöbb fejlesztő formálisan független kereskedelmi vállalkozás, de gyakran úgy tűnik, hogy valójában közvetlenül vagy közvetve pénzt kapnak az egyetlen ügyféltől - az államtól és annak struktúráitól. Más szóval, nem mindig és mindenhol versenyképesek a világpiacon.

Keményebben kell dolgozni?

Különösen a hazai mikroelektronikai gyártást szokták felróni a modern technikai eljárások hiányának. A nagy gyárak között van a Mikron, az Angstrem és az Angstrem-T, ahol 90 nm-ig elérhetőek a szabványok, majd egyszer megjelenik a 65 nm. Vannak más, kisebb gyártóhelyek is a mikrométeres vagy vastagabb szabványokhoz. Természetesen az igazán összetett elektronikáknál, mint a CPU vagy az SoC, a technikai folyamat kritikus lehet, de minden más esetében ez közel sem mindig így van. Általánosságban elmondható, hogy az elektronikai fejlesztő cégek túlnyomó többsége már rég átment a mesék szakaszába, és a gyártást a szakemberek kegyére hagyták, vagy kezdetben nem fektettek be saját gyáraik felépítésébe.

A TSMC legfrissebb második negyedéves jelentése jól szemlélteti. A modern 10 nm-es szabványok csak a keresetek 13%-át teszik ki, a 16/20 nm és a 28 nm 25, illetve 23%-ot. Ugyanakkor a 250 nm-es és vastagabb vonalak továbbra is megmaradnak. Felhívjuk figyelmét, hogy a jelentés a pénzről szól, nem a kristályok vagy lemezek számáról. A régebbi gyártási eljárások olcsóbbak, mint a modernek, így a valóságban a szuperpici tranzisztoros chipek szállítási mennyisége lényegesen kisebb, mint a viszonylag nagy tranzisztorokkal. Nincs értelme a "finomságot" csak úgy hajszolni. Ezen ismeretek birtokában elkezdheti ismerkedni a hazai termékekkel. Részben külföldi architektúrára épülő CPU-kat és SoC-kat fogunk figyelembe venni, viszont rátérünk a saját fejlesztéseinkre. Az áttekintés csak a legérdekesebb és legfigyelemreméltóbb megoldásokat tartalmazza, valamint számos eredeti architektúrát és DSP-t. Minden információ nyílt forrásból származik, és néhány technikai részletet kihagytunk vagy szándékosan leegyszerűsítettünk a könnyebb érthetőség érdekében.

A héten az Ipari Kereskedelmi Minisztérium 150 millió rubel támogatást adott a T-Platformsnak, amelyet egy hazai Bajkál processzorokat használó, nagy teljesítményű laptop fejlesztésére fordítanak majd.

Slovodel szerint a hazai hardverek számos fontos kritériumban felülmúlják a nyugati társaikat.

"Elpusztíthatatlan" laptop

A T-Platforms az importhelyettesítési kurzus részeként a nyugati országok szankcióinak bevezetése után kezdte meg aktív munkáját, és már több projektet is végrehajtott. A cég jelenleg két projektet fejleszt. Az elsőt egy laptopnak szentelték, amely Intel x86 processzorra épül, a második projekt egy teljesen hazai fejlesztés, amely a Baikal Electronics, a T-Platforms leányvállalatának Baikal-M processzorára épül. Ebben az esetben a laptopok működni fognak Linux rendszer, de az ügyfelek kérésére beágyazzák a Windows 10-et.

A cég összes fejlesztését infrastruktúrával rendelkező hazai cégek és extrém körülmények között dolgozók használják.

„Bizonyos szegmensekben minden bizonnyal kereslet van az ilyen számítástechnikára, „ipari” laptopokra van szükség a mezőkutatáshoz, a gáz- és olajtermeléshez, ahol nehéz körülmények, beleértve az időjárást is, de a kérdés természetesen az ár: versenyképesek lesznek-e az orosz laptopok a tekintetben külföldi analógok. Ha fejleszteni akarjuk a gazdaságunkat, akkor saját technológiával kell rendelkeznünk, nem az importált honosításra, hanem a saját berendezéseink gyártására” – mondja Svetlana Apollonova, az Elektronikus Berendezések és Műszergyártók Szövetségének elnökségi elnöke.

A fejlesztők számításai szerint legalább egy évbe telik egy "ipari" laptop elkészítése.

Az átöltözéshezIntel

Ezt megelőzően a cég kifejlesztette az orosz kétmagos Baikal-T1 processzort, amely a 32 bites MIPS Warrior magon alapul. A "Rikor" orosz holding, Alexey Vanin képviselői szerint a hazai processzorok ára 50 dolláron belül változik, míg ugyanaz a processzor Intel Core Az i3-3110M most 100 dollár. A processzor és a nagy sebességű interfészek kombinációja lehetővé teszi a chip gyors és gyors működését minimális költség energia. A gyártó azt állítja, hogy az orosz processzor rendkívül versenyképes.

Tavaly egy orosz gyártmányú tételt küldtek a német Forschingszentrum Julich számítástechnikai központnak, a Stony Brook-i New York-i Állami Egyetemnek, a Rigai Műszaki Egyetemnek és a finn CSC-IT Center for Science szuperszámítási központnak.

Az orosz Yota Devices okostelefon-gyártó céggel is folynak a tárgyalások. A Baikal Electronics alapítója, Vsevolod Opanasenko elmondta:

"Ha megállapodásra jutunk, elkezdjük a processzor fejlesztését mobileszközökhöz."

Jelenleg több mint 100 vállalat érdeklődik az orosz processzorok iránt, köztük tajvani és számos európai vállalat is. Ugyanakkor a statisztikák szerint Oroszországban csökken az Intel és az AMD processzorok eladása.

A Baikal Electronics leányvállalata a Rostec és a Rusnano részvételével 2014 óta készít Baikal mikroprocesszorokat személyi számítógépekhez és mikroszerverekhez. 2015 augusztusában az Iparfejlesztési Alap Szakértői Tanácsa 500 millió rubel hitelt hagyott jóvá a Baikal-T1 processzor tömeggyártása érdekében. 2020-ra legalább 5 millió ilyen processzor kerül a piacra.

Mindenki megszokta, hogy a mikroprocesszorok piacát három nagy amerikai gyártó uralja: az Intel, az AMD és az IBM. Tényleg az! Ez azonban nem jelenti azt, hogy senki más nem gyárt mikroprocesszorokat. Általános szabály, hogy a legtöbb fejlett országnak saját "állami" termelője van integrált áramkörök. Nem szabad azt gondolni, hogy megpróbálják valahogy felvenni a versenyt a „három nagy”-val – egyáltalán nem. A processzorok helyi fejlesztésének és gyártásának oka némileg más, nevezetesen a saját megoldások kiadásának szükségessége a védelmi ipar számára, ahol nemzetbiztonsági okokból tilos idegen elektronikus bázist használni.

Természetesen Oroszországra is jellemző a helyzet. A fő hazai megoldás az Elbrus architektúrára épülő processzorok, amelyeket az MCST fejleszt. Április végén jelentették be az Elbrus-4C négymagos modell küszöbön álló megjelenését, amelyről a mai anyagban lesz szó.

Kezdésként azonban visszatérünk a múltba, és megnézzük, hogyan született meg az Elbrus építészet.

Az MCST által gyártott Elbrus processzor

Sztori

Az Elbrus építészeti munkálatai több mint 40 évvel ezelőtt, mégpedig 1973-ban kezdődtek. A munkát a Lebedev Finommechanikai és Számítástechnikai Intézet (ITMiVT) falain belül végezték Vsevolod Szergejevics Burcev akadémikus, a vezérlőrendszerek és az univerzális számítógépek tervezése terén ismert tudós irányítása alatt. Természetesen az ilyen típusú "rendelés". számítógép tartozék katonaságból jött.

Vsevolod Burtsev - egy ember, aki az Elbrus építészetének eredeténél állt

Az Elbrus architektúrájú számítógépek első generációjának kiadására 1980-ban került sor. Jellemzőjük a skálázható architektúra volt: akár 10 processzor egyidejű párhuzamos működését is támogatták. A RAM mennyisége 64 MB (vagyis 220 gépszó) volt, és egy ilyen számítógép sebessége elérte a 12 millió műveletet másodpercenként.

Elbrus számítógép

Az Elbrus fő újítása azonban a szuperskaláris architektúra volt - először használták számítógépekben. Mint később kiderült, akkoriban az IBM-nek már volt néhány fejlesztése ezen a területen, de a szuperskaláris architektúrát különböző okok miatt nem tudták tömeges megoldásokba vinni. Ezért az amerikai gyártók csak az 1990-es években kezdték el használni a szuperskaláris architektúrát. Az első ilyen architektúrájú tömeges eszközök voltak Intel processzorok Pentium.

A Pentium processzor volt az első olyan Intel-konstrukció, amely szuperskalár architektúrát használt.

Öt évvel a processzorok első generációjának megjelenése után az Elbrus-2 számítógép fejlesztése befejeződött. Építészetileg nem sokban különbözött az Elbrus-1-től, de más elemalapot használtak, ami lehetővé tette az új processzorok teljesítményének több mint 10-szeres növelését - akár 125 millió művelet másodpercenként. A számítógép RAM mennyiségét is növelték: 64 MB-ról 144 MB-ra, ill áteresztőképesség A bemeneti / kimeneti csatornák sebessége 120 MB / s volt.

Az Elbrus-2-t, akárcsak elődjét, a védelmi iparban való felhasználásra szánták. Ennek eredményeként a számítógépet az Űrrepülési Irányító Központban, valamint az Arzamas-16 és Cseljabinszk-70 nukleáris kutatóközpontokban üzemeltették. Ezen kívül volt egy másik változata az Elbrus-2-nek, egyszerűbb feladatokra optimalizálva. Elbrus 1-KB névre hallgatott, és az elöregedett BESM-6 rendszert váltotta fel, amely addigra már két évtizede volt használatban. A fejlesztők megőrizték a szoftverkompatibilitást az Elbrus 1-KB és a BESM-6 között, így az új számítógépekre való átállás teljesen fájdalommentesnek bizonyult.

"Elbrus-2" számítógép

Az Elbrus-2 sikeres megjelenése után javában zajlott egy új számítógép fejlesztése, amely várhatóan Elbrus-3 nevet kapta. Az eszközök harmadik generációjában hatalmas számú építészeti változtatást terveztek. Az ITMiVT fejlesztői az új architektúrát „post-szuperscalar”-nak nevezték. Ez az elv alapozza meg a jövőbeli Intel Itanium processzorok architektúráját. Ezért bármennyire furcsán is hangzik, de a hazai mérnökök ismét megelőzték nyugati társaikat az innovációk bevezetésében.

A dolog azonban nem ment tovább a tervezésnél. 1994-ben elkészült az Elbrus-3 processzor tesztmintája, de a tömeggyártást egy meglehetősen ostoba okból soha nem indították el: az eszközről kiderült, hogy teljesen keresetlen. Hat évvel később az MCST mérnökei megpróbálták megvalósítani az Elbrus-3 ötleteket az új Elbrus-2000 processzorban (más néven E2K), amely elméletileg a bejelentett Intel Itanium processzor versenytársává válhat. Az Elbrus-2000 tömeggyártása azonban jelentős pénzügyi befektetéseket igényelt, és a fejlesztőknek nem sikerült befektetőt találniuk.

MCST létrehozása és fejlesztése

Érdemes egy kis kitérőt tenni és néhány szót ejteni az MCST-ről, amely az Elbrus-3 napjai óta fejleszt ilyen megoldásokat. A céget 1992. március 2-án korlátolt felelősségű társaságként (LLP) „Moszkvai SPARC Technológiák Központja” (MCST) néven alapították. A SPARC rövidítés jelenléte a névben annak köszönhető, hogy akkoriban az MCST cég az amerikai Sun Microsystems vállalatot tekintette fő partnerének, amely SPARC architektúrával népszerűsítette számítógépeit. Ennek a rövidítésnek a címben való jelenléte pedig jelentős előnyökkel járt az együttműködésben. Például az MCST hozzáférést kapott a fejlett technológiákhoz a mikroprocesszor-technológia, az operációs rendszerek, a programozási rendszerek és más technológiák tervezéséhez. A cég fejlődése során ez igen jelentős támogatást jelentett. És ha eleinte a cég szorosan együttműködött olyan óriásokkal, mint a Sun Microsystems, Avanti, Compass, Synopsys, akkor hamarosan az MCST mérnökei tapasztalatot szerezve teljesen átálltak az állami megrendelésekhez szükséges eszközök fejlesztésére.

Rendszer MCST R500 SPARC processzorral

Az MCST 2007-ig csak SPARC architektúrájú mikroprocesszorokat és azokon alapuló számítástechnikai rendszereket gyártott. A saját építészet "Elbrus" háttérbe szorult. 1997 és 2007 között négy SPARC mikroprocesszor jelent meg: MCST-R100, MCST-R150, MCST-R500 és MCST-R500S. Látta a fényt és az Elbrus-90micro számítógép-komplexumot is. Neve ellenére a rendszernek semmi köze nem volt ehhez az architektúrához.

Csak 2005-ben kezdték újra a munkát az Elbrus architektúrán, amely a VLIW (Very Long Instruction Word) mikroarchitektúrán alapul. És már 2007-ben bemutatták az azonos nevű processzort. Főbb jellemzőit egy táblázatban gyűjtöttük össze, amelyet alább láthat.

Technológiai folyamat0,13 µm
Működési órajel frekvencia300 MHz
Csúcsteljesítmény64 bites GIPS/GFLOPS - 6,67/2,4 32 bites GIPS/GFLOPS - 9,5/4,8 16-8 GIPS - 12,2-22,6
64 KB
64 KB
2. szintű gyorsítótár256 KB
9,6 GB/s
4,8 GB/s
Kristály méretei15,0x12,6
A tranzisztorok száma75,8 millió
Teljesítménydisszipáció6 W

Természetesen 2007-ben a chip jellemzői több mint szerények voltak - semmiképpen sem volt versenytárs. modern processzorok Például a 2006-ban bemutatott Intel Conroe generáció. Elbrus minden tekintetben alábbvaló volt náluk. A processzor az elavult 130 nm-es folyamattechnológiával készült, az Intel és az AMD pedig már elsajátította a 65 nm-es technológiát. Furcsa módon, de a processzor gyártását a tajvani TSMC cégre bízták. Furcsa, mert a „követ” a „védelmi iparban” való felhasználásra szánták, és a harmadik fél létesítményeiben történő gyártást, így az esetleges „könyvjelzők” miatt közvetlenül befolyásolta a rendszer biztonságát.

"Elbrus" processzor

Ami az Elbrus sebességét illeti, a csúcsteljesítménye 64 bites módban 2,4 GFLOPS volt. Összehasonlításképpen: a pénztárcabarát kétmagos Intel Core 2 Duo E4300 processzor csúcsteljesítménye az akkori Conroe architektúrával és 1,8 GHz-es órajellel 14,4 GFLOP volt, vagyis 6-szor több! Ezért elképzelheti, milyen lassú volt Elbrus 2007-ben. Ennek ellenére a processzor teljesítménye elég volt a védelmi ipar számára, ezért az Elbrus-3M1 számítási rendszert ennek alapján hozták létre.

Elbrus-3M1 számítástechnikai komplexum

Az Elbrus-3M1 komplexet egy biztonságos MSVS-E operációs rendszerrel szállították ( Mobil rendszer fegyveres erők), amely azon alapul Linux verziók 2.6.14. Ezenkívül a számítógépet teszt- és diagnosztikai programcsomaggal látták el, és visszafelé kompatibilis volt a régi Elbrus-1 és Elbrus-2 számítástechnikai rendszerekkel is. Teljesítményét tekintve az Elbrus-3M1 egy 500 MHz-es órajelű Pentium III alapú rendszerhez volt hasonlítható. Az összehasonlító tesztelést kompatibilitási módban végezték az x86 platformmal, és az Elbrus-3M1 sebességben felülmúlta az Intel processzort. Emellett az MCST rendszer "natív" platformján is elvégezték a tesztelést. Ebben az üzemmódban az Elbrus-3M1 teljesítménye megegyezett a 2000 MHz-es Intel Pentium 4 processzoron alapuló konfigurációval. A védelmi ipar számára ez a teljesítmény több mint elegendő volt.

Az architektúra fejlődésének következő szakasza a 2010-ben kiadott Elbrus-S chip-on-rendszer volt. Az összehasonlítás megkönnyítése érdekében a következő táblázatban összefoglaltuk a processzor összes főbb jellemzőjét.

Technológiai folyamat0,09 µm
Működési órajel frekvencia500 MHz
Csúcsteljesítmény64 bit, GFLOPS - 4 32 bit, GFLOPS - 8
1. szintű utasítás gyorsítótár64 KB
1. szintű adatgyorsítótár64 KB
2. szintű gyorsítótár2 MB
A gyorsítótárral rendelkező kommunikációs buszok sávszélessége16 GB/s
Kommunikációs buszok sávszélessége RAM-mal8 GB/s
Kristály terület142 mm2
A tranzisztorok száma218 millió
Teljesítménydisszipáció13 W - tipikus, 20 W - maximum

Az új processzor jellemzői az Elbrushoz képest javultak. Először is meg kell jegyezni, hogy az Elbrus-S gyártását 90 nm-es technológiai "sínekre" helyezték át. Engedd be 2010-ben év Intelés az AMD is gyártott már vékony 32 nm-es folyamattechnológiával processzorokat, de egy hazai készülék esetében ez az átállás jelentős előrelépést jelentett. Az Elbrus-S órajel frekvenciája 500 MHz volt, ami 200 MHz-cel magasabb, mint az Elbrusé. A csúcsteljesítmény is nőtt: akár 4, illetve 8 GFLOP 64 bites, illetve 32 bites módban. Megnövekedett és a gyorsítótár memória mennyisége a második szinten - akár 2 MB. Maga a chip pedig bonyolultabb lett: a tranzisztorok száma közel háromszorosára nőtt elődjéhez képest.

"Elbrus-S" processzor

Az Elbrus-S mellett az MCST bevezetett egy vezérlőt perifériák(KPI) - ez egyben a "déli híd". A hub a "civil" és az ipari interfészek számára egyaránt támogatást nyújtott. A KPI-nek köszönhetően lehetővé vált egy speciális, négyprocesszoros МВ3S/C munkamodul létrehozása, amelyet katonai felszerelésekben használnak.

Technológiai folyamat, nm130
Órajel frekvencia, MHz250
Soros busz kommunikáció a processzorral, áteresztőképesség, GB/s2
PCI-Express vezérlő 1.0a verzió8 sor
Vezérlő PCI verzió 2.3 32/64 bit, frekvencia 33/66 MHz
Ethernet vezérlő 1 Gbps1 port
SATA 2.0 vezérlő4 port
IDE vezérlőPATA-100, 2 port x 2 eszköz
USB 2.0 vezérlő2 port
AC-97 audio interfész vezérlő2 csatornás sztereó
Vezérlő soros interfész RS-232/4852 port
IEEE-1284 párhuzamos interfész vezérlő DMA támogatással1 port
GPIO programozható univerzális I/O vezérlő16 jel
I2C interfész4 csatorna
Tranzisztorok száma, millió30
Áramfelvétel, W6

Egy évvel később megkezdődött az Elbrus-2C + nevű processzorok következő generációjának gyártása. Sajtóközleményeiben az MCST hatmagos architektúrát jelölt meg. Ez azonban egyáltalán nem így van! Az "Elbrus-2C +" valójában egy kétmagos modell. Két Elbrus architektúra modullal rendelkezik, de négy Elvis digitális jelfeldolgozó (DSP) maggal is rendelkezik. Ezenkívül a kristály sok változáson ment keresztül. Tehát az egyes magok második szintjén a cache memória mennyisége 1 MB. Hozzáadták a 800 MHz-es effektív frekvenciájú DDR2 memória támogatását, valamint egy további I / O csatornát, amelyen keresztül további KPI csatlakoztatható.

Kétmagos "Elbrus-2C +" processzor

A processzorhoz a C nyelvű fordítóprogram egy változata valósult meg, amely lehetővé teszi a DSP-magok kódjának generálását, valamint hatékony interakció biztosítását a CPU-magokon futó fő program és a DSP-n futó eljárások között. Kicsit előre tekintve, mondjuk a DSP magokra való programozás viszonylag nehéz volt, így a processzorok következő generációjában az MCST mérnökei teljesen elhagyták őket. Az elvégzett változtatások eredményeként a processzorok teljesítménye jelentősen megnőtt, és 32 bites módban már 28 GFLOP-t tett ki. Ha összehasonlítjuk az Elbrus-2C + teljesítményét az Intel processzorokkal, akkor a hazai fejlesztés valamivel gyorsabb lesz, mint az Intel Core 2 Duo megoldásaié.

Technológiai folyamat0,09 µm
Működési órajel frekvencia500 MHz
Elbrus architektúra magjainak száma DSP magok száma (Elcore-09)2 4
Csúcsteljesítmény (CPU magok + DSP magok)64 bit, GFLOPS - 8+0 32 bit, GFLOPS - 16+12
1. szintű utasítás gyorsítótár64 KB
1. szintű adatgyorsítótár64 KB
2. szintű gyorsítótár1 MB
Beépített DSP memória (DSP magonként)128 KB
A gyorsítótárral rendelkező kommunikációs buszok sávszélessége16 GB/s
Kommunikációs buszok sávszélessége RAM-mal12,8 GB/s
Kristály terület289 mm2
A tranzisztorok száma368 millió
Teljesítménydisszipáció25 W

A processzor teljesítménye hozzávetőlegesen megbecsülhető a következő diagramokból.

Teszt eredmények a SPEC2000 FP csomagban

Vizsgálati eredmények a SPEC2000 Int csomagban

Az Elbrus-2C+ mellett Intel Pentium-M ULV (1 GHz, 1 MB gyorsítótár, 2x DDR-266) és Intel Atom D510 (1,66 GHz, 1 MB gyorsítótár, DDR2-800), valamint egy másik MCST processzor - R1000 . Tesztszoftvernek a SPEC2000 csomagot választottuk. Amint az a diagramokból látható, FP módban az Elbrus-2C + teljesítménye észrevehetően magasabb magas szint mint a versenytársak. Int módban kiegyenlítődik a helyzet, és sokszor az összes processzor teljesítménye egyforma szinten van, bár helyenként a hazai megoldások őszintén „megereszkednek”.

Az Elbrus-2C+ processzorokat digitális intelligens jelfeldolgozó rendszerekben, például radarokban és képelemzőkben kellett volna használni. Ugyanakkor az új chipek alkalmasabbak voltak a civil feladatokra. Például a Kraftway cég még egy próbatételt is kiadott Elbrus-2C + kristályokon alapuló monoblokk számítógépekből, de a dolgok nem mentek túl ezen.

És 2014 áprilisában az MCST cég bemutatta következő fejlesztését - a négymagos Elbrus-4C processzorokat.

Az Elbrus-4C processzorok felépítése

Mielőtt elkezdené az új Elbrus-4C processzorok architektúrájának részletes tanulmányozását, egy kis figyelmet kell fordítani általában a modern architektúrára. Mint tudják, minden integrált megoldás két részre osztható nagy csoportok: CISC (Complex Instruction Set Computer) és RISC (Reduced Instruction Set Computer). Már a nevekből is kiderül, hogy a CISC processzorok összetett utasításokkal, a RISC pedig egyszerűsített utasításokkal dolgoznak. Az első kategória utasításainak összetettsége, hogy hosszuk nincs korlátozva. Ezen kívül egyszerre több aritmetikai műveletet is tartalmazhatnak. Az 1980-as évek elejéig abszolút minden processzor rendelkezett CISC architektúrával, de az IBM akkori kutatásai azt mutatták, hogy az összetett utasítások feldolgozása korántsem mindig gyorsabb, mint egy ilyen összetett utasításnak megfelelő elemi műveletsor. Így jelent meg a RISC architektúra, amely lehetővé teszi az egyszerűsített utasítások használatát.

Minden x86-kompatibilis processzor a CISC architektúra példájának tekinthető, de ez nem teljesen igaz. Az ilyen megoldások működése RISC típusú magon alapul. Minden x86 processzor rendelkezik külön utasításdekódolóval, amely a CISC utasításokat RISC utasításokká alakítja.

Ugyanakkor az x86-os processzorok szuperskalárisak. Ez azt jelenti, hogy egy ciklusban a processzor egyszerre több utasítást is tud feldolgozni. A távoli múltban a processzorok nem voltak szuperskalárisak, és ciklusonként csak egy műveletet hajtottak végre. Aztán ez nem okozott problémákat. De idővel egyre nagyobb teljesítményre volt szükség a CPU-tól, ill technológiai képességek bonyolultabb rendszerek számára is megengedett. Ezért a szuperskalarizmus a processzorarchitektúrák szerves részévé vált. A szuperskalaritással az a fő probléma, hogy nem olyan egyszerű több műveletet párhuzamosan végrehajtani, mivel ezek között függőségek lehetnek. Az érthetőség kedvéért itt párhuzamot vonhatunk a programozással: nem lehet egyszerre két függvényt futtatni a végrehajtáshoz, ha az egyik a másik eredő értékét használja. Ezért a szuperskaláris processzorok speciális berendezéssel rendelkeznek, amely elemzi a műveletek közötti függőséget, és dönt a végrehajtás sorrendjéről.

Az Elbrus architektúra működési elve

Ami az Elbrus processzorokat illeti, azok a VLIW architektúrán alapulnak. Nagyjából a VLIW a RISC architektúra és a szuperskalár továbbfejlesztése. A VLIW sajátossága, hogy minden utasítás legfeljebb 23 elemi műveletet tartalmazhat, amelyeket párhuzamosan kell végrehajtani. Ebben az esetben a párhuzamosítás feladata a fordítóra hárul, ellentétben a hagyományos szuperskaláris architektúrákkal, ahol a processzor hardveres blokkjai felelősek a párhuzamosításért. Ennek a módszernek a hatékonysága valóban magasabb. A fordító képes elemezni forrás sokkal alaposabb, mint a RISC/CISC processzor hardver, és több független műveletet talál. Ezért az Elbrus architektúrában több párhuzamos működési eszköz található, mint a hagyományos megoldásokban. Számos algoritmusnál nagyobb sebességet mutat. Emellett ne felejtsük el, hogy ha fordítóprogramot használunk a műveletek párhuzamosításához, akkor nincs szükség speciális processzor hardver egységekre, és ez egyszerűbbé és megbízhatóbbá teszi a kristály eszközét.

Az Elbrus processzor működési elve

Az Elbrus architektúra egyéb jellemzői között az MCST mérnökei a következőket különböztetik meg:

  • 6 párhuzamosan működő aritmetikai logikai egység (ALU) csatornája;
  • 256 84 bites regiszterből álló regiszterfájl;
  • hardveres támogatás a ciklusokhoz, beleértve a csővezetékes ciklusokat is. Növeli a processzor erőforrások felhasználásának hatékonyságát;
  • programozható aszinkron adat-előszivattyúzó berendezés külön leolvasó csatornákkal. Lehetővé teszi a késleltetések elrejtését a memória-hozzáférés elől, és az ALU teljesebb kihasználását;
  • spekulatív számítások és egybites predikátumok támogatása. Lehetővé teszi az átmenetek számának csökkentését és a program több ágának párhuzamos végrehajtását;
  • egy széles parancs, amely legfeljebb 23 műveletet képes megadni egy órajelben maximális kitöltéssel (több mint 33 művelet az operandusok vektorutasításokba történő becsomagolásakor).

Természetesen a fejlesztők nem feledkeztek meg az x86-os kompatibilitási módról sem. Ebből a célból az x86-os bináris kódokat Elbrus processzorkódokká dinamikusan lefordító rendszert valósítottak meg az architektúrában. Egyszerűen fogalmazva: a fordítórendszer létrehozza Virtuális gép, amely a vendég operációs rendszert futtatja az adott bitmélységhez. A fejlesztők szerint több mint 20 operációs rendszer(többet is beleértve Windows verziók) és több száz alkalmazás.

Az MCST fejlesztői a biztonság növelése érdekében más utat jártak be. Az Elbrus-4C processzorok támogatják az úgynevezett biztonságos programvégrehajtást. Lényege, hogy az alkalmazás csak inicializált adatokkal működjön, minden memória-elérést ellenőrizni kell, hogy egy érvényes címtartományba tartozik-e, a modulok közötti védelem biztosítása (például a hívó szoftver megóvása a könyvtári hibától). Ezeket az ellenőrzéseket hardveren végzik.

Érdemes megjegyezni az új processzorok egy másik érdekes biztonsági funkcióját is. Az Elbrus-4C kristályokban a kötési információs verem (az eljárási hívások visszatérési címeinek lánca) el van választva a felhasználói adatveremtől, és nem érhető el olyan vírustámadások számára, mint a visszatérési cím-hamisítás. A fejlesztők ugyanakkor hangsúlyozzák, hogy ma egyszerűen nincsenek vírusok az Elbrus platformra.

Az "Elbrus-4S" műszaki jellemzői

Elődjéhez képest az Elbrus-4C processzor jelentős lépést tett előre. A magok számának négyre növelése mellett számos egyéb fejlesztést is kapott.

Technológiai folyamat65 nm
Működési órajel frekvencia800 MHz
Az Elbrus architektúra magjainak száma4
Csúcsteljesítmény64 bit, GFLOPS - 25 32 bit, GFLOPS - 50
1. szintű utasítás gyorsítótár128 KB
1. szintű adatgyorsítótár64 KB
2. szintű gyorsítótár8 MB
A RAM felépítéseAkár 3 csatorna DDR3-1600 ECC
A RAM-csatornák sávszélessége38,4 GB/s
Processzorközi kommunikációs csatornák3, duplex
A processzorok közötti csere egyes csatornáinak sávszélessége12 GB/s
Kristály terület380 mm2
A tranzisztorok száma986 millió
Teljesítménydisszipáció60 W-ig

Először is meg kell jegyezni, hogy a processzor gyártása átkerült a 65 nm-es technológiai technológiára. A CPU órajele 800 MHz-re nőtt. Az L1 utasítás-gyorsítótár mérete megduplázódott, 128 KB-ra. A második szint gyorsítótárának mérete pedig 8 MB (szemben az Elbrus-2C + 1 MB-jával). A RAM csatornák sávszélessége is jelentősen megnőtt. Ezek a változtatások lehetővé tették az új processzorok teljesítményének lenyűgöző növekedését. Így 64 bites módban a csúcsteljesítmény 25 GFLOP, ami több mint háromszorosa az Elbrus-2C + indikátornak. 32 bites módban a teljesítmény elérte az 50 GFLOP-ot. Ezzel párhuzamosan a kristály összetettsége is megnőtt. Az "Elbrus-4C" 986 millió tranzisztort tartalmaz, hasznos területe 380 mm 2.

Az Elbrus processzorok közeljövője

Az MCST nem tervezi lelassítani az új megoldások fejlesztésének és kiadásának ütemét. A nyolcmagos, 28 nm-es Elbrus-8C processzor bejelentését már 2015-re tervezik. A kristály 4 MB L2 gyorsítótárral és 16 MB L3 gyorsítótárral lesz felszerelve, órajele pedig 1300 MHz lesz. Ugyanakkor a csúcsteljesítmény eléri a 250 GFLOP-t. A tervek szerint az Elbrus-8S egy második generációs perifériavezérlővel (KPI-2) együtt fog működni, amelynek sávszélessége 16 GB/s-ra nő.

A 8 magos chip azonban nem az egyetlen fejlesztés alatt álló MCST processzor. A cég „befejezi” a gazdaságos „egyfejű” Elbrus-1C + chipet is, amelyet laptopokban, terminálokban és ipari automatizálásban való használatra terveztek. Megkülönböztető jellemzője a beépített videomag jelenléte, amely támogatja a hardveresen gyorsított 3D videót. A processzor a 40 nm-es technológiai technológiával készül. Az alapvető teljesítmény körülbelül 24 GFLOP, a beágyazott videó pedig körülbelül 28 GFLOP lesz. Az "Elbrus-1C +" az új "déli híd" KPI-2-vel is kompatibilis lesz, és fogyasztása nem haladja meg a 10 wattot. Ennek a processzornak a megjelenését szintén 2015-re tervezik.

Következtetés

Az Elbrus-4C processzor architektúrájának részletes tanulmányozása kettős benyomást keltett. Egyrészt ne szétszedjük, sok tekintetben elavult és jócskán lemarad az AMD és Intel termékek mögött. Ezzel szemben a hazai elektronika már régóta a pangás időszakában van, így balgaság lenne azt várni, hogy egy ilyen helyzetben az MCST processzorok felvegyék a versenyt a nyugati fejlesztésekkel. És itt a legfontosabb annak megértése, hogy valódi kísérletek történnek a hazai elektronikai ipar felélesztésére. Ilyen helyzetben az Elbrus-4C megjelenése nagyon nagy előrelépés. Sőt, az architektúrában több nagyon érdekes technológia is megvalósul, és több mint magabiztosan megbirkózik a védelmi iparban vállalt feladataival.

Az MCST-nek nagy tervei vannak a jövőre nézve. Ez az Elbrus-8C és Elbrus-1C + processzorok kiadása. A jövő év tehát nagyrészt megmutatja, mennyire lesz versenyképes az orosz mikroelektronikai ipar.