"Elbrus" - Errusiako prozesadorea. Zehaztapenak eta historia

hasieratik geroztik ordenagailu teknologia gure herrialdean, errendimendu handiko sistema diseinatzeko zientzia nazionalaren helburuak garrantzitsuenetako bat jotzen da. Errusiako mikroprozesadoreak oinarrituta garapen berriak martxan jartzeko beharra - 90eko hamarkadan geroztik ikerketan baldintza funtsean berria lotutako. Emaitza sortu zen "Elbrus" - prozesadorea, bere informatika boterea ez da atzerriko eredu onena apalagoa.

sorkuntza historia

Gaur egun, mundu osoko herrialde gutxi batzuk bakarrik ordenagailuak diseinatzen ari da bere diseinu propioa mikroprozesadore batekin - Ameriketako Estatu Batuak, Britainia Handia, Japonia eta Txinan. Begi bistakoa da, segurtasun eta inportazio ordezkapen barruan Errusia ere dela nahikoa indar armatuak, legea betearazteko agentziak, administrazio eta hezkuntza baldintzak betetzen prozesadore bat behar du. Posible A - eta produktua merkaturatzeko. zientzialari eta ingeniariek Mosku Center Txinparta-Teknologia-lan aktiboa hamarkada ondoren (MCST) ez da lotsatu 2014-15 urteetan garapenerako azken aurkeztea: zortzi prozesadore "Elbrus 8c". Baina izan da kalkulu teorikoak eta ikerketa praktikoaren bide luzea igaro gertaera historiko hori baino lehen.

SESB ordenagailua teknologia garatzeko garrantzi nabarmena lan akademiko S. A. Lebedeva behar dugu. zion buru duen Institutuko Zehaztasun Mekanika eta Informatika Teknologia (ITM eta LH) Zientzien Akademian taldeak sortu ziren informatika elektronikoak makinak (ordenagailuak) , lehenengo hodi batetik integratuta zirkuituko abiadura handiko makina - hamabost ereduak.

"Elbrus-1"

arkitektura lerroen ideia, gerora Errusiako prozesadore "Elbrus" gauzatuz, 1969an jaio zen. garapen arrazoia beharra "intelektualizazio" Sistema estrategikoetako zen. Bihurtu zen buruzagi diseinatzaile VS Burtsev, informatika, geroago akademiko aditua bikaina.

1979an, ITM eta LHko egoera komisio anitzeko informatika konplexua "Elbrus" (IAC) lehen belaunaldia izan dira. prozesagailua oinarritutako TTL-logika diseinatu zen. armamentu-industrian erabiltzen den sistema.

"Elbrus-2"

MVK bigarren belaunaldia "Elbrus", sei urte igaro ondoren, gainditu proba. prozesadorea eta elementu base berriaren garapen erabat nazionalak izan ziren. Sistema abiadura handiko oinarritzen zen zirkuitu integratuak igorle akoplatutako logika IC-100 serie batekin. Performance "Elbrus-2" desyatiprotsessornoy konfigurazioan 125 Errota. Per zen bigarren.

ERM fidagarritasuna handitu moda modular bat eraiki zen. abiadura eta konplexua jasangarritasuna esker sistemetan estrategikoak instalazio gakoa urte askotan erabili da. Bere garaiko ezaugarri berezia lortu ERM ezarpena eta ideia aurreratu kopuru bat garatzen konputazional prozesua antolatzeko ere.

"Elbrus-3"

Hurrengo etapa (1986-1994) hirugarren MVK "Elbrus" belaunaldi sortzea zen. gehiago perfektua - prozesadorearen are gehiago indartsu elektronikoen osagaiak dago orain. Project manager aukeratu dagokion Academy of Sciences B. A. Babayana kidea. Bide batez, MVK garapena "Elbrus-1" eta "Elbrus-2" to funtsezko ekarpenak egin zituen.

abantailak eta horietako desabantailak supereskalar arkitektura ERM bigarren belaunaldia ezarri ebaluazioa garatu, Boris Artashesovich zabal instrukzioa hitz bat kontzeptua ezartzea aurreratuago bat proposatu. adituen Batasunaren kolapsoa aurretik kudeatzen prototipoa baina finantzaketa muntatzen agintari berriek gelditu da.

Garaikidearen

Proiektu lerro honen jarraipena da Zao MCST jarduerei lotuta. bere egitura, liderra etxeko mikroelektronschiki mikroprozesadorea teknologiaren erabilerari buruzko oinarrizko apustua eginez, hasi bi mikroprozesadoreak eta sistema horien oinarritutako serieak sortzeko. Lan hauek gero lagundu dira Errusiako prozesadore indartsu "Elbrus" 2014 oharra sortzeko.

Project lehen serie oinarria arkitektura irekia Scalable Processor Arkitektura (SPARC), Sun Microsystems zehaztutako zen. Prozesadoreak «R» familia oinarritutako sortu.

Bigarren serie oinarria jatorrizko "Elbrus" arkitekturaren zen, hori onartu dira eta ezarritako IAC-3 printzipioak (jatorriz deitzen zen "arkitektura E2k») garatzen. oinarrizko lau prozesadore mota daude sortu ziren. Horrela, "Elbrus" (CPU) ditu: eredu konparaketa da beheko taulan eman.

"Elbrus-4C"

enpresaren azken garapen arrakastatsua bat MCST prozesadore "Elbrus-4C." zen Bere arkitektura jatorrizko diseinua, mikroarkitekturaren VLIW oinarri gisa balio izan zuen oinarri. Kalkulu prozesuak ardura 4 nukleoak 800 MHz, cache memoria 2 core bakoitzean MB.

ekoizpen teknologia (handia, maiztasuna txikia, prozesuaren teknologia 65 nm "azken mendean") dagokionez itxurazko arkaismoa arren, gailu elektronikoak eraginkortasuna bat Intel series "i" rekin parekoa. energia-kontsumoa gutxiagorekin (45W) bere performance 50 GFLOPS erabakitzen ditu. Konparazio baterako, adineko eredua Intel Core i7-975 the Extreme Edition 53 GFLOPS edukiera maiztasun askoz handiagoa eta energia-kontsumoa ditu. Hau modernoak errusiar prozesadore "Elbrus" 2014 urtea jarri zuten proba eta atera zen telesailean.

"Elbrus-8C"

eboluzioaren garai zela baino gehiago badirudi, aurrerapauso iraultzaile etxeko mikroelektronika egiteko txanda izan zen. Zao "MCST" elkarrekin Kontrol Elektronikoa Makinak Institutuan garatu ditu eta ingeniaritza produktuaren diseinuak belaunaldi berri bat ekoiztu. prozesadore "Elbrus 8c" 28 nanometroko prozesuaren teknologia sortu prestatzen industri produkzioa da.

Gailu egingo kontroladorea eta nazio garapenerako KPI-2 tandem lan egiteko. kontroladorea 65 nm-prozesuan teknologia kaleratu arte, hiru Gigabit Ethernet sare controller, 20 linea onartzen arren PCI-Express bus 2.0, zortzi USB-portuak 2.0, zortzi SATA-portu. prozesadore batera Komunikazioa 16 Gb / s da.

ezaugarri teknikoak

Fabrikatzailea azaldu "Elbrus" sistema berriaren ezaugarri nagusiak:

• Prozesadorea - 8 gipertredinga gabe nukleoak.
• Kristal tamaina - 350 mm ^2.
• Bigarren mailako core bakoitzeko cache - 512 kV.
• Hirugarren mailako cache ohikoa da - 16 MB.
• ziklo bakoitzeko exekuzioak - 30 eragiketak.
• Erlojuaren maiztasuna - 1.3 GHz, noiz parametro horiek bermatuta etenik nuklearra denbora mugagabea guztien eragiketa, ehuneko ehunean, nahiz karga.
• Performance (Peak) - 250 GFLOPS.
• Power - 60-90 watt.
• Lizentzia independentzia Intel batetik, bitartean bermatuz x86 / x86-64 arkitektura sistema eragile nagusien laguntza.

Ikusten duzun bezala, Errusiako prozesadore "Elbrus" gehienez bost aldiz 4C eredua baino gehiago produktiboa azken belaunaldiko.

arkitektura

enpresaren emaitza garrantzitsu bat bezala Zao MCST original mikroprozesadorea "Elbrus" arkitektura garatu. prozesadorea da hardware baliabideak maximizatuz performance metrika datuak zuzenduta. Sailkapen orokorrean dagokion arkitektura kategorian da, a instrukzioa hitza zabal VLIW (Oso handiak Instrukzio Word), konpiladoreak paralelo exekuzioa talde sekuentzia (zabal instrukzioa hitz) sortzen da, eta bertan daude talde barruan talde eta minimizatu menpekotasuna arteko mendekotasun no printzipioa erabiliz talde desberdinetan taldeen artean.

Horrela, errusiera prozesadore "Elbrus" oso paralelismoa erabiltzen operazioen mailan programa-kodea presente. Emaitza arkitektonikoa abiadura handian paralelizazioa aparatu funtzioen berezko supereskalar arkitektura askatzea da eta horiek transferitzeko konpiladorea optimizatzeko. Hori dela-eta, eta beste ezaugarri garrantzitsu berezko "Elbrus" arkitektura - baxua energia-kontsumoa gailuak.

paralelismoa erabilera eraginkorra eragiketak arkitekturako Batera "Elbrus" gailu ezarritako beste mota (mailak) informatika-prozesuaren berezko paralelismoa of ezartzeko:

• konkurrentzia arazoak multicomputer konplexu batean;
• Konkurrentzia kontrola memoria partekatua isurtzen;
• Bektore paralelismoa.

x86 arkitektura bateragarria

Arkitekturan oinarrizko baldintza gisa, sustatzaile hasiera batean jotzen menderatzaileak Intel x86 mikroprozesadore arkitektura binary bateragarritasuna eraginkorra eskainiz. Da ezkutatuta itzulpen dinamikoa eta bere laguntza ekipamendu mikroprozesadore "Elbrus" oinarri hartuta ezarri da. ere zehazten da, etxeko arkitektura berriaren ezaugarriak hardware euskarri informatiko segurua (programazio-modulua) garapena da, programatzaileak lana epeak mugatua software sistema handietan sortu nahi nabarmenki errazten du.

aplikazio praktikoa

Non aurreikusita dago Russian prozesadoreak erabili? Ulertu behar da produktu hori xede bakar bat diseinatu da - auto-nahikoa, eskaintza eta lizentzien mikroelektronika eta informatika teknologia independentea emateko. "Elbrus" segurtasuna eta birusak babesteko defentsa industrian eskari-maila altua duten prozesadore on Ordenagailuak, segurtasun zerbitzuetan, garrantzitsua egoera erakunde.

Bitartean, sistema ahalbidetzen ohiko Windows eta Linux, eta horrek bidea irekitzen, ez bada batez besteko kontsumo-, enpresen sektorea dela. MCST babestutako ordenagailuak eta zerbitzariak, ingurune gogorretan lan egiteko gai diren eskaintzen du.