Эльбрус процессор история создания
Эта статья — простая историческая справка без аналитики и выводов. Прослеживаю историю поколений Эльбрусов от истоков до настоящего времени.
Поскольку у отдельных читателей иногда наблюдается устоявшаяся путаница с архитектурами процессоров, давайте я вначале дам определения двух разных типов архитектур процессоров и укажу, какие архитектуры относятся к этим типам и какие процессоры какой архитектуре принадлежат. Надеюсь, со вложенностью скобок разберётесь :-)
Суперскалярная архитектура [варианты: CISC (Pentium); RISC ; CISC-процессоры с RISC-ядрами (x86 начиная с Pentium Pro)] — архитектура процессора, использующая несколько декодеров команд, которые передают исполняющие инструкции одновременно множеству исполнительных блоков, то есть, происходит выполнение нескольких инструкций за такт. Планирование исполнения потока команд является динамическим и осуществляется самим процессором.
Архитектура сверхдлинного машинного слова или VLIW [варианты: EPIC (Intel Itanium); Эльбрус или E2K (вычислительный комплекс Эльбрус-3, а также процессоры линейки Эльбрус, начиная с Эльбрус-2000)] — архитектура с явно выраженным параллелизмом вычислений, заложенным в систему команд процессора, при которой используются наборы сложных инструкций большой длины, выполняющихся за один такт. При этом задача их разделения на более простые команды для параллельного выполнения вычислительными модулями процессора ложится на компилятор.
Теперь, когда я вас немного сориентировал во всех этих архитектурах, мы можем проследить движение мысли разработчиков Эльбруса в динамике хода истории.
Разработка первых Эльбрусов началась в 1973 году в Институте точной механики и вычислительной техники имени Лебедева (ИТМиВТ), ранее создавшем легендарную БЭСМ-6. Позже некоторые варианты Эльбрусов были программно совместимы с этой машиной.
Разработка Эльбрусов велась под руководством академика Всеволода Сергеевича Бурцева. При создании машины с самого начала закладывались передовые на то время технологии суперскалярности и многопроцессорности . Про сверхдлинное машинное слово речь в те времена ещё не шла, это пришло позже.
«Эльбрус–1»
Всеволод Сергеевич Бурцев (1927–2005)
Для разработки проекта первой модели суперкомпьютера «Эльбрус» был выбран Институт точной механики и вычислительной техники – сокращенно «ИТМиВТ». Во главе всего процесса стоял инженер–конструктор Всеволод Сергеевич Бурцев, а одним из его замов выступал Борис Бабаян. Работа над проектом у команды заняла практически 5 лет, с 1973–го года по 1978–ой.
«Эльбрус–1»
Выражение «первый блин комом», никак не было применимо к «Эльбрус–1». ЭВМ получилась очень удачной, в особенности благодаря новой модульной архитектуре. ЭВМ могла одновременно работать с десятью процессорами среднего уровня интеграции. Объем оперативной памяти мог составлять до 64 Мб, а вычислительная мощность достигала пятнадцати миллионов операций в секунду.
К слову, «суперскалярная» вычислительная архитектура компьютера, разработанная с нуля нашими инженерами, стала применяться за рубежом лишь к 90–м, параллельно с появлением суперпопулярной линейки процессоров Pentium от Intel. Об этом чуть позже.
Да, действительно, IBM занималась разработкой такой вычислительной архитектуры задолго до наших инженеров, однако их сотрудникам не удалось достичь требуемого результата. Сам Бурцев, главный конструктор проекта, не раз признавался в том, что инженеры при создании «Эльбруса» применяли множество самых лучших технологий, разработанных такими зарубежными компаниями, как IBM и HP (Hewlett–Packard), и коллегами, работавшими в создании первых в СССР ЭВМ.
Возрождение VLIW
Начиная с 1999 года Бабаян периодически озвучивал планы по созданию процессора VLIW -архитектуры, ища инвесторов, но заявлял заведомо неподъёмные для любых потенциальных инвесторов суммы, необходимые для реализации проекта.
В 2004 году Бабаян вместе с частью коллектива, разрабатывавшего проект Эльбрус, перешёл в структуру корпорации Intel . Бабаян стал первым европейским учёным, удостоенным титула Intel Fellow (заслуженный инженер-исследователь Intel).
В 2005 году ЗАО «МЦСТ» остатками коллектива начинает разработку одноядерной системы на кристалле с расширенным набором контроллеров архитектуры «Эльбрус». Смутное время заканчивается.
Под гордым названием «Эльбрус» вышла серия суперкомпьютеров, которая была разработана советским ученым Всеволодом Сергеевичем Бурцевым (70-80-е). Эти компьютеры внесли ряд новшеств в теорию вычислительных машин, такие как суперскалярность (обработку более одной инструкции за один такт), реализацию защищенного программирования с аппаратными типами данных, параллельную обработку нескольких инструкций. Но главной особенностью советских суперкомпьютеров была их ориентация на языки высокого уровня. Советско-американский ученый Владимир Мстиславович Пентковский, участвовавший в разработке «Эльбрус», создал высокоуровневый язык программирования Эль-76.
Суперкомпьютер «Эльбрус»
История развития
Разработка архитектуры компьютера «Эльбрус» началась в 70-х в ИТМиВТ им. Лебедева. Перед разработчиками стояла задача создать вычислительную систему имеющую производительность 100 млн оп/с. Бурцев занимался системой управления и конструирования ЭВМ и стал главным конструктором проекта.
Всеволод Сергеевич Бурцев (1927- 2005 гг.) — советский академик, ученый в области систем управления и теории конструирования универсальных ЭВМ, главный конструктор первых советских суперкомпьютеров и вычислительных комплексов.
Бурцев прошел путь от простого инженера до директором Института точной механики и вычислительной техники Академии наук СССР. Ведущий разработчик первой быстродействующей электронно счетной машины. Ученому принадлежит около 200 научных трудов. За успехи и достижения в сфере науки, инженерии он удостаивался многих государственных наград (Ленинской и Государственной премии СССР, орденов Ленина, Октябрьской Революции и Трудового Красного Знамени).
Ученый сделал неоценимый вклад в развитие советских и российских ЭВМ высокой производительности, как и в сферу реализации многопроцессорных вычислительных комплексов. Бурцев также прославился работая заместителем главного конструктора ЭВМ Диана-1, Диана-2, М-40, М-60, 5Э92, 5Э92б, 5Э51 и непосредственно главным конструктором вычислительных машин «Эльбрус», применявшихся при создании различных систем и средств специального назначения.
В 1980 г. «Эльбрус-1» с общей производительностью 15 млн оп/с успешно прошел государственные испытания. Это была первая ЭВМ в Советском Союзе, построенная на базе ТТЛ-микросхем. Особенностью машины стала масштабируемая архитектура, которая поддерживала одновременную работу до 10 процессоров. Оперативная память достигала 64 МБ (2 20 машинных слова). Организация передачи потоков данных между переферийными устройствами и оперативной памятью осуществлялась с помощью специальных процессоров ввода-вывода. Подобных процессоров в системе могло быть около 4-х и они обладали собственной памятью, работая параллельно с центральным процессором.
«Эльбрус-1» использовался во многих системах военного назначения — ПРО, Центре контроля космического пространства и т.д.
Следующим этапом в разработке компьютера «Эльбрус» стал перенос архитектуры первой модели на новую элементную базу. Таким образом возник «Эльбрус-2», который основывался на базе ЭЛС интегральных схем. Его производительность достигала 125 млн оп/с. Увеличился и объем оперативной памяти — до 144 МБ. Тактовая частота достигала 20 МГц.
В 1985 г. «Эльбрус-2» был запущен в серийное производство. Он применялся в областях, где требовались большие вычисления. Также компьютер активно использовали в оборонной отрасли, в Центре управления космическими полетами и в ядерных исследовательских центрах (в Арзамасе-16, в Челябинске-70). С 1991 г. компьютер работал в системе противоракетной обороны А-135 и на других военных объектах.
Суперкомпьютер «Эльбрус-2»
Вместе с суперкомпьютерами выпускалась и ЭВМ общего назначения «Эльбрус 1-КБ» (1988 г.). Эти машины пришли на замену БЭСМ-6 с которыми у них существовала полная обратная программная совместимость. Ее дополнили новым режимом работы с увеличенной разрядностью чисел и адресов.
Сравнительная характеристика БЭСМ-6 и «Эльбрус 1-КБ»
Характеристика | БЭСМ-6 | «Эльбрус 1-КБ» |
Производительность(млн. оп/с) | 1 | 2,5 — 3 |
Частота, МГц | 10 | 20 |
Разрядность, бит | 48 | 48 |
Разрядность адресации ОЗУ, бит | 15 | 15 |
Объём ОЗУ, МБ | 0,032-0,128 | 0,77 |
Объём дискового ЗУ, МБ | 116 | 58 |
Занимаемая площадь, м 2 | 150-200 | 250 |
Потребляемая мощность, кВт | 30 | 105 |
Всего выпущено | 355 | 60 |
Следующим был выпущен «Эльбрус-3», в котором разработчики впервые реализовали «постсуперскалярный» подход. Этот компьютер разрабатывался с 1986 по 1994 гг. сотрудниками ИТМиВТ под руководством советского ученого Бориса Арташесовича Бабаяна.
«Эльбрус-3» не был выпущен в серийное производство, но его архитектура вошла в основу развития микропроцессоров Эльбрус 2000 и Эльбрус-3М1.
Серия Эльбрус было по достоинству оценена советским руководством. Разработчики Бабаян, Бурцев, Бардиж получили премии и ордена. Остальные участники работы также были награждены государственными премиями.
Эра процессоров МЦСТ
Российская компания МЦСТ была основана в 1992 г. на базе коллектива разработчиков «Эльбрус-3». Она стала правопреемником ТОО «Московский центр SPARC-технологий» (отсюда и название МЦСТ). Аббревиатура SPARC пришла от основного партнера МЦСТ американской корпорации Sun Microsystems, продвигающей вычислительные машины с архитектурой SPARC.
МЦСТ производила микропроцессоры с архитектурой SPARC (МЦСТ-R100, МЦСТ-R150, МЦСТ-R500 и МЦСТ-R500S) и на их базе создавали вычислительные системы. Но в 2007 г. вышел одноименный процессор «Эльбрус». Пиковая производительность устройства в 64-разрядном режиме достигала 2,4 GFLOPS. Рабочая тактовая частота была 300 МГц. В процессоре было 75,8 млн транзисторов. Рассеиваемая мощность 6 Вт.
Процессор «Эльбрус»
На основе процессора был разработан вычислительный комплекс «Эльбрус-3М1», применявшийся для оборонной отрасли. Этот комплекс предоставлялся с защищенной операционной системой МСВС-Э (Мобильная система Вооруженных Сил), базирующейся на Linux версии 2.6.14. «Эльбрус-3М1» был обратно совместим с первым и вторым «Эльбрусами».
Вычислительный комплекс имел два варианта конструктивного исполнения — серверный, который можно было использовать как настольный и в исполнении CompactPCI (системной шины). В основе серверного варианта лежало устройство вычислителя УВ 3М1. В случае CompactPCI «Эльбрус-3М1» занимал два модуля формата «Евромеханика» 6U. Аппаратура исполнения обоих вариантов оснащалась сетевым оборудованием для сверхскоростных обменов с аналогичными вычислительными комплексами.
В 2010 г. на выставках «ChipEXPO-2010» и Softool общественности была представлена система на кристалле «Эльбрус-S». В данном процессоре увеличилось количество транзисторов — до 218 млн. Также до 500 МГц поднялась тактовая частота и выросла пиковая производительность: до 4 GFLOPS в 64-разрядном и до 8 GFLOPS в 32-разрядном режимах.
Вместе с «Эльбрус-S» был представлен контроллер периферийных интерфейсов (КПИ).
Процессор «Эльбрус-S»
В 2011 г. МЦСТ презентовала двухъядерный процессор следующего поколения «Эльбрус-2С+». Помимо 2 основных ядер (архитектура Эльбрус), работающих на тактовой частоте 500 МГц, в модели присутствовало еще дополнительных 4 ядра встроенного цифрового сигнального процессора (архитектура Мультикор). В процессор был добавлен канал ввода/вывода, с помощью которого возможно подключить еще один КПИ. Также «Эльбрус-2С+» дополнила поддержка памяти DDR2 с эффективной частотой 800 МГц. Выросла производительность процессора — до 28 GFLOPS в 32-разрядном режиме. Количество транзисторов достигло 368 млн.
Разработчики реализовали версию компилятора языка C, чтобы воспроизводить код для ядер DSP и наладить эффективное взаимодействие основной программы на ядрах CPU и действий на DSP.
По расчетам создателей, «Эльбрус-2С+» должен был использоваться в системах цифровой интеллектуальной обработки сигнала (радары, анализаторы изображений и т.д.). Но процессоры оказались лучше адаптированными под гражданские задачи. К примеру, компанией Kraftway была запущена тестовая серия моноблочных компьютеров на базе кристаллов «Эльбрус-2С+».
Процессор «Эльбрус-2С+»
Процессор «Эльбрус-4С»
В апреле 2014 г. компания представила усовершенствованные четырехъядерные процессоры «Эльбрус-4С».
Технические характеристики «Эльбрус-4С»
Технологический процесс | 65 нм |
Число ядер архитектуры | 4 |
Тактовая частота | 800 МГц |
Пиковая производительность | 64 разряда — 25 GFLOPS 32 разряда — 50 GFLOPS |
Кэш-память команд 1-го уровня | 128 КБ |
Кэш-память данных 1-го уровня | 64 КБ |
Кэш-память 2-го уровня | 8 МБ |
Организация оперативной памяти | До 3 каналов DDR3-1600 ECC |
Пропускная способность каналов оперативной памяти | 38,4 ГБ/с |
Рассеиваемая мощность | До 60 Вт |
Количество транзисторов | 986 млн |
В первую очередь стоит обратить внимание на переход производства процессора на 65 нм технологический процесс. Также возросла и тактовая частота, пропускная способность каналов оперативной памяти. Эти и другие улучшения существенно повлияли на рост производительности новых процессоров. Каждое ядро за один такт способно исполнить до 23 операций. В операциях с плавающей запятой пиковая теоретическая производительность четырёх ядер составляет около 50 GFLOPS одинарной точности и 25 GFLOPS двойной точности. Если сравнивать с предыдущей моделью «Эльбрус-2С+», то в 64-разрядном режиме — это более чем в три раза выше. В новом процессоре более сложный кристалл, который содержит 986 млн транзисторов, имеет полезную площадь в 380 мм 2 .
Процессор «Эльбрус-4С»
Специалисты МЦСТ создали собственную операционную систему «Эльбрус» специально под выпущенный процессор. ОС основывается на базе ядра Linux версии 2.6.33. В ее составе насчитывается свыше 3000 программных пакетов (из дистрибутива Debian 5.0) и есть менеджер пакетов. Включен полный набор инструментов разработчика, в том числе и компиляторы оптимизации для языков программирования высокого уровня С, С++, Фортран-77 и Фортран-9.
ОС «Эльбрус» была сертифицирована по второму классу защиты от несанкционированного доступа и второму уровню контроля за недекларированными возможностями. Но компьютеры на базе процессоров «Эльбрус-4С» работают и с версиями ОС Windows.
Тандем процессора и настольного компьютера
Одним из проектов компании стала разработка первого российского настольного компьютера на базе процессора «Эльбрус-4С». Он получил название «АРМ Эльбрус-401» (где АРМ расшифровывается, как автоматизированное рабочее место). Модель разработана под офис в корпусе стандарта MiniTower. Но может применяться в разных сферах с повышенными требованиями к информационной безопасности.
У компьютера есть технологический процесс 65 нм с тактовой частотой 800 Гц, порты SATA-2 и USB 2.0, предустановленный SSD 120 ГБ с интерфейсом mSATA и поддержкой DDR3-1600 с ECC. Базовая конфигурация предлагается 24 ГБ оперативной памяти (с возможностью расширения до 96 ГБ). Среди особенностей архитектуры «АРМ Эльбрус-401» можно выделить следующие: наличие 6 параллельно работающих каналов арифметико-логических устройств; регистровый файл из 256 84-разрядных регистров; аппаратную поддержку циклов; поддержку спекулятивных вычислений и однобитовых предикатов; команду, которая может задать в одном такте до 23 операций при максимальном заполнении. Также в компьютер установлена видеокарта AMD Radeon серии 6000.
Компьютер «АРМ Эльбрус-401»
Процессор нового поколения — «Эльбрус-8С»
Разрабатывает процессор «Эльбрус-8С» компания МЦСТ при участии Институт электронных управляющих машин (ИНЭУМ) им. И.С. Брука. Архитектура, схемотехника и топология микропроцессора были созданы российскими специалистами. У процессора восемь ядер с улучшенной 64-разрядной архитектурой «Эльбрус». Тактовая частота достигает 1,3 ГГц, объем кеш-памяти второго и третьего уровня — 4 и 16 МБ. Предполагаемая производительность достигает 250 GFLOPS.
Технические характеристики «Эльбрус-8С»
Технологический процесс | 65 нм |
Число ядер архитектуры | 8 |
Тактовая частота | 1.3 ГГц |
Пиковая производительность | 64 разряда — 125 GFLOPS 32 разряда — 250 GFLOPS |
Кэш-память 2-го уровня | 512 КБ |
Кэш-память 3-го уровня | 16 МБ |
Количество контроллеров памяти | 4 |
Организация оперативной памяти | DDR3-1600 ECC |
Пропускная способность каждого канала межпроцессорного обмена | 8 ГБ/сек |
Рассеиваемая мощность | 60 — 90 Вт |
Площадь кристалла | 350 мм 2 |
У компьютера присутствует своя архитектура «Эльбрус», которая разработана в ЗАО «МЦСТ». Векторные ускорители систем команд помогают сделать шифрование и обработку сигналов более быстрым.
Взаимодействие аппаратной части с ОС происходит через собственный микрокод BIOS. Процессор совместим с дистрибутивами Linux, FreeBSD, QNX, Windows XP, но рекомендованная операционная система «Эльбрус» на базе ядра Linux 2.6.33. Применение специализированных средств разработки (оптимизирующие компиляторы с языков C и C++, Фортран, Java и т.д.) дает возможность оптимизировать код программы с учетом архитектуры «Эльбрус».
Процессор «Эльбрус-8С»
Компанией уже разрабатываются служебные программы и вспомогательные компоненты, оптимизированные для работы на процессорах. Это все — средства для работы с сетью и периферийными устройствами (утилиты, библиотеки общего назначения, сервисы, поддержка баз данных, графическая подсистема).
«Эльбрус-8С» должен работать в паре с КПИ 2 — контроллером периферийных интерфейсов российского производства.
По традиции, немного рекламы в подвале, где она никому не помешает. Напоминаем, что в связи с тем, что общая емкость сети нидерландского дата-центра, в котором мы предоставляем услуги, достигла значения 5 Тбит / с (58 точек присутствия, включения в 36 точек обмена, более, чем в 20 странах и 4213 пиринговых включений), мы предлагаем выделенные серверы в аренду по невероятно низким ценам, только неделю!.
Мало кто знает, но у истоков создания самого известного в мире процессора Intel Pentium были и советские специалисты и инженеры. В свое время СССР добился достаточно серьезных достижений в создании компьютерной техники. Примером этому может служить серия советских суперкомпьютеров «Эльбрус», которые были созданы в Институте точной механики и вычислительной техники (ИТМиВТ) в 1970-1990-х годах прошлого века, это же название носит серия микропроцессоров и систем, созданных на их основе и выпускаемых сегодня ЗАО МЦСТ (Московский центр SPARC-технологий).
При этом история «Эльбруса» достаточно обширна. Работы над первым компьютером с таким названием велись с 1973 по 1978 год в ИТМиВТ им. Лебедева, руководил этими работами Б. С. Бурцев, разработка велась при участии Бориса Бабаяна, который являлся одним из замов главного конструктора. В то время основным заказчиком данной продукции, конечно же, выступали военные.
Первый компьютер «Эльбрус» обладал модульной архитектурой и мог включать в себя от 1 до 10 процессоров на базе схем средней интеграции. Быстродействие данной машины достигало 15 миллионов операций в секунду. Объем оперативной памяти, которая была общей для всех 10 процессоров, составлял до 2 в 20 степени машинных слов или, если применять принятые сейчас обозначения, 64 Мб. Однако самым интересным в «Эльбрусе-1» была именно его архитектура. Созданный в СССР суперкомпьютер стал первой в мире коммерческой ЭВМ, которая применяла суперскалярную архитектуру. Ее массовое применение за рубежом началось только в 90-х годах прошлого века с появлением на рынке доступных процессоров Intel Pentium.
Позднее выяснилось, что подобные разработки существовали еще до «Эльбруса», ими занималась компания IBM, но работы по данным проектам не были завершены и так и не привели к созданию конечного коммерческого продукта. По словам В. С. Бурцева, являвшегося главным конструктором «Эльбруса», советские инженеры старались применять самый передовой опыт как отечественных, так и зарубежных разработчиков. На архитектуру компьютеров «Эльбрус» повлияли не только компьютеры компании Burroughs, но и разработки такой известной фирмы, как Hewlett-Packard, а также опыт разработчиков БЭСМ-6.
При этом немалая часть разработок была оригинальной, к ним относится и суперскалярная архитектура. Кроме этого для организации передачи потоков данных между периферийными устройствами и оперативной памятью в компьютере могли применяться специальные процессоры ввода-вывода. Таких процессоров в составе системы могло быть до 4-х штук, они работали параллельно с центральным процессором и обладали своей собственной памятью.
Следующим этапом работ явилось создание компьютера «Эльбрус-2». Эти ЭВМ отправились в серийное производство в 1985 году. По своей внутренней архитектуре они не сильно отличались от «Эльбрус-1», но применяли новую элементную базу, что позволило увеличить максимальную производительность до 125 млн. операций в секунду. Объем оперативной памяти компьютера увеличился до 16 млн. 72-разрядных слов или 144 Мб. Максимальная пропускная способность каналов ввода-вывода «Эльбруса-2» составляла 120 Мбайт/с.
Данные компьютеры активно применялись в СССР в областях, которые требовали большого количества вычислений, в первую очередь в оборонной отрасли. ЭВМ «Эльбрус-2» эксплуатировались в ядерных исследовательских центрах в Челябинске-70 и в Арзамасе-16 в ЦУПе, наконец, именно этот комплекс, начиная с 1991 года, применялся в системе ПРО А-135, а также на других военных объектах страны.
Помимо двух перечисленных выше компьютеров, также выпускался ЭВМ общего назначения «Эльбрус 1-КБ», создание данного компьютера было окончено в 1988 году. До 1992 года было произведено 60 таких ЭВМ. Они были основаны на технологиях «Эльбруса-2» и применялись для замены устаревших машин БЭСМ-6. При этом между «Эльбрус 1-КБ» и БЭСМ-6 существовала полная обратная программная совместимость, которая была дополнена новыми режимами работы с увеличенной разрядностью чисел и адресов.
Создание компьютеров «Эльбрус» было по достоинству оценено руководством Советского Союза. За разработку «Эльбруса-1» многие инженеры были награждены орденами и медалями. Борис Бабаян был награжден Орденом Октябрьской революции, его коллега В. В. Бардиж – орденом Ленина. За разработку «Эльбруса-2» Бабаян с рядом своих коллег был удостоен Ленинской премии, а генеральный конструктор В. С. Бурцев и ряд других специалистов – Государственной премии.
После завершения работ над ЭВМ «Эльбрус-2» в ИТМиВТ взялись за разработку ЭВМ на базе принципиально новой процессорной архитектуры. Проект, который был назван достаточно просто – «Эльбрус-3», также значительно опередил аналогичные разработки на Западе. В «Эльбрусе-3» впервые был реализован подход, который Борис Бабаян называет «постсуперскалярным». Именно такой архитектурой в будущем обладали процессоры Intel Itanium, а также чипы компании Transmeta. Стоит отметить, что в СССР работы над данной технологией были начаты в 1986 году, а Intel, Transmeta и HP приступили к реализации работ в этом направлении лишь в середине 1990-х годов.
К сожалению, «Эльбрус-3» так никогда и не был запущен в серийное производство. Его единственный работающий экземпляр был построен в 1994 году, но в это время он был никому не нужен. Логическим продолжением работ над данным компьютером стало появление процессора «Эльбрус-2000», известного также как E2K. У российской компании имелись большие планы по серийному производству данного процессора, который должен был пойти в серию одновременно или даже еще раньше, чем Itanium. Но из-за отсутствия необходимого объема инвестиций, все данные планы не были реализованы и так и остались на бумаге.
Российский след в процессорах компании Intel
Владимир Пентковский – является выдающимся российско-американским ученым, доктором технических наук, который окончил факультет ФРТК МФТИ. Он принимал непосредственное участие в разработке процессоров Pentium III, Core 2 Duo, HAL9000, Matrix, является разработчиком высокоуровневого языка программирования Эль-76, который использовался в компьютерах «Эльбрус». С 1970 года он работал в Институте точной механики и вычислительной техники, где успел принять участие в создании суперкомпьютеров «Эльбрус-1» и «Эльбрус-2». В 1986 году Пентковский возглавил работы по созданию 32-разрядного процессора Эль-90 для «Эльбруса-3».
К 1987 году работы над созданием архитектуры нового микропроцессора были закончены, в 1990 году были выпущены первые его прототипы. В 1991 году он приступил к работам над разработкой Эль-91С, взяв за основу предыдущую версию процессора, однако финансирование данного проект было остановлено из-за развала страны. Естественно, специалист такого уровня не мог пропасть. В 1989 году Владимир Пентковский уже ездил в США в исследовательский центр компании Intel в рамках программы по обмену опытом. С 1993 года он начинает работать в компании Intel, став одним из ведущих ее инженеров, разработка знаменитых процессоров Pentium происходила при его непосредственном участии. Презентация процессора Pentium состоялась 22 марта 1993 года, примерно через несколько месяцев начали появляться первые компьютеры, построенные на их основе.
Владимир Пентковский является одним из авторов векторного (SIMD) расширения команд SSE, которое впервые было использовано в процессорах Pentium-III. Является автором более чем 50 различных патентов, многие из которых до сих пор используются в современных процессорах. В процессорах Intel Владимир Пентковский воплощал на практике знания, которые им были получены в России, многое он додумывал уже непосредственно во время разработки моделей. В 1995 году американская компания представила более совершенный продукт Pentium Pro, который по своим характеристикам напоминал процессор Эль-90. Главным архитектором данного процессора считается именно Владимир Пентковский.
В настоящее время Пентковский продолжает работать в компании Intel. Так что процессор, на котором, возможно, работает ваш персональный компьютер или ноутбук вполне может иметь российские корни и мог бы быть даже произведен в нашей стране, если бы не печально известные события 1991 года и их последствия.
«Эльбрус» все еще жив
Хотя СССР развалился, бренд «Эльбрус» все еще жив. Процессоры и готовые решения на их базе сегодня продвигает на рынке компания МЦСТ. На сегодняшний день компьютеры компании МЦСТ в основном предназначены для: военных ведомств России, стран СНГ и БРИК; индустрии гражданского производства; РЛС гражданского назначения (наземного, морского и воздушного транспорта). Для бизнеса и гражданских лиц, которым необходимы особо надежные и защищенные компьютеры. Компьютеры компании обладают различным конструкторским исполнением, разным классом защиты в зависимости от требований. Все они обладают поддержкой или возможностью работы с GPS и ГЛОНАСС в зависимости от потребностей покупателя устройства.
В настоящее время компания продвигает на рынке 2 своих основных микропроцессора и устройства на их базе. Первый из них – это Эльбрус-2С+, который является первым гибридным высокопроизводительным процессором компании МЦСТ. Процессор содержит в себе два ядра архитектуры Эльбрус и четыре ядра цифровых сигнальных процессоров (DSP) компании Элвис. Основной сферой его использования являются системы цифровой интеллектуальной обработки сигнала, к которым относят анализаторы изображений, радары и другие подобные устройства.
Вторым продуктом является микропроцессор МЦСТ R1000 (проектное название МЦСТ-4R) – четырехядерная модель, построенная на кристалле с 64-битной архитектурой SPARC v.9. Процессор работает на частоте 1 ГГц при технологических нормах выпуска 90 нм. Каждое из его ядер в состоянии декодировать и отправлять на выполнение до 2-х команд за такт. Процессор поддерживает дополнительные инструкции для выполнения упакованных и комбинированных операций, а также векторные расширения VIS1 и VIS2. К возможным областям использования процессора МЦСТ-4R, а также ПК на его основе МВС4/С, МВС4-РС относят:
Носимые малогабаритные бытовые компьютеры для применения в качестве: компьютера для ведения работы в полевых условиях, например, для проведения оперативных расчетов, подготовки документов различного назначения, хранения справочной информации, и др.;
Компьютеры автоматизированных рабочих мест операторов для применения в роли средств отображения информации, документирования выполненной работы и др.;
Терминалы контрольно-поверочной аппаратуры на технических позициях, а также в роли устройства подготовки и хранения документов, связанных с использованием сложных комплексов;
Терминалы связных и радиоэлектронных систем, носимых и передвижных комплексов аппаратуры;
Встраиваемые управляющие компьютеры для управления работой специальных объектов и решения сложных задач обработки информации в масштабе реального времени;
Мобильные отказоустойчивые серверы для создания автоматизированных систем спецназначения, в частности, автоматизированных систем органов гражданского и военного управления.
Ранее я уже писал про процессор Эльбрус. Это статья про движуху в последний год вокруг него и статья про то, почему среди всех процессоров (в том числе и российских) Эльбрус — лучший вариант . Обязательно почитайте, но не закрывайте эту статью, она тоже будет интересной. Ну, или сходите по тем интересным ссылкам позже :-)
А в этой статье я хочу предложить вам небольшой обзорчик — вкратце рассмотреть актуальные и готовящиеся к выпуску модели процессора Эльбрус.
В связи с принятием год назад (17 января 2020 года) новой Стратегии развития электронной промышленности Российской Федерации на период до 2030 года, разработчик российских процессоров МЦСТ сильно активизировался, и неожиданно начал публично общаться с потенциальными заказчиками своих процессоров и материнских плат. Так что информация по его текущим процессорам и его планам на будущее стала доступнее, что не может не радовать. Сам в шоке.
Давайте посмотрим, какие сегодня в России есть процессоры Эльбрус, и какие процессоры появятся у нас в недалёком будущем. Ведь что-то мне подсказывает, что в ближайшее десятилетие знания об этом процессоре будут очень востребованы :-)
На сегодня актуальны следующие модели (красной рамкой обведён процессор, который производится в настоящее время):
Но давайте начнём с процессора предыдущего поколения, тем более, что он практически столь же актуален, ибо в обычных вычислениях несильно проигрывает лидеру.
Вычислительный комплекс Эльбрус-1
Главный конструктор: Бурцев В. С.
Производительность — до 15 млн. операций в секунду в комплектации с десятью процессорами. Процессор (представляющий собой шкаф с микросхемами) выполнял до двух команд за такт ( первая реализованная суперскалярная архитектура в мире), поддерживал изменение порядка исполнения команд, переименование регистров и исполнение по предположению.
Процессоры компьютера собраны на схемах транзисторно-транзисторной логики средней интеграции.
Начало разработки — 1973 год, окончание разработки — 1978 год, начало выпуска — 1980 год.
Также к 1980 году под руководством главного конструктора М. В. Тяпкина закончена разработка модификации Эльбрус-1, имеющей командную совместимость с БЭСМ-6, и получившей название Эльбрус-1К2 (Эльбрус-1 комплектация 2), а также Эльбрус-1К4 и Эльбрус-1К6.
Эльбрус-1С+ (1891ВМ11Я)
Одновременно с серверным вариантом вышел Эльбрус-1С+ — это одноядерный вариант процессора того же четвёртого поколения, со сниженным энергопотреблением. Условно говоря, это процессор для ноутбуков.
В процессор Эльбрус-1С+ был добавлен встроенный графический контроллер. Он содержит ускоритель 3D-графики, поддерживающий OpenGL. Поддерживает вывод изображения высокой чёткости на 2 монитора с разрешением Full HD, и на 1 монитор с разрешением Quad HD.
В процессорах 4-го поколения МЦСТ начал догонять тенденции, которые уже были в мировой практике (кэш 3-го уровня, интегрированная графика).
Вычислительный комплекс Эльбрус-3
Главный конструктор: Б.А. Бабаян.
Это был первый компьютер с VILW-архитектурой!
Задуман ещё в 1983 году. Начало разработки — 1986 год, окончание разработки — 1991 год.
По предварительным расчётам 1983 года, производительность одного процессора Эльбрус-3 должна была достигать 40 млн. операций в секунду в скалярном режиме и 80 млн. операций в секунду в векторном режиме. Компьютер должен был содержать 16 таких процессоров.
В процессорах впервые были воплощены в жизнь идеи явного управления параллелизмом операций с помощью компилятора (VLIW или архитектура сверхдлинного машинного слова), позже, кстати, частично применённые в процессоре Intel Itanium.
В 1991 году был выпущен первый и единственный компьютер «Эльбрус-3», работы по наладке которого так и не были завершены из-за прекращения финансирования. Следующий компьютер на архитектуре VLIW был выпущен только в 2007 году.
Параллельно другими коллективам в 1993-м году разработан вычислительный комплекс Эльбрус 3-1 другой архитектуры.
Производительность одного процессора была равна:
- на совмещенной скалярно-векторной обработке — до 550 млн. операций в секунду,
- на основных векторных операциях — до 500 млн. операций в секунду,
- на скалярных операциях — 60 млн. операций в секунду
Параллельно шли работы по созданию 32-разрядного процессора Эль-90 с полноценной RISC-архитектурой (около 30 команд) для компьютера «Микро-Эльбрус». которые возглавлял Владимир Мстиславович Пентковский. Процессор мог выполнять до трёх команд за такт. К 1987 году логический дизайн будущего микропроцессора был завершен, а в 1990 году были произведены уже первые прототипы. В Эль-90 сочетались концепция RISC (упрощённый набор команд) и архитектура Эльбрус-2. Похожая архитектура была реализована в 1995 году в Pentium Pro.
В 1990 году Пентковский начал работу над процессором Эль-91С , последователем Эль-90. Но после развала страны финансирование разработки прекратилось.
В 90-х Пентковский перешёл на работу в Intel (есть информация, что с 1993 года). Он один из авторов и архитекторов векторного (SIMD) расширения команд SSE, впервые появившегося в микропроцессорах Pentium III. Пентковский принимал участие в разработке нескольких поколений процессоров Intel.
Вычислительный комплекс Эльбрус-1
Главный конструктор: Бурцев В. С.
Производительность — до 15 млн. операций в секунду в комплектации с десятью процессорами. Процессор (представляющий собой шкаф с микросхемами) выполнял до двух команд за такт ( первая реализованная суперскалярная архитектура в мире), поддерживал изменение порядка исполнения команд, переименование регистров и исполнение по предположению.
Процессоры компьютера собраны на схемах транзисторно-транзисторной логики средней интеграции.
Начало разработки — 1973 год, окончание разработки — 1978 год, начало выпуска — 1980 год.
Также к 1980 году под руководством главного конструктора М. В. Тяпкина закончена разработка модификации Эльбрус-1, имеющей командную совместимость с БЭСМ-6, и получившей название Эльбрус-1К2 (Эльбрус-1 комплектация 2), а также Эльбрус-1К4 и Эльбрус-1К6.
Советские корни процессоров Intel
Владимир Пентковский
Давайте немного вернемся назад, к началу разработки «Эльбрус–1», «Эльбрус–2» и «Эльбрус–3». Помимо общего названия, все эти модели объединяет то, что в их создании участвовал выдающийся российский ученый Владимир Пентковский. Владимир начал работать в ИТМиВТ с 70–х годов прошлого столетия. За все время своей работы он сделал многое для развития вычислительных систем «Эльбрус». Одним из его важных достижений являлась разработка архитектуры 32–битного процессора «Эль–90», который должен был использоваться в так и не вышедшей ЭВМ «Эльбрус–3».
«Эль–90»
После развала Советского Союза прекратилось финансирование множества разработок. Это же коснулось и Владимира с его проектом обновленного процессора «Эль–91С», построенного на базе предшественника «Эль–90». В поисках способов самореализации, Владимир переезжает в США, где устраивается в Intel, и практически сразу становится одним из ведущих инженеров компании.
Под его легкой рукой велась разработка знаменитейших процессоров Intel Pentium, которые по своим характеристикам и архитектуре были схожи с Советскими «Эль–90». Так что практически в каждом из компьютеров у нас дома есть очень условные «Российские корни». А то, что наш соотечественник смог, хоть и в другом государстве, целиком и полностью применить свои знания и реализовать свои задумки, вызывает у меня гордость. Но давайте вернемся обратно в историю «Эльбрусов».
Настоящее проекта «Эльбрус»
Как вы уже могли понять, проект «Эльбрус» прошел тернистый путь кризиса и стагнации, вернувшись в начале 2000–х к своему нормальному «жизненному» циклу. Компания МЦСТ (Московский центр SPARC-технологий), возникшая благодаря инициативной команде, работавшей над «Эльбрус–3», возобновляет разработки процессоров и готовых вычислительных станций «Эльбрус», ориентируясь на рынок госструктур, бизнеса и рядовых гражданских лиц, у которых есть потребность в надежном компьютере, обладающим невероятной степенью защиты.
Поймите, эти компьютеры и процессоры разрабатываются совсем не для тех задач, о которых многие говорят. Их главная особенность — это обеспечение безопасности в государственно важных институтах, и не только в военных, но и научных. Ведь шанс утечки данных при использовании процессоров от зарубежных компаний, в которых могут быть всяческие бэкдоры (например, вот новость о найденных уязвимостях процессоров Intel) невероятно велик. И это может поставить под очень серьезную угрозу безопасность государственно важных данных
И нет, я не агитирую за какие-то определенные провластные взгляды, а лишь даю понять, что те требования для выполнения задач сотрудниками условного НИИ куда выше наших гражданских, общепользовательских. Ну и в конце–концов, разве не здорово, если когда–нибудь при определенных обстоятельствах у «Эльбрус» появится возможность реализации процессоров для массовых нужд? И что вместо монополии на рынке России со стороны Intel и AMD, начнется настоящая конкуренция, в ходе которой компании будут улучшать свои продукты.
Особенно это может коснуться «Эльбрус». Ведь для того, чтобы компания вывела свои продукты на мировой рынок, помимо финансирования требуется грамотное дифференцирование своей разработки уникальными технологиями, которые бы стали для всего рынка процессоров в новинку. Ведь мы с вами, как пользователи, будем только в плюсе. К слову, о цене процессоров — почему она такая?
Ответ простой, чипы Intel и AMD производятся миллионными тиражами на специально оснащенных фабриках. А «Эльбрусы» же собираются практически в единичных экземплярах и чуть ли не вручную. При условии малой стоимости ЦП «Эльбрус», МЦСТ просто не могла бы вывозить производство и выплачивать зарплаты инженерам, работающим над проектом. Отсюда и такая стоимость продукции. Теперь давайте вернемся обратно, к истории «Эльбрус» после перехода проекта в руки объединения МЦСТ.
Первой по-настоящему удачной разработкой можно считать процессор «Эльбрус-4С», обладающий оригинальной архитектурой, обеспечивающей полную независимость от Intel и AMD. Частота всех четырех вычислительных ядер процессора составляла 800 МГц, а объем кэша второго уровня составлял 2 Мб.
Технологический процесс, по которому создавался процессор, на фоне конкурентов выглядит исключительно архаичным – 65 нм. Но не смотря на кажущуюся аутентичность разработки, чип обеспечивает вычислительную мощность до 50 Гфлопс, при энергопотреблении 45 Вт, что сопоставимо с максимальными конфигурациями процессора Intel Core I7 2009-го года.
Процессор был представлен компанией в 2014 году, успешно прошел все нужные испытания и запущен в серийное производство.
Чип был предназначен для профессиональных целей, а большинство софта было выпущено под работу с архитектурой х86. В чипах «Эльбрус» разработчики не отказались от поддержки платформы х86 и реализовали её при помощи использования и поддержки скрытых динамических трансляций и защищенных вычислений, которые применяются в модульном программировании. Более того, процессор поддерживал и продолжает поддерживать установку и работу в операционных системах Windows и Linux.
Модификация процессора «Эльбрус-8СВ»
Сотрудники МЦСТ решили не останавливаться на достигнутом. И спустя два года, в 2015–м, представили по-настоящему революционный «Эльбрус 8С», выполненный на сей раз по 28–нанометровому технологическому процессу, а также обладающий восемью вычислительными ядрами, работающими на частоте 1.3 Ггц. Благодаря оригинальной архитектуре, процессор обрел вычислительную мощность 250 Гфлопс.
На данный момент в МЦСТ ведутся разработки нового чипа «Эльбрус 16–С». Он будет построен по 16 нм техпроцессу, а также обладать 8–16 вычислительными ядрами, в зависимости от конфигурации. Общая производительность такого «малыша» будет равна 750 Гфлопс. К 2022 году планируется наладить разработку «Эльбрус–32С», построенного по 10 нм технологии, состоящим из 32 вычислительных ядер и мощностью в 4 Тфлопс.
«Эльбрус 3–1»
А вот, выпущенный следом за ним, «Эльбрус 3-1» (МКП) был по достоинству оценен правительством СССР. Главный конструктор Геннадий Григорьевич Рябов был награжден почетным орденом «Заслуженного Деятеля Науки». Сам суперкомпьютер (на мой взгляд именно этот термин, по-настоящему, применим к Эльбрус 3–1) был построен на МКП (модульном конвейерном процессоре), благодаря которому к ЭВМ могли подключаться вычислительные блоки, предназначенные для выполнения разных функций, в зависимости от требуемых задач. К примеру, на одном процессоре можно было быстро и точно заниматься вычислениями радиолокационных данных, а на другом выполнять задачи, для которых необходима работа алгоритма преобразования Фурье.
Так как система предназначалась для научных исследований, физических моделирований и прочих массивных вычислений, для надежности каждая из больших интегральных схем (БИС) имела водяное охлаждение, а ко всем блокам (шкафам) была применена система диагностики ошибок.
ЭВМ имела возможность подключения множества периферийных устройств, таких как принтеры, магнитные диски и ленты. Коммутаторная система позволяла подключать к «Эльбрусу» другие ЭВМ, тем самым можно было создать одну огромную вычислительную сеть.
Затем наступил период развала СССР, а вместе с ним экономический, политический и социальный кризис. Практически, как и все разработки Советского Союза, у проекта «Эльбрус» начались не самые лучшие времена. Но, несмотря на все трудности, инженеры смогли сохранить технологии, появившиеся при разработке этих вычислительных систем. Итак, с началом 2000–х у «Эльбрус» начался новый путь развития.
Эльбрус-8С (1891ВМ10Я)
Тестирование первых инженерных образцов процессора четвёртого поколения Эльбрус-8С началось в конце 2014 — начале 2015 года. В 2016 году началось серийное производство процессора. По сравнению с процессором предыдущего поколения 4С, в в него был добавлен кэш третьего уровня.
У процессора следующие характеристики:
Для справки процитирую выдержку из ПП 719 о требованиях к российским СБИС 2-го уровня:
Наличие у юридического лица — налогового резидента Российской Федерации, не находящегося под контролем иностранного государства, и (или) международной организации, и (или) иностранного юридического или физического лица, и (или) иностранной структуры без образования юридического лица:
2. прав на конструкторскую и технологическую документацию (за исключением технологической документации в случае, если фабрика-изготовитель находится за пределами территории Российской Федерации), включая документацию на используемые сложнофункциональные блоки, не являющиеся предметом собственной разработки, в объеме, достаточном для проектирования и производства соответствующей интегральной схемы на территории Российской Федерации, на срок не менее 5 лет, за исключением случаев, когда правовыми актами Российской Федерации установлены иные предельные сроки заключения лицензионных договоров (соглашений).
В переводе на вменяемый русский это означает, что микросхема будет считаться российской и пользоваться соответствующими преференциями при закупках, если:
1. компания-разработчик платит налоги в России;
2. компания-разработчик имеет права на топологию схемы;
3. компания-разработчик имеет права на конструкторскую документацию;
4. компания-разработчик осуществляет проектирование и разработку схемы и её топологии, её измерение и испытание на территории России.
Все процессоры Эльбрус соответствуют этим требованиям и даже частично их превышают. Но до 1-го уровня не дотягивает, ибо производится пока на Тайване.
Эльбрус-8СВ (1891ВМ12Я)
Спустя 3 года, в 2018 году, была завершена разработка процессора пятого поколения Эльбрус-8СВ .
По сравнению с процессором предыдущего поколения Эльбрус-8С, небольшой рост производительности в программах, не использующих векторные команды, будет только за счёт некоторого прироста частоты, а также за счёт использования новой памяти DDR 4 ECC. Так что если нет специфических задач, где могла бы быть использована векторизация, то не будет большой разницы между Эльбрус-8С и Эльбрус-8СВ.
С другой стороны, DDR 4 проще найти на рынке, чем DDR 3. К тому же для Эльбрус-8С подходит не каждая память DDR 3, в то время как для Эльбрус-8СВ таких ограничений нет, поэтому он всё же более практичен.
На настоящий момент на TSMC заказана партия в 10 000 штук , которая ожидается осенью.
Вычислительный комплекс Эльбрус-2
Главный конструктор: Бурцев В. С.
Производительность — до 125 млн. операций в секунду в комплектации с десятью процессорами. Усовершенствованный вариант Эльбруса-1 на новой элементной базе.
Процессоры были выполнены на интегральных схемах (ИС) серии 100 и матричных больших интегральных схемах (БИС) серии И-200М. Каждый процессор занимал три типовых шкафа 1070×425×2020 мм.
Начало разработки — 1980 год, Окончание разработки — 1984 год, начало выпуска — 1985 год.
Также к 1988 году под руководством главного конструктора М. В. Тяпкина закончена разработка модификации Эльбрус-2, имеющей командную совместимость с БЭСМ-6, и получившей название Эльбрус 1-КБ .
«Эльбрус–2»
Следующая модель «Эльбрус–2» появилась в 1985–м году. Оборонная отрасль, а также ядерные исследовательские центры стали основными сферами, в которых стала применяться вторая модель «Эльбруса». Этот компьютер имел ряд фундаментальных отличий от первой версии. Во-первых производительность ЭВМ возросла практически в десять раз (с 15 до 125 миллионов операций в секунду), а пропускная скорость (способность) между каналами вычислительной станции доходила пика в 120 Мбит в секунду. Во–вторых — максимальный объем ОЗУ возрос чуть больше, чем в два раза – с 64, до 144 мегабайт.
Технологии, примененные при разработке «Эльбрус–2» и «БЭСМ–6», стали платформой на которой, в 1988 году, была разработана модель ЭВМ «Эльбрус 1–КБ» общего назначения. Система производилась на заводах до 1992–го года. Всего за это время было выпущено 60 единиц этой ЭВМ. Что примечательно, «БЭСМ–6» и «Эльбрус 1–КБ» были полностью программно совместимы.
Успех модельного ряда суперкомпьютеров «Эльбрус» был колоссальным. Все инженеры, работавшие над этим проектом, были награждены множеством Государственных премий.
Следующим компьютером в этом ряду должен был стать Эльбрус 3М. Но, к сожалению, он так и не был выпущен в серийное производство. Технологии, примененные в его создании, стали базой для разработки будущей серии процессоров «Эльбрус».
Эльбрус-12С (1891ВМ***)
В 2022 году ожидается завершение разработки очень интересной промежуточной модели процессора, находящейся между Эльбрус-16С и Эльбрус-2С3.
Это будет процессор для рабочих станций и серверов начального уровня. Вот эта модель обещает быть очень актуальной для рядового пользователя. Обещается доступная цена, что может косвенно свидетельствовать о планах МЦСТ именно этот процессор сделать доступным для покупок частными лицами. Я бы приобрёл компьютер с этим процессором, поэкспериментировать, а вы? :-)
На сегодня всё. А в следующей статье я выложу всю имеющуюся информацию об очень интересном, но ещё только проектируемом процессоре Эльбрус-32С .
Кстати, обсуждение «хотелок» разработчик уже ведёт с потенциальными заказчиками. А что бы вы хотели видеть в проектируемой модели нового процессора?
Подписывайтесь на канал, чтобы не пропустить новую статью, ставьте лайки и пишите в комментариях свои мысли. Удачи!
Всем огромный привет. Вот мы уже и подошли к заключению цикла статей «Истории Советских ЭВМ». В четвертой заключительной части давайте наконец обсудим одну из самых главных разработок, созданных во времена Советского Союза и оставшуюся после его распада, о компьютерах и процессорах «Эльбрус», которые в свое время были лучше западных аналогов. А также поговорим о том, как наш ученый помог в разработке процессоров Intel Pentium.
Советский Союз, практически сразу, после завершения Великой Отечественной, начал вести активные разработки компьютерной техники, предназначавшейся для внутренних военных организаций, а также научно–исследовательских центров. О «Ранних ЭВМ» можете почитать здесь.
Итак, одной из самых популярных и мощных ЭВМ, помимо разных вариантов ЕС ЭВМ, была БЭСМ–6. Она применялась практически во всех структурах, которым требовалось проведение сложных рассчетов требующих высокой точности. Время шло, ЭВМ тех поколений понемногу устаревали, а потребности людей из научного мира и военного промысла росли в геометрической прогрессии.
Эльбрус-2С3 (1891ВМ***)
В 2021 году ожидается завершение разработки экономичного двухядерного варианта процессора шестого поколения Эльбрус-2С3:
Это процессор для ноутбуков и экономичных компьютеров, а также для встраиваемой техники. Ядро такое-же, как у Эльбрус-16С, но в него дополнительно встроен видеоконтроллер.
Видеоконтроллер поддерживает 3D-ускорение (по лицензии), выход на 3 монитора. Поддерживает разные стандарты вывода, как устаревший VGA, так и HDMI, а также поддерживается подключение напрямую к матрицам. В процессоре имеются аппаратные кодеки видеопотока, 2D-движок собственной разработки (фактически российская видеокарта), позволяющий комфортно работать до разрешений 4K, независимо выводить на 3 монитора, поворачивать изображение (актуально для планшетов), ускорять 2D -операции и т.д.
Эльбрус-16С (1891ВМ***)
В 2020-м году были получены первые инженерные образцы процессоров шестого поколения, серверного Эльбрус-16С и экономичного варианта Эльбрус-2С3.
Эльбрус-16С будет первым процессором в линейке, которому не нужен южный мост, всё собрано на кристалле. Предыдущие процессоры требовали применения южного моста (КПИ-2).
В Эльбрус-16С добавлена аппаратная поддержка полной виртуализации (в предыдущих процессорах она была контейнерной). Процессоры Эльбрус-8С и Эльбрус 8СВ могли работать в виртуализованных средах, только если эта среда была рассчитана на контейнерную виртуализацию.
Эльбрус-16С позволяет запускать целиком виртуальные машины с немодифицированными операционными системами внутри, не подозревающими, где они запущены. Также поддержана полная виртуализация и в кодах x86. Можно запустить внутри виртуальной машины Windows, Linux и т.д. Можно запустить одновременно несколько таких виртуальных машин.
Также готовится программное паравиртуализованное ядро, которое позволит практически применять технологию полной виртуализации в том числе и на предыдущих процессорах Эльбрус-8С и Эльбрус-8СВ.
Реализована поддержка инструментирования кода для динамической компиляции. Процессор позволяет с относительно низкими накладными расходами собирать профиль исполнения программ. Ведётся работа над созданием компилятора, который будет использовать эту информацию и использовать её для компиляции.
В процессоре серьёзно повышена производительность ввода-вывода (производительности оперативной памяти), так что это уже будет настоящий серверный процессор мирового уровня. Поддержка памяти ВВК4-3200, 8 каналов. На сегодня это максимум в мировой практике.
Заключение
На этом все. Спасибо, что дочитали до конца. Говорить о перспективах отечественных технологий и разработок, о том насколько они полезны можно бесконечно долго. В любом случае они есть, а значит есть фундамент для вступления в технологическое будущее.
Смутное время 1991-2005 годов
В 1991 году в ИТМиВТ приезжал Питер Розенбладт (Peter Rosenbladt) из фирмы Hewlett-Packard и, предположительно, мог получить какую-то информацию по архитектуре Эльбрус-3, хотя документальных подтверждений этому нет. Но именно в то время HP начала проект, приведший к совместной с Intel разработке EPIC-процессора Merced (Intel Itanium), архитектура которого, как и в Эльбрус-3, основана на VLIW.
По словам Б.А. Бабаяна, Петер Розенбладт просто предлагал более плотное сотрудничество с HP, что вполне возможно, учитывая успехи ИТМиВТ в интересующей его архитектуре VLIW. Впрочем, какое-то сотрудничество с HP было и до этого, но в итоге Бабаян выбрал Sun Microsystems, первая встреча с руководством которой состоялась еще в 1989 году, и с которой в итоге и были заключены контракты по участию в разработке SPARC-технологий. Ведь у ИТМиВТ уже был опыт создания процессора с RISC-архитектурой (Эль-90).
В 1992 году на основе коллектива ИТМиВТ в свете тематики контрактов с Sun Microsystems было создано ТОО «Московский центр SPARC-технологий (МЦСТ)» (ныне АО «МЦСТ»).
Сутрудничество МЦСТ с Sun Microsystems продлилось до 1996 года.
В 1998 году закончена разработка и проведены госиспытания вычислительного комплекса Эльбрус-90микро для военных с процессором семейства МЦСТ-R, совместимых с архитектурой SPARC . Принят на вооружение в 2001 году. В последующие годы было произведено несколько новых моделей совместимых процессоров этой линейки: МЦСТ-R100 (в серию не пошёл), МЦСТ-R150, МЦСТ-R500, МЦСТ-R500S, МЦСТ-R1000. МЦСТ-R2000.
Читайте также: