Российские процессоры сравнение с зарубежными
Тихо и буднично произошло можно сказать эпохальное событие: впервые, я думаю где-то с 70-х годов, отечественный процессор в целом сравнялся с актуальным на данный момент импортным процессором. Да и не просто каким-то там, а процессором гигантской корпорации Intel.
Речь идет о новейшем российском процессоре Baikal-S. Это серверный 48 ядерный процессор. Процессор построен на архитектуре ARM Cortex-A75 и 16-нм техпроцессе, поддерживает до шести каналов DDR4 3200 МГц и может предложить 80 линий ввода/вывода PCIe Gen 4.0.
Как видим из презентации компании Байкал Электроникс, он соответствует процессору Intel Xeon 6148, работающему на тактовой частоте 2.4 ГГц и процессору AMD Epyc 7351, работающему на частоте в 2.8 гигагерца. Правда чуть не дотягивает до процессора Huawei Kunpeng 920.
Причем, по словам представителей производителя, при этом российский процессор потребляет меньше электроэнергии, чем импортные аналоги, а также стоит дешевле.
Дешевле!? Как так, ведь все же знают, что российские процессоры, из-за их малых серий, распилов, откатов и воровства, стоят как крыло от самолета.
И в данном случае цена и правда не гуманная - 3000 долларов за камень. Это 225 000 р за штуку Baikal-S.
225 000 р за один процессор, Карл!
Но стоп, а сколько стоят конкуренты. Мы же не забываем, это не обычный, это серверный процессор, на котором не 2-4 ядра, а 48 ядер. Посмотрим?
Как видим, цена импортных серверных процессоров даже чуть выше. То есть наш процессор и характеристики имеет не хуже, и цену адекватную.
Но техпроцесс, у нас 16 нм, мы же знаем что давно уже 7-5 нм, а скоро и 3 будет. Мы снова отстали! Не то что СССР!
Но снова вспоминаем, речь о серверных процессорах, там никогда за самыми тонкими техпроцессами не гнались. И у Интеловского аналога 14 нм, чуть лучше чем у нашего, но в целом не критично.
Итого, что мы видим? Что наше отставание в целом преодолено, и наши современные процессоры находятся на уровне импортных.
И да, я знаю что производят их на Тайване, на фабрике TSMC. И да, я в курсе, что в основе Baikal-S лежит лицензированное ядро ARM. Но и здесь мы в тренде, так как именно эта фабрика крупнейшая в мире, и там производят свои процессоры и Китай и США, и остальной мир. И ядро ARM сейчас так же в тренде, американская Apple его давно использует в своих процессорах, и даже переводит на него десктопы.
Так что Россия действует очень здраво и логично. Что касается же стратегической безопасности, так у нас для этого есть "Эльбрус", который на нашей архитектуре и производится в России на фабрике "Микрон", а также есть разработки на архитектуре RISC-V и MIPS. Так что если прижмет, у нас есть "план Б". А пока не прижало, глупо отказываться от самых эффективных путей развития.
👉 Подпишитесь на канал "Сделано у нас", будем следить за достижениями 💪 России вместе!
Многие знают, что в России производятся процессоры «Эльбрус» и, исходя из мнений «диванных экспертов» делают ошибочные выводы о полной их непригодности. А между тем у «Эльбрусов» есть важнейшие критерии, по которым они превосходят процессоры AMD и Intel.
В России есть компания МЦСТ (Московский Центр Спарк Технологий), которая занимается разработкой отечественных процессоров «Эльбрус». Их архитектура и система команд является полностью отечественной разработкой.
реклама
Многие в кавычках технические эксперты, с просторов интернета преподносят нам информацию о полной никчемности и бесполезности этих процессоров. Подходят к этому вопросу однобоко, оценивают только их производительность, и совершенно не рассматривают другие важные критерии. Ссылаясь на проведенные сравнительные тесты с устаревшими процессорами, например с одним из таких как Intel Core i7 2600, в которых «Эльбрусы» в несколько раз уступают ему по производительности, ставят крест на «Эльбрусах».
При этом абсолютно не задумываясь, что у них совершенно другое назначение, и разрабатывались они не для игры в World of Tanks. Или аргументируют свои выводы тем, что даже Сбербанк отказался от использования серверов на базе «Эльбрусов» по причине их недостаточной производительности.
реклама
И да, бесспорно, производительность у «Эльбрусов» крайне низкая, даже по сравнению с устаревшим Intel Core i7 2600. Так в чем же «Эльбрусы», учитывая, что они направлены на государственный и оборонный сектор, могут превосходить подобных монстров, как AMD и Intel?
Чтобы ответить на этот вопрос, нужно вспомнить, какое главное требование предъявляется к вычислительным системам, которые обслуживают государственный и оборонный сектор. Этим требованием будет информационная безопасность.
Дыры в безопасности процессоров AMD и Intel
А какая может быть информационная безопасность у вычислительных систем на процессорах AMD и Intel? Правильно, никакая. Если на этапе их проектирования и производства, компании могут беспрепятственно вносить в них аппаратные закладки любого назначения. А после распространения этих процессоров по всему миру, скрытно собирать необходимые данные. Закладка – это скрытно встроенный в процессор аппаратный инструмент, при помощи которого заинтересованные лица могут получить доступ к конфиденциальным данным или к дистанционному управлению компьютером.
реклама
Кроме того у процессоров AMD и Intel имеется еще и большое количество аппаратных уязвимостей внесенных непреднамеренно, они в этом плане дырявые как решето.
Компания AMD и Intel признают наличие в своих процессорах непреднамеренных уязвимостей, и постоянно публикуют об этом отчеты.
реклама
А ведь это серверный сегмент, где безопасность информации святая святых. А насколько безопасно их можно использовать в оборонной сфере? А ведь это безопасность нашего государства.
Преимущества процессоров Эльбрус
В процессорах «Эльбрус», несмотря на то, что они производятся на производственных мощностях другого государства, Тайваньской компанией TSMC, вероятность внедрения «закладок» стремится к нулю. Поскольку компании TSMC не предоставляется вся документация на процессор, предоставляется только на фотошаблон. А определить по фотошаблону и по документации на него, как взаимодействуют миллиарды транзисторов между собой невозможно. А без понимания этого, не удастся разработать и внедрить в процессор какую-либо закладку. Кроме того в «Эльбрусах» используется технология «безопасных вычислений» позволяющая выявлять ошибки в ПО, которые могут использоваться как уязвимости. Аппаратная защита процессора обнаруживает подобные ошибки и блокирует возможность их исполнения. Так же высокую информационную безопасность обеспечивает и используемая для работы с «Эльбрусами» защищенная отечественная операционная система «Альт 8СП» и архитектура процессоров E2K, корни которой идут еще из СССР.
Основным отличием архитектуры E2K от других, является то, что распараллеливание потоков в ней осуществляется программным компилятором, который делает это значительно эффективнее, чем аппаратные компиляторы других архитектур. Поддерживает эта архитектура и ОС Windows, правда только в режиме эмуляции, преобразовывая коды «на лету» и теряя при этом до 30% производительности.
Таким образом, вычислительные системы, построенные на процессорах «Эльбрус» имеют все законные основания стать самыми надежными системами по обеспечению безопасности информации. И решение о выборе систем на «Эльбрусах» или на AMD и Intel, должно зависеть от того, какие критерии у пользователя в приоритете, общая производительность или информационная безопасность.
Многие скажут, что и в технологическом плане они значительно уступают другим процессорам.
Да, в некотором роде это так, техпроцесс, по которому будет производиться перспективный процессор «Эльбрус-16С» составит только 16 нм, а техпроцесс предыдущей версии «Эльбрус-8С» составляет 28 нм, что как в первом, так и во втором случае далеко до 7 нм процессоров AMD Ryzen. Но и этот недостаток, при некоторых обстоятельствах, например как при работе процессора в условиях ионизирующего излучения, вполне свойственного для оборонной сферы, оказывается преимуществом. Дело в том, что чем меньше физические размеры транзисторов процессора, тем меньше в них атомов вещества, и тем быстрее происходит разрушение их атомарной решетки под воздействием радиации. И напротив, более крупные транзисторы будут разрушаться медленнее, и работа процессора в целом под воздействием радиации будет более длительной.
Выводы
Таким образом, результатом всего вышесказанного является вывод, что процессоры «Эльбрус» предназначены для потребителя, у которого главным приоритетом является безопасность информации. К этой категории потребителей в первую очередь можно отнести государственный и оборонный сектор. И не корректно сравнивать «Эльбрусы» с процессорами AMD, Intel и другими. Это равносильно сравнению скоростей экскаватора и легковой машины, движущихся по дороге, и то и другое движется, но решаемые задачи абсолютно разные.
Надеюсь, моя статья была для вас интересна. Пишите в комментариях, что думаете вы о целесообразности существования и дальнейшего развития процессоров «Эльбрус».
Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен или telegram-канал @overclockers_news - это удобные способы следить за новыми материалами на сайте. С картинками, расширенными описаниями и без рекламы.
Про российские процессоры «Эльбрус» знают почти все, про «Байкал» знают многие, а про процессоры «КОМДИВ» знает мало кто. А между тем процессоры «КОМДИВ» уже давно используется в космической отрасли и оборонной сфере. Где они успешно заменяют процессоры AMD, Intel и другие зарубежные аналоги.
Моя предыдущая статья «Разбираемся, чем российские процессоры Эльбрус лучше процессоров AMD и Intel» вызвала в комментариях живое обсуждение о целесообразности их существования в государственной и оборонной сфере. Было немало критики в адрес «Эльбрусов», но и много одобрительных высказываний. Некоторые комментаторы справедливо заметили, что отечественные вычислительные системы не заканчиваются на «Эльбрусах» и «Байкалах», и что так же достаточно распространены системы на процессорах «КОМДИВ (KOMDIV)». Поэтому эта статья будет о них.
реклама
Линейка российских процессоров «КОМДИВ» - это семейство 32 и 64-разрядных процессоров, разработанных в НИИСИ (научно-исследовательском институте системных исследований) Российской Академии наук. Они используют набор команд MIPS и собственную MIPS-совместимую оригинальную архитектуру «Комдив». Имеют встроенные системный и периферийный контроллеры, кэш-память и другие необходимые функциональные узлы. И способны за один такт выполнять одновременно несколько инструкций, то есть являются суперскалярными.
Производство 32-разрядных процессоров «КОМДИВ-32» берет свое начало еще с 1999 года. Первые процессоры производились по 500 нм техпроцессу и работали на частотах 33-50 МГц, а начиная с 2016 года, перешли на 250 нм с тактовой частотой до 125 МГц.
реклама
С 2005 года началось производство 64-разрядных процессоров «КОМДИВ-64, первые из них производились по техпроцессу 350 нм и работали на частоте 120 МГц. А начиная с 2016 года, перешли на 65 нм и увеличили частоту до 1 ГГц. Максимальное количество их ядер соответствует двум.
В 2019 году был выпущен уже 28 нм двух ядерный процессор под обозначением (1890ВМ118) работающий на частоте 1,3 ГГц и имеющий на своем «борту» встроенное 3D-видеоядро.
Процессоры «КОМДИВ» с технормами ниже 250 нм производятся, как и в случае с процессорами «Эльбрус» на производственных мощностях Тайваньской компании TSMC.
Данные процессоры являются узкоспециализированными, и в первую очередь предназначены для использования в космической отрасли и оборонной сфере. А также они решают важнейшую задачу по замещению зарубежных процессоров в этих стратегически важных сферах, требующих надежной, гарантированной безопасности информации. Естественно, что использование зарубежных процессоров создает серьезную предпосылку к утечке важной государственной информации. Поэтому замещение их на отечественные процессоры является важной государственной задачей.
реклама
Одним из основных преимуществ процессоров «КОМДИВ» является способность работать в очень широком диапазоне температур, от -60 до +125 °С. Чем не может похвастаться ни один зарубежный аналог, а уж тем более таких рабочих температур не могут предложить ни процессоры AMD, ни Intel. Такой широкий диапазон температур позволяет строить на процессорах «КОМДИВ» защищенные вычислительные системы для эксплуатации в экстремальных условиях, например, в арктическом климате. Примером такой вычислительной системы является система «Восход», в которой используется модель процессора (1809ВМ8Я).
Вычислительная система "ВОСХОД"
Отличительной особенностью вычислительной системы «Восход», да и вообще архитектуры процессоров «КОМДИВ» является способность объединять их в кластеры с общим числом ядер более тысячи. Это позволяет создавать сверхмощные системы для решения ресурсоёмких задач.
Процессоры «КОМДИВ» имеют довольно короткую длину конвейера, которая составляет 7 стадий, такой короткий конвейер обеспечивает высокое быстродействие процессоров. Дело в том, что во многих современных процессорах длина конвейера достигает 14 стадий. При прерываниях конвейер «разрушается», быстродействие процессоров при этом падает, и чем длиннее конвейер, тем сильнее падает быстродействие. Поэтому в процессорах «КОМДИВ» применяется минимально возможная длина конвейера.
реклама
Многие модели процессоров «КОМДИВ» имеют радиационную стойкость, то есть имеют высокую устойчивость к повреждениям и сбоям в работе под воздействием высоких уровней ионизирующего излучения.
Радиационно стойкий процессор 1900ВМ2Т «КОМДИВ-32»
Их радиационная стойкость не меньше, чем 200 крад, чего и не снилось процессорам AMD и Intel, и другим зарубежным аналогам. Используются радстойкие модели процессоров в космической отрасли, например, в бортовых компьютерах спутников «ГЛОНАСС-М».
Модель процессора «КОМДИВ-64» (1890ВМ5Ф) применяется в БЦВМ (бортовая цифровая вычислительная машина) информационно – управляющих систем современных российских истребителей Су-34 и Су-35.
Бортовая цифровая вычислительная машина (БЦВМ) на процессоре 1809ВМ5Ф
И это лишь только некоторые примеры. А многие говорят, что в России нет своей микроэлектроники.
Работают процессоры «КОМДИВ» под управлением специализированной операционной системы «БАГЕТ» (операционная система реального времени), разработанной все тем же НИИСИ Российской Академии наук. Отличительной ее особенностью от других операционных систем, например таких, как Windows и Linux, является способность мгновенно реагировать на внешние события, а не на действия пользователя. То есть, основная область ее применения – это автоматизированные системы, которые используются и на космических спутниках, и в современных самолетах.
А для тех, кому интересно что обозначает аббревиатура «КОМДИВ», сообщаю – это «КОМпьютер Для Интенсивных Вычислений» и ничего общего с должностью командира дивизии она не имеет.
Надеюсь, моя статья оказалась для вас интересной. Пишите в комментариях, как вы думаете, есть ли в России достойная отечественная микроэлектроника, или ее нет. Я думаю, что есть.
Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен или telegram-канал @overclockers_news - это удобные способы следить за новыми материалами на сайте. С картинками, расширенными описаниями и без рекламы.
Недавно у меня по работе появился компьютер на базе процессора Байкал-М (BE-M1000), а также у меня есть удалённый доступ к компьютерам на процессорах Эльбрус, поэтому я решил сравнить их производительность в различных тестах.
Эта статья является продолжением моих предыдущих статей по бенчмаркам Эльбрусов:
К результатам процессоров Байкал-М и Эльбрус-8СВ я добавил процессор Intel Core i7-2600 для относительного сравнения.
Характеристики сравниваемых процессоров:
Байкал-М | Эльбрус-8СВ | Core i7-2600 | |
---|---|---|---|
Семейство ISA | RISC | VLIW | CISC |
Архитектура | armv8 | e2k | x86-64 |
Микроархитектура | Cortex-A57 | elbrus-v5 | Sandy Bridge |
Частота (МГц) | 1500 | 1500 | 3400* |
Ядра; Потоки | 8 | 8 | 4; 8 |
Техпроцесс (нм) | 28 | 28 | 32 |
TDP (Вт) | 30-35 | 80-90 | 95 |
Тип ОЗУ | DDR4-2400 | DDR4-2400 | DDR3-1333 |
Год | 2018 | 2018 | 2011 |
* — У Intel Core i7-2600 часота бустится, да и ядер всего 4 с 8 потоками.
Кроме стандартных тестов Dhrystone и Whetstone, я решил включить следующие тесты:
- HPL (High Performance Linpack)
- 7zip встроенный бенчмарк
- StockFish (встроенный тест шахматного движка)
- Рендеринг в Blender (Файл для теста)
- Готовые результаты в SPEC 2006 (однопоток)
- JavaScript
Теперь сразу перейдём к сводной таблице с результатами.
Выводы
Процессоры Байкал-М и Эльбрус-8СВ показывают примерно одинаковую производительность в большинстве задачах. Эльбрус-8СВ сильно выигрывает в "числодробилках", но проигрывает в тестах JavaScript (да и где есть интерпретация или JIT-компиляция в реалтайме).
Жду ваши предложения, какие ещё бенчмарки можно прогнать на этих компьютерах (желательно с простой сборкой).
Несомненно, отечественные процессоры в лице «Эльбрус» мягко говоря, уступают своим иностранным конкурентам. Однако давайте посмотрим внимательнее, насколько этот разрыв можно назвать гигантским.
Blender
Эльбрус рендерит немного быстрее Байкала-М. Кстати, результат Эльбрус-8СВ не сильно отличается от Эльбрус-8С (разница с ростом частоты с 1300 до 1500 МГц), следовательно, требуются кое-какие оптимизации и использование SIMD, чтобы повысить результаты на Эльбрус-8СВ.
Немного об архитектурах процессоров Байкал-М и Эльбрус
Что имеем?
Ассортимент российских процессоров пока крайне скромный. Модели от 2С до 8С уже разработаны и используются в системах, предназначенных для корпоративного сектора. Основной сферой применения процессора Эльбрус-4С/8С будут являться серверы, настольные компьютеры, мощные встраиваемые вычислители. Модель 16С планируют выпустить в 2021 году. Сфера применения – суперкомпьютеры.
Dhrystone
Dhrystone достаточно древний тест 80х годов, написан на C. Тестирует целочисленную арифметику и работу со строками. Результаты измеряются в Dhrystone/s и DMIPS. (DMIPS = Dhrystone/s делить на 1757).
Байкал-М и Эльбрус показывают примерно одинаковые результаты. Тест особо не параллелится, поэтому на Эльбрусах все 6 АЛУ не загружаются. Это означает что в большинстве программ (а они не особо параллелятся на АЛУ), которые написаны на языках C, C++ и других компилируемых языках оба процессора будут показывать примерно равную производительность (оба имеют частоту в 1500 МГц).
Whetstone
Тестирует арифметику с плавающей/фиксированной запятой, математические функции, ветвления, вызовов функций, присваиваний, работы с числами с фиксированной запятой, ветвлений. Результаты измеряются в MMIPS.
Эльбрус оказывается чуть быстрее в этом тесте чем Байкал-М. Ядра Эльбруса больше приспособлены для выполнения вещественной арифметики, но так как в наборе тестов есть и другие тесты, которые не поддаются распараллеливанию, то результаты выравниваются. Следовательно, в простых непараллельных математических и других программах эти процессоры будут показывать одинаковые результаты.
Разбираем результаты
MP MFLOPS и HPL
В данных тестах Эльбрус значительно вырывается вперёд, так как данные тесты максимально параллелятся на Эльбрусах. Это и понятно: Эльбрус заточен под числодробильные задачи, поэтому научные расчёты будут максимально быстрыми на Эльбрусах. Он в этом тесте даже обогнал Core i7-2600 в 4 раза.
Встроенный тест архиватора. Тест особо не параллелится, результаты примерно равные на этих процессорах (частота одинаковая).
Результаты
Тест | Байкал-М | Эльбрус-8СВ | Core i7-2600 |
---|---|---|---|
Dhrystone [DMIPS] | 8438 | 9077 | 22076 |
Whetstone [MWIPS] | 1608 | 2269 | 5729 |
Whetstone MP [MWIPS] | 12097 | 16495 | 31319 |
Linpack 100 [MFLOPS] | 1012 | 1723 | 4302 |
Scimark 2 [Composite score] | 473 | 908 | 2427 |
Coremark (1T;MT) | 7422; 58047 | 5500; 43008. 61871* (rtc x86-64) | 22692; 119670 |
MP MFLOPS | 49788 | 381326 | 81745 |
HPL [GFLOPS] | 38 | 244 | 93.9 |
7zip (Comp; Decomp; Tot) (MT) | 8483; 11252; 9868 | 8461; 13638; 11049 | 18024; 13363; 18664 |
STREAM (Copy; Scale; Add; Triad) [MB/s] | 12315; 12061; 11064; 11529 | 23097; 23137; 25578; 25643 | 20860; 21838; 18512; 20452 |
SPEC 2006 INT | 9.2 | 18 | 44.6 |
SPEC 2006 FP | 9 | 22.5 | |
Blender (RyzenGraphic_27) [min:sec] | 2:47 | 2:32 | 1:18 |
StockFish [nodes/sec] | 2750526 | 3123190 | 10860720 |
Octane 2 | 5266 | 2815*** | 24875 |
Sunspider 1.0.2 [ms] | 849.5 | 2394*** | 232.3 |
Kraken 1.1 [ms] | 4669.3 | 8714.2*** | 1287.8 |
* — В нативном режиме Эльбрус в тесте Coremark показывает в 1,5 раза хуже результаты чем в режиме бинарной трансляции x86-64 кода (этот бинарный транслятор называется RTC)
** — Результаты для процессора Эльбрус 8СВ уточняются у компании МЦСТ
*** — В JavaScript тестах Эльбрус достаточно отстаёт. Причина в том, что JIT-компиляция для JavaScript'а Эльбруса не достаточно глубоко реализована и есть куда улучшать. Во всех JS тестах использовался браузер Firefox. (На Эльбрусе только Firefox 52).
Снял видео с некоторыми тестами:
Браузерный JavaScript
Во всех JavaScript тестах использовался браузер Firefox, для Эльбрус 8СВ используется версия 52 (единственная доступная на данный момент версия браузера), на остальных — последняя. JavaScript на процессорах Эльбрус имеет достаточно низкую производительность (отставание в 2 раза относительно Байкал-М), детали о том как выполняли портирование можете посмотреть в статье Портирование JS на Эльбрус.
PHP, Python
Количество ядер
Следующий немаловажный параметр – многодетность. Поскольку предел частоты практически достигнут, в последние годы число ядер стремительно наращивается. Насколько в этом плане отстает Эльбрус – давайте посмотрим…
Как видно, разработчики Эльбруса лишь слегка отстают от компании Intel, в целом на 2 ядра. При этом темпы развития сравнимы с десктопными процессорами. Естественно, в этой диаграмме не учитываются серверные решения от Intel, иначе проигрыш российской разработки будет более плачевным.
SPEC 2006 INT/FP
SPEC CPU2006 инструмент исследования производительности систем, который основан на коде реальных приложений, поставляются в виде исходного кода. Тест оценивает не только производительность процессора и памяти, но и показывает то, насколько компиляторы могут оптимизировать код.
Имеется 2 группы тестов:
- SPEC INT 2006, измеряющий производительность целочисленных вычислительных задач (integer);
- SPEC FP 2006, измеряющий производительность вычислительных задач с вещественными числами (числами с плавающей точкой, floating point).
Эльбрус-8СВ
Эльбрус-8СВ — процессор на основе 64 разрядной VLIW архитектуры E2K 5го поколения (e2k, elbrus-v5), имеет 8 ядер.
Схема микроархитектуры E2K:
Подробные детали микроархитектуры E2K:
Особенности ядер elbrus-v5:
- 64 битная VLIW архитектура elbrus-v5
- 128 (+ 8 бит на тег) разрядные регистры (были 80 бит + 4 бита на тег) и SIMD расширения
- 256 регистров (поддержка регистровых окон), 32 регистра из 256 — глобальные
- Предикатный файл на 64 бита (32 2 битовых флажков)
- 6 АЛУ блоков (с разными возможностями):
- 4 могут в Load
- 2 могут в Store
- 6 целых/сдвиговых АЛУ
- 6 вещественных АЛУ
- 4 сравнивающих блоков
- 4 целочисленных умножений
- 6 вещественных умножений
- 4 целочисленных векторных блоков
- 2 вещественных векторных блоков
- 1 деление и квадратный корень
- 128 КБ L1 кэш команд (4 канальный, ассоциативный, размер линии 256 байт)
- 64 КБ L1 кэш данных (4 канальный, ассоциативный, размер линии 32 байта)
- L2: 512 Кбайт в каждом ядре, 4 Мбайт суммарно (Размер линии: 64 байт, Ассоциативность: 4)
- L3: 16 Мбайт в процессоре (Размер линии: 64 байт, Ассоциативность: 16)
Coremark
Современный тест, который должен заменить Dhrystone и Whetstone. Написан на C. Считает различные массивы, матрицы, сортировка и т. д. Предназначался для запуска на всём: от микроконтроллеров до мощных процессоров.
В данном тесте Байкал-М оказывается в 1,5 раза быстрее Эльбруса. Но очень удивило то, что Эльбрус в режиме x86-64 трансляции показывает в 1,5 раза лучше результаты своего нативного варианта. (Следовательно, есть какие-то недоработки в компиляторе LCC).
Число транзисторов
За 4 года компания «Эльбрус» смогла нарастить количество транзисторов на кристалле более чем в 7 раз! в целом к 2021 году российские продукты могут догнать американские процессоры по этому параметру.
Однако отставание к моменту 2020-2021 годов будет практически в 2 раза. Это сказывается на переходе компании Intel на техпроцесс в 10 нанометров.
Эльбрус – относительно сырой и существенно проигрывает своим конкурентам. Но с другой стороны далеко не каждая страна способна заняться разработкой собственных процессоров. Китай, например, активно разрабатывает свои процессоры Loongson. К 2020 году они обещают освоить техпроцесс 12 нанометров.
Национальные процессоры – это не прихоть. «Аппаратные закладки» для слежения пользователей неоднократно находили в продукции от Intel, поэтому неудивительно, что такие крупные страны как Китай и Россия хотят избавиться от зависимости американцев.
Техпроцесс
Одним из важнейших показателей в производстве процессоров является техпроцесс. Чем тоньше толщина транзисторного слоя, тем больше транзисторов можно разместить на кристалле. Последние годы Intel застопорилась на 14 нм, а модели по техпроцессу в 10 нм будут только запущены в массовое производство. Однако проблемы американского гиганта несравнимы с темпами уменьшения техпроцесса в продуктах Эльбрус.
Минимизация техпроцесса у Эльбрус впечатляют, но не стоит забывать, что российские разработчики только подобрались к 16 нм, причем запуск модели 16С только планируется к 2021. У Intel уже будут образцы на 10 нм в следующем году. На даже они проигрывают, если сравнивать с продукцией от AMD, которая освоила 7 нм.
Частота
Одни из самых интересных вопросов – насколько российские изделия могут конкурировать с продукцией от компании Intel. В первую очередь давайте сравним частоты процессоров. Для примера возьмем несколько моделей от Intel, выпущенные одновременно с конкретными процессорами Эльбруса.
Несмотря на существенное отставание в частотах (в среднем 3 ГГц), темпы увеличения у Эльбруса сравнимы с Intel – увеличение частоты на 0,5 ГГц каждые 4 года. Вот только Интел уперлась практически в потолок 5 ГГц, поэтому для компании уменьшение темпов роста вполне очевидны.
Байкал-М
Байкал-М — процессор на основе 64 разрядной RISC архитектуре ARM (armv8, aarch64), имеет 8 ядер, которые реализуют микроархитектуру ядер Cortex-A57.
Схема микроархитектуры Cortex-A57:
Устройство конвейера Cortex-A57:
Особенности ядер Cortex-A57:
- 64 битная архитектура armv8.0a
- FP/SIMD расширения VFPv4 и NEON
- Внеочередное исполнение
- Предсказание ветвлений
- Поддержка виртуализации
- 8 портов на исполнение микроопераций:
- 2 Загрузки/Сохранения
- 2 простых АЛУ (сложение, сдвиг)
- 1 блок ветвлений
- 1 АЛУ для умножения, деления
- 2 блока SIMD/FPU
- 48 КБ L1 кэш команд (3 канальный, ассоциативный, размер линии 64 байта)
- 32 КБ L1 кэш данных (2 канальный, ассоциативный, размер линии 64 байта)
- 32 КБ L1 кэш данных (2 канальный, ассоциативный, размер линии 64 байта)
- В Байкал-М 1 МБ L2 на 1 кластер (2 ядра в кластере), в сумме 4 МБ
- Кэш L3: 8 МБ
Моё видео о сравнении Байкала и Эльбруса:
Читайте также: