"ელბრუს" - პროცესორი რუსეთში. სპეციფიკაციები და ისტორია

მას შემდეგ, რაც დღიდან კომპიუტერული ტექნიკა ჩვენს ქვეყანაში, დიზაინი მაღალი ხარისხის სისტემების განიხილება, როგორც ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ამოცანები საქართველოს მეცნიერებათა ეროვნული. მას შემდეგ, რაც 90-იან წლებში შესწავლა იყო დაკავშირებული ფუნდამენტურად ახალი პირობა - უნდა განახორციელონ ახალი განვითარების საფუძველზე რუსეთის მიკროპროცესორები. შედეგი შეიქმნა "ელბრუს" - პროცესორი, თავის კომპიუტერული ძალა არ ჩამოუვარდება საუკეთესო უცხოელი მოდელები.

შექმნის ისტორია

ამჟამად, მხოლოდ რამდენიმე ქვეყნის მთელს მსოფლიოში დიზაინისა კომპიუტერი მიკროპროცესორული საკუთარი დიზაინი - ამერიკის შეერთებული შტატები, დიდი ბრიტანეთი, იაპონია და ჩინეთი. აშკარაა, რომ უსაფრთხოების და იმპორტის ჩანაცვლების რუსეთი ასევე მოითხოვს პროცესორი, რომელიც არ არის საკმარისი, რათა დააკმაყოფილოს საქართველოს შეიარაღებული ძალების, სამართალდამცავი ორგანოების, ადმინისტრაცია და განათლების. შესაძლებელია - და კომერციალიზაცია პროდუქტი. ათწლეულების განმავლობაში აქტიური მუშაობა მეცნიერები და ინჟინრები მოსკოვის ცენტრში Spark-ტექნიკა (MCST) არ მრცხვენია წარმოადგინოს უახლესი განვითარების 2014-15 წლების მიხედვით: რვა processor "ელბრუს 8c". მაგრამ მანამდე ისტორიული მოვლენა უკვე დიდი გზა გავიარე თეორიული გათვლებით და პრაქტიკული კვლევა.

საბჭოთა კავშირის განსაკუთრებული მნიშვნელობა განვითარებაში კომპიუტერული ტექნიკა გვაქვს აკადემიური მუშაობა S. A. Lebedeva. ხელმძღვანელობდა მის მიერ საქართველოს მეცნიერებათა აკადემიის ინსტიტუტის სიზუსტით მექანიკის და კომპიუტერული ტექნიკა (ITM და VT) შეიქმნა ელექტრონული გამოთვლითი მანქანები (კომპიუტერი) თხუთმეტი მოდელები - პირველი მილის მაღალი სიჩქარით მანქანები მიკროსქემების.

"ელბრუს-1"

იდეა არქიტექტურული ხაზი, შემდგომში, რომლებიც რუსეთის processor "ელბრუს", დაიბადა 1969 წელს. მიზეზი განვითარება იყო, რომ "ინტელექტუალიზაციამ" სტრატეგიული სისტემები. გახდა მთავარი დიზაინერი VS burtsev, გამოჩენილი ექსპერტი კომპიუტერულ მეცნიერებაში, მოგვიანებით აკადემიკოსი.

1979 წელს ITM და VT სახელმწიფო კომისია წარმოდგენილი იყო პირველი თაობის multiprocessor კომპიუტერული კომპლექსი "ელბრუს" (IAC). პროცესორი შეიქმნა საფუძველზე TTL-logic. სისტემა გამოიყენება შეიარაღების ინდუსტრიის.

"ელბრუს 2"

მეორე თაობის mvk "ელბრუს" ექვსი წლის შემდეგ, წარმატებით ჩააბარა გამოცდა. პროცესორი და ახალი ელემენტი ბაზა მთლიანად ეროვნული განვითარების. სისტემა ეფუძნება მაღალსიჩქარიანი ინტეგრირებული სქემები ერთად emitter-რასაც ლოგიკა IC-100 სერია. სპექტაკლი "ელბრუს-2" desyatiprotsessornoy კონფიგურაციის 125 Mill. წამში.

ERM აშენდა მოდულარული მოდის გაზრდილი საიმედოობა. მადლობა სიჩქარე და სიმტკიცეს კომპლექსის იყო გამოყენებული მრავალი წლის განმავლობაში ძირითადი საშუალებები სტრატეგიული სისტემები. უნიკალური თავის დროში მახასიათებლები მიღწეული ERM დანერგვა და განვითარება მთელი რიგი დამატებითი იდეები ორგანიზაციის გამოთვლითი პროცესში.

"ელბრუს-3"

მომდევნო ეტაპზე (1986-1994) შექმნა იყო მესამე თაობის mvk "ელბრუს". პროცესორი არის კიდევ უფრო ძლიერი ელექტრონული კომპონენტები - უფრო სრულყოფილი. პროექტის მენეჯერი შერჩეული შესაბამისი წევრი მეცნიერებათა აკადემიის B. A. Babayana. სხვათა შორის, მან ფუნდამენტური წვლილი განვითარების mvk "ელბრუს-1" და "ელბრუს -2".

შეფასებისას დადებითი და უარყოფითი მხარეები მათ შეიმუშავა superscalar არქიტექტურა ხორციელდება მეორე თაობის ERM, ბორის Artashesovich შემოთავაზებული მოწინავე კონცეფციის განხორციელების ფართო ინსტრუქციის სიტყვა. სანამ საბჭოთა კავშირის დაშლის ექსპერტთა მოახერხა შეიკრიბება პროტოტიპი, მაგრამ დაფინანსების ახალ ხელისუფლებას.

თანამედროვე

გაგრძელება ამ პროექტის ხაზი უკავშირდება საქმიანობას ZAO MCST. მისი სტრუქტურა, წამყვანი შიდა mikroelektronschiki მიღების ძირითადი ფსონი გამოყენება მიკროპროცესორული ტექნიკა, დაიწყო, რათა შეიქმნას ორი სერია მიკროპროცესორების და კომპიუტერული სისტემები, მათ საფუძველზე. ამ სამუშაოების შემდეგ დაეხმარა, რომ შევქმნათ ძლიერი რუსული processor "ელბრუს" 2014 რელიზი.

პროექტის საფუძველზე პირველი სერია იყო ღია არქიტექტურა Scalable Processor არქიტექტურა (SPARC), მიერ მითითებული Sun Microsystems. Processors «R» ოჯახი შეიქმნა საფუძველზე.

საფუძველზე მეორე სერია იყო ორიგინალური არქიტექტურა "ელბრუს", განვითარებად პრინციპებს, რომელიც უკვე დამტკიცებულია და ჩაუყარა IAC-3 (თავდაპირველად ერქვა "არქიტექტურა E2k»). შეიქმნა ოთხი ძირითადი ტიპის პროცესორები. ამგვარად, "ელბრუს" (CPU): მოდელების შედარებას მოცემულია ქვემოთ მოყვანილ ცხრილში.

"ELBRUS-4C"

ერთ-ერთი ბოლო წარმატებული განვითარება იყო კომპანია MCST processor "ელბრუს-4C". მისი არქიტექტურა ეფუძნება ორიგინალური დიზაინი, რომელიც მსახურობდა ბაზის microarchitecture VLIW. გაანგარიშება ამუშავებს პასუხისმგებელი 4 ბირთვით 800 MHz, cache მეხსიერება 2 MB თითოეულ core.

მიუხედავად აშკარა არქაიზებას თვალსაზრისით წარმოების ტექნოლოგია (დიდი, პატარა სიხშირე, ტექნოლოგიური პროცესის "გასული საუკუნის" 65 ნმ), ელექტრონული მოწყობილობა ეფექტურობა ჩამოუვარდება Intel სერია "მე". ნაკლები ენერგომოხმარება (45W) მისი შესრულება 50-მდე Gflops. შედარებისთვის, ძველი მოდელი , Intel Core i7-975 Extreme Edition აქვს რანგში 53 Gflops უფრო მაღალ სიხშირეზე და ენერგომოხმარება. ეს თანამედროვე რუსული processor "ელბრუს" 2014 წლის ბოლო ტესტი და გამოვიდა სერია.

"ელბრუს-8C"

როგორც ჩანს, იმ დროს ევოლუცია იყო, ეს იყო იმ მხრივ, რომ რევოლუციური გარღვევა შიდა microelectronics. ZAO "MCST" ერთად ინსტიტუტის ელექტრონული კონტროლი მანქანები შეიმუშავა და გამოუშვა ახალი თაობის საინჟინრო პროდუქტის დიზაინის. სამრეწველო წარმოების ემზადება processor "ელბრუს 8c" ის 28 ნანომეტრიანი ტექნოლოგიური პროცესის.

მოწყობილობის მუშაობა ტანდემი კონტროლერი და ეროვნული განვითარების KPI-2. მიუხედავად იმისა, რომ კონტროლერი სანამ გაათავისუფლეს 65 ნმ ტექნოლოგიით, იგი მხარს უჭერს სამი Gigabit Ethernet ქსელის კონტროლერი, 20 ხაზების PCI-Express ავტობუსი 2.0, რვა 2.0 USB პორტი, რვა SATA პორტი. ურთიერთობა პროცესორი 16 Gb / s.

ტექნიკური მახასიათებლები

მწარმოებელი გამოვლინდა ძირითადი მახასიათებლები "ელბრუს" ახალი სისტემა:

• Processor - 8 ბირთვით გარეშე gipertredinga.
• Crystal ზომა - 350 მმ ^2.
• მეორე დონის ქეში თითოეული core - 512 კვ.
• მესამე დონის ქეში არის საერთო - 16 MB.
• შესრულების ციკლზე - 30 ოპერაციებში.
• Clock სიხშირე - 1.3 GHz, როდესაც ამ პარამეტრების გარანტირებული უწყვეტი ოპერაციის ყველა ბირთვული შეუზღუდავი დრო, თუნდაც ასი პროცენტით დატვირთვა.
• Performance (Peak) - 250 Gflops.
• Power - 60-90 ვატი.
• ლიცენზიის დამოუკიდებლობა Intel, ხოლო უზრუნველყოფის მხარდაჭერა ძირითადი ოპერაციული სისტემების x86 / x86-64 არქიტექტურა.

როგორც ხედავთ, რუსეთის processor "ელბრუს" ბოლო თაობის ხუთჯერ უფრო პროდუქტიული, ვიდრე 4C მოდელი.

არქიტექტურა

როგორც მნიშვნელოვანი შედეგია კომპანია ZAO MCST შეიმუშავა ორიგინალური არქიტექტურა მიკროპროცესორი "ელბრუს". პროცესორი, რომელიც მიზნად ისახავს მაქსიმალურად ტექნიკა რესურსები შესრულების metrics მონაცემები. ზოგადი კლასიფიკაციაში იგი განეკუთვნება კატეგორიას არქიტექტურის გამოყენებით პრინციპი ფართო ინსტრუქციის სიტყვა VLIW (ძალიან დიდი ინსტრუქციის Word), შემდგენელი წარმოშობს პარალელურად აღსრულების რიგითობა ჯგუფები (ფართო ინსტრუქციის სიტყვა), რომელშიც არ არსებობს დამოკიდებულებები შორის გუნდები ჯგუფში და მინიმალურად დამოკიდებულება გუნდებს შორის სხვადასხვა ჯგუფები.

ამდენად, რუსული processor "ელბრუს" უაღრესად იყენებს პარალელიზმის დონეზე ოპერაციების იმყოფება პროგრამის კოდი. შედეგი არის დიდი არქიტექტურული სიჩქარე გათავისუფლებას parallelization აპარატის ფუნქციები, რომლებიც თან ახლავს superscalar არქიტექტორები და გადასცეს მათ ოპტიმიზაციის შემდგენელი. ეს გამოიწვია, და სხვა მნიშვნელოვანი თვისებები, რომლებიც თან ახლავს "ელბრუს" არქიტექტურა - დაბალი დენის მოხმარება მოწყობილობები.

ერთად ეფექტური გამოყენება პარალელიზმის არქიტექტურის ოპერაციების "ელბრუს" მოწყობილობა ასახული განახორციელოს სხვა სახის (დონეზე) საქართველოს პარალელიზმის თანდაყოლილი computing პროცესი:

• concurrency პრობლემა multicomputer კომპლექსები;
• Concurrency კონტროლის ნაკადების საერთო მეხსიერება;
• ვექტორი პარალელიზმი.

თავსებადი x86 არქიტექტურა

როგორც ფუნდამენტური მოთხოვნა არქიტექტურა, დეველოპერები თავდაპირველად განიხილება უზრუნველყოფს ეფექტური ორობითი თავსებადობა დომინანტური Intel x86 მიკროპროცესორული არქიტექტურის. იგი ხორციელდება საფუძველზე ფარული დინამიური თარგმანი და მისი დამხმარე აღჭურვილობა მიკროპროცესორი "ელბრუს". იგი ასევე განსაზღვრავს თვისებები new შიდა არქიტექტურა განვითარების აპარატურის მხარდაჭერა უსაფრთხო კომპიუტერული (პროგრამირების მოდული), მნიშვნელოვნად ამარტივებს მუშაობის პროგრამისტები, რომ შევქმნათ დიდი პროგრამული სისტემების შეზღუდული ვადები.

პრაქტიკული გამოყენების

სადაც დაგეგმილია გამოიყენოს რუსული პროცესორები? უნდა გვესმოდეს, რომ ეს პროდუქტი განკუთვნილია ერთი მიზნით - უზრუნველყოს თვითკმარი, დამოუკიდებელი მიწოდების და ლიცენზირება მიკროელექტრონიკა და კომპიუტერული ტექნიკა. კომპიუტერი "ელბრუს" პროცესორი მაღალი დონის უსაფრთხოება და დაცვა კომპიუტერული ვირუსებისგან მოთხოვნაა თავდაცვის მრეწველობის, სპეცსამსახურები, მნიშვნელოვანი სახელმწიფო ინსტიტუტები.

იმავდროულად, სისტემა საშუალებას ჩვეულებრივი Windows და Linux, რომელიც ხსნის გზა, თუ არა, რომ საშუალო სამომხმარებლო, რომ კორპორატიული სექტორის. MCST სთავაზობს დაცული კომპიუტერები და სერვერები, რომელსაც შეუძლია ფუნქციონირება სასტიკ გარემოში.