Елбрус 8 со она што е следно. Руски процесори

Па, се случи. Светот виде компјутери на новиот руски процесор ELBRUS. Elbrus-8S е осум-јадрен процесор произведен со процесна технологија од 28 nm. За споредба, сегашната генерација на процесори Intel Kaby Lake користи процес од 14 nm. Интел во опасност? Само уште малку и да се израмни?

Некако заборавив, но имаше и процесор од претходната генерација. Ruselectronics тврди дека новиот чип е пет пати побрз од претходниот Elbrus-4S.

Претходниот процесор беше објавен во 2015 година, беше исмејуван поради лошите перформанси, во споредба со решенијата од 1999 година.

Па, со оглед на ваквиот неуспешен почеток пред две години, новото решение изгледа доста остварливо. Измислен, така да се каже.

Производителот му гарантира на корисникот „високо ниво на безбедност на информациите“. За што точно се работи не е познато. Нема поддршка за поврзување на интернет? Досега, ова е најбезбедното сценарио за користење на компјутер што го знам.

Заедно со новата платформа, тие го покажаа сопственичкото склопување на компјутерот Elbrus 801. Целата работа работи на специјална верзија на Linux Elbrus OS.

Заменик-извршниот директор на Ruselectronics, Арсениј Брикин, рече дека можеме да ја очекуваме првата серија компјутери со Elbrus-8S во вториот квартал од 2017 година.

Би сакал сега да бидам во паралелен универзум, во кој Русија му создава конкурент на Интел и успешно започнува да се бори со него на пазарот на компјутери во умирање, но не, за жал, тоа нема да се случи.

Обидот да се создаде производ кој го заменува увозот е генерално добар, но на крајниот потрошувач тоа воопшто не му треба, државните институции ќе бидат обезбедени со овие компјутери најмногу и сето тоа ќе биде готово.

Врз основа на микропроцесорот Elbrus-8C, планирано е да се организира масовно производство на сервери, работни станици и друга компјутерска опрема наменета за употреба во владини институции и деловни структури кои имаат зголемени барања за безбедност на информациите, како и за употреба во поле на пресметување со високи перформанси, обработка на сигнали, телекомуникации. Инженерски примероци на сервер со 4 процесори базиран на процесори Elbrus-8C со перформанси од 1 терафлопс ќе бидат произведени на крајот на 2014 година.

Домашната архитектура на Елбрус беше развиена во Русија и има голем број уникатни карактеристики. Тие вклучуваат:

можност за извршување до 25 операции на секое јадро по машински циклус, што обезбедува високи перформанси при умерена фреквенција на часовникот;

Технологија на динамичен бинарен превод што овозможува ефикасно извршување на апликации и оперативни системи дистрибуирани во x86 бинарни кодови, вклучително и во режим со повеќе нишки;

поддршка за безбеден режим на пресметување со специјална хардверска контрола на интегритетот на структурата на меморијата, што овозможува да се обезбеди високо ниво на безбедност на информациите на софтверските системи што го користат.

Основниот оперативен систем за платформата Елбрус е Елбрус ОС, изграден врз основа на кернелот Линукс. Програмскиот систем на платформата поддржува јазици C, C++, Java, Fortran-77, Fortran-90.

Главните карактеристики на развиениот микропроцесор:

Параметар Значење Забелешка
Архитектура на процесорот „Елбрус“ Бројот на компјутерски уреди со подвижна запирка е зголемен од 4 на 6
Број на јадра 8
Кеш на ниво 2 8 * 512 KB Одделна кеш меморија за секое јадро
Кеш на ниво 3 16 MB Споделено помеѓу сите јадра
Работна фреквенција 1,3 GHz Проценета вредност
Изведба ~ 250 GFlops За единечни прецизни операции (FP32)
Тип на мемориски контролери DDR3-1600 Со поддршка на ECC
Број на мемориски контролери 4
Поддршка за мултипроцесорски системи До 4 процесори Филтрирање прислушување имплементирано во системот за поддршка на кохерентност на кешот
Интерпроцесорски комуникациски канали (пропусен опсег) 3 (16 GB/s) Дуплекс канали (пропусен опсег во секоја насока - 8 GB / s)
Технолошки процес 28 nm

Микропроцесорот што се развива е компатибилен со јужниот мост KPI-2 во развој.

Очекувана година на завршување: 2015 година

Сите се навикнати на фактот дека на пазарот на микропроцесори владеат три големи американски производители: Intel, AMD и IBM. Навистина е! Сепак, тоа не значи дека никој друг не произведува микропроцесори. По правило, повеќето развиени земји имаат свои „државни“ производители на интегрирани кола. Не треба да мислите дека се обидуваат некако да се натпреваруваат со „големата тројка“ - никако. Причината за локалниот развој и производство на преработувачи лежи нешто поинаку, имено, потребата од објавување на сопствени решенија за одбранбената индустрија, каде што е забрането користење на странска електронска база од причини на националната безбедност.

Секако, ситуацијата е типична и за Русија. Главното домашно решение се процесорите базирани на архитектурата Елбрус, кои се развиваат од MCST. На крајот на април беше најавено претстојното пуштање во продажба на моделот со четири јадра Elbrus-4C, за што ќе стане збор во денешниот материјал.

Сепак, за почеток, ќе се вратиме во минатото и ќе погледнеме како се родила архитектурата Елбрус.

Работата на архитектурата на Елбрус започна пред повеќе од 40 години, поточно во 1973 година. Работата беше спроведена во рамките на ѕидовите на Институтот за фина механика и компјутерско инженерство Лебедев (ITMiVT) под водство на академик Всеволод Сергеевич Бурцев, познат научник во областа на контролните системи и дизајнот на универзални компјутери. Се разбира, „нарачката“ за ваков вид компјутерска опрема дојде од војската.

Објавувањето на првата генерација на компјутери со архитектура Елбрус се случи во 1980 година. Нивната карактеристика беше скалабилна архитектура: тие поддржуваа паралелна работа на до 10 процесори истовремено. Количината на RAM меморија беше 64 MB (или 220 машински зборови), а брзината на таков компјутер достигна 12 милиони операции во секунда.

Сепак, главната иновација на Елбрус беше неговата суперскаларна архитектура - таа беше користена во компјутерите за прв пат. Како што се испостави подоцна, во тоа време IBM веќе имаше некои случувања во оваа област, но тие не можеа да ја доведат суперскаларната архитектура до масовни решенија од различни причини. Затоа, американските производители почнаа да користат суперскаларна архитектура дури во 1990-тите. Процесорите Intel Pentium станаа првите масовни уреди со таква архитектура.

Пет години по објавувањето на првата генерација процесори, развојот на компјутерот Елбрус-2 беше завршен. Архитектонски, не се разликуваше многу од Елбрус-1, но тие користеа различна база на елементи, што овозможи да се зголемат перформансите на новите процесори за повеќе од 10 пати - до 125 милиони операции во секунда. Количината на компјутерска RAM меморија исто така беше зголемена: од 64 MB на 144 MB, а пропусната моќ на I / O каналите беше 120 MB / s.

Елбрус-2, како и неговиот претходник, беше наменет за употреба во одбранбената индустрија. Како резултат на тоа, компјутерот беше управуван во Центарот за контрола на вселенски летови, како и во центрите за нуклеарни истражувања во Арзамас-16 и Чељабинск-70. Покрај тоа, имаше уште една верзија на Елбрус-2, оптимизирана за поедноставни задачи. Тој беше наречен Elbrus 1-KB и го замени застарениот систем BESM-6, кој дотогаш беше во употреба веќе две децении. Програмерите ја задржаа софтверската компатибилност помеѓу Elbrus 1-KB и BESM-6, така што преминот кон нови компјутери се покажа како целосно безболен.

По успешното објавување на Елбрус-2, развојот на нов компјутер, кој се очекуваше наречен Елбрус-3, беше во полн замав. Во третата генерација уреди беа планирани огромен број архитектонски промени. Програмерите од ITMiVT ја нарекоа новата архитектура „пост-суперскалар“. Овој принцип ја заснова архитектурата на идните процесори Intel Itanium. Затоа, колку и да звучи чудно, но домашните инженери повторно беа пред нивните западни колеги во однос на воведувањето иновации.

Сепак, работата не отиде подалеку од дизајнот. Во 1994 година, беше создаден тест примерок на процесорот Елбрус-3, но масовното производство никогаш не беше лансирано од прилично глупава причина: уредот се покажа како целосно неподигнат. Шест години подоцна, инженерите на MCST се обидоа да ги имплементираат идеите Elbrus-3 во новиот процесор Elbrus-2000 (познат и како E2K), кој теоретски би можел да стане конкурент на најавениот процесор Intel Itanium. Сепак, масовното производство на Елбрус-2000 бараше значителни финансиски инвестиции, а програмерите не успеаја да најдат инвеститор.

Создавање на MCST и негов развој

Вреди да се направи мала дигресија и да се каже неколку зборови за MCST, кој развива вакви решенија уште од деновите на Елбрус-3. Компанијата е основана на 2 март 1992 година како Партнерство со ограничена одговорност (LLP) „Московски центар за SPARC Technologies“ (MCST). Присуството на кратенката SPARC во името се должи на тоа што во тоа време компанијата MCST за свој главен партнер ја сметаше американската корпорација Sun Microsystems, која ги промовираше своите компјутери со архитектурата SPARC. А присуството на оваа кратенка во насловот и овозможи значајни придобивки во соработката. На пример, MCST доби пристап до напредни технологии за дизајнирање микропроцесорска технологија, оперативни системи, програмски системи и други технологии. За време на развојот на компанијата, ова беше многу значајна поддршка. И ако на почетокот компанијата работеше во тесна соработка со гиганти како Sun Microsystems, Avanti, Compass, Synopsys, тогаш наскоро инженерите на MCST, откако стекнаа искуство, целосно се префрлија на развој на уреди за владини нарачки.

До 2007 година, MCST произведуваше само микропроцесори со архитектура SPARC и компјутерски системи базирани на нив. Сопствената архитектура „Елбрус“ избледе во позадина. Помеѓу 1997 и 2007 година беа објавени четири SPARC микропроцесори: MCST-R100, MCST-R150, MCST-R500 и MCST-R500S. Го виде и светлото и компјутерскиот комплекс „Елбрус-90микро“. И покрај неговото име, системот немаше никаква врска со оваа архитектура.

Само во 2005 година, работата беше обновена на архитектурата Елбрус, заснована на микроархитектурата VLIW (Многу долг инструкциски збор). И веќе во 2007 година беше претставен истоимениот процесор. Неговите главни карактеристики ги собравме во табела, која можете да ја видите подолу.

Технолошки процес 0,13 µm
Фреквенција на работен часовник 300 MHz
Врвна изведба 64 бита, GIPS/GFLOPS - 6,67/2,432 бита, GIPS/GFLOPS - 9,5/4,8

16-8 ГИПС - 12,2-22,6

64 KB
64 KB
Кеш на ниво 2 256 KB
9,6 GB/s
4,8 GB/s
Димензии на кристалите 15,0x12,6
Број на транзистори 75,8 милиони
Дисипација на енергија 6 В

Се разбира, за 2007 година, карактеристиките на чипот беа повеќе од скромни - тој во никој случај не се натпреваруваше со современите процесори, на пример, генерацијата Intel Conroe претставена во 2006 година. Елбрус беше инфериорен во однос на нив во сите погледи. Процесорот е произведен според застарената процесна технологија од 130 nm, додека Intel и AMD веќе ја совладале технологијата на процесот од 65 nm. Чудно е доволно, но производството на процесорот и беше доверено на тајванската компанија TSMC. Чудно е затоа што „каменот“ беше наменет за употреба во „одбранбената индустрија“, а производството во објекти на трети лица, со што директно влијаеше на безбедноста на системот поради можните „обележувачи“.

Што се однесува до брзината на Elbrus, неговата врвна изведба во 64-битен режим беше 2,4 GFLOPS. За споредба: врвните перформанси на буџетскиот двојадрен процесор Intel Core 2 Duo E4300 со тековната архитектура Conroe во тоа време и часовна фреквенција од 1,8 GHz беа 14,4 GFLOPs, односно 6 пати повеќе! Затоа, можете да замислите колку бавен беше Елбрус за 2007 година. Сепак, перформансите на процесорот беа сосема доволни за одбранбената индустрија, па на негова основа беше создаден компјутерскиот систем Елбрус-3М1.

Комплексот Елбрус-3М1 беше снабден со безбеден оперативен систем MCVS-E (Мобилен систем на вооружените сили), кој се базира на верзијата 2.6.14 на Linux. Покрај тоа, компјутерот беше опремен со пакет програми за тестирање и дијагностика, а исто така беше компатибилен со старите компјутерски системи Елбрус-1 и Елбрус-2. Во однос на перформансите, Elbrus-3M1 беше споредлив со систем базиран на Pentium III со часовна фреквенција од 500 MHz. Компаративното тестирање беше спроведено во режим на компатибилност со платформата x86, а Elbrus-3M1 го надмина процесорот Intel во брзина. Дополнително, тестирањето беше спроведено и во „мајчин“ платформата за системот MCST. Во овој режим, перформансите на Elbrus-3M1 беа на исто ниво со конфигурацијата базирана на процесорот Intel Pentium 4 со фреквенција од 2000 MHz. За одбранбената индустрија ова ниво на перформанси беше повеќе од доволно.

Следната фаза во развојот на архитектурата беше системот Elbrus-S-на-чип, објавен во 2010 година. За полесно споредба, ги сумиравме сите главни карактеристики на процесорот во следната табела.

Технолошки процес 0,09 µm
Фреквенција на работен часовник 500 MHz
Врвна изведба 64 бита, GFLOPS - 432 бита, GFLOPS - 8
Инструкциска кеш на ниво 1 64 KB
Ниво 1 Кеш на податоци 64 KB
Кеш на ниво 2 2 MB
Пропусен опсег на комуникациски автобуси со кеш меморија 16 GB/s
Пропусен опсег на комуникациски автобуси со RAM меморија 8 GB/s
Кристална област 142 mm2
Број на транзистори 218 милиони
Дисипација на енергија 13 W - типично, 20 W - максимум

Карактеристиките на новиот процесор се подобрени во споредба со Елбрус. Пред сè, треба да се забележи дека производството на Elbrus-S беше префрлено на технолошки „шини“ од 90 nm. Нека во 2010 година, Intel и AMD веќе произведоа процесори користејќи тенка процесна технологија од 32 nm, но за домашниот уред, оваа транзиција беше значаен чекор напред. Фреквенцијата на часовникот на Elbrus-S беше 500 MHz, што е за 200 MHz повисока од онаа на Elbrus. Врвните перформанси се исто така зголемени: до 4 и 8 GFLOP во 64-битни и 32-битни режими, соодветно. Зголемена и количината на кеш меморија во второто ниво - до 2 MB. И самиот чип стана покомплициран: бројот на транзистори е речиси тројно зголемен во споредба со неговиот претходник.

Покрај Elbrus-S, MCST воведе контролер на периферни уреди (KPI) - исто така познат како „јужен мост“. Центарот обезбеди поддршка и за „цивилни“ интерфејси и за индустриски. Благодарение на KPI, стана можно да се создаде специјален работен модул со четири процесори МВ3S/C, кој се користи во воена опрема.

Технолошки процес, nm 130
Фреквенција на часовник, MHz 250
Комуникација со сериски автобус со процесорот, пропусната моќ, GB / s 2
PCI-Express контролер верзија 1.0a 8 линии
PCI контролер верзија 2.3 32/64 бита, фреквенција 33/66 MHz
Етернет контролер 1 Gbps 1 порта
SATA 2.0 контролер 4 порти
IDE контролер PATA-100, 2 порти x 2 уреди
УСБ 2.0 контролер 2 порти
Контролор за аудио интерфејс AC-97 2-канален стерео
RS-232/485 сериски интерфејс контролер 2 порти
Контролер за паралелен интерфејс IEEE-1284 со поддршка за DMA 1 порта
GPIO програмабилен Универзален В/И контролер 16 сигнали
I2C интерфејс 4 канали
Број на транзистори, милиони 30
Потрошувачка на енергија, В 6

Една година подоцна, започна производството на следната генерација на процесори наречени Elbrus-2C +. Во своите соопштенија за печатот, MCST посочи архитектура со шест јадра. Сепак, тоа воопшто не е така! „Elbrus-2C +“, всушност, е двојадрен модел. Има два Elbrus архитектура модули, но има и четири Elvis дигитален сигнал процесор (DSP) јадра. Покрај тоа, кристалот претрпе многу промени. Значи, обемот на кеш меморијата на второто ниво на секое од јадрата е 1 MB. Додадена е поддршка за DDR2 меморија со ефективна фреквенција од 800 MHz, како и дополнителен I/O канал преку кој може да се поврзе уште еден KPI.

За процесорот беше имплементирана верзија на компајлерот на јазикот C, што овозможува генерирање код за DSP-јадра и обезбедување ефективна интеракција помеѓу главната програма што работи на јадрата на процесорот и процедурите што работат на DSP. Гледајќи малку напред, да речеме дека програмирањето за јадрата DSP беше релативно тешко, па затоа во следната генерација на процесори, инженерите на MCST целосно ги напуштија. Како резултат на направените промени, перформансите на процесорите значително се зголемија и веќе изнесуваа 28 GFLOP во 32-битен режим. Ако ги споредиме перформансите на Elbrus-2C + со процесорите на Интел, тогаш домашниот развој ќе биде малку поголем по брзина од решенијата Intel Core 2 Duo.

Технолошки процес 0,09 µm
Фреквенција на работен часовник 500 MHz
Број на јадра на архитектурата Elbrus Број на јадра DSP (Elcore-09) 24
Највисоки перформанси (јадра на процесорот + јадра DSP) 64 бита, GFLOPS - 8+032 бита, GFLOPS - 16+12
Инструкциска кеш на ниво 1 64 KB
Ниво 1 Кеш на податоци 64 KB
Кеш на ниво 2 1 MB
Вградена DSP меморија (по DSP јадро) 128 KB
Пропусен опсег на комуникациски автобуси со кеш меморија 16 GB/s
Пропусен опсег на комуникациски автобуси со RAM меморија 12,8 GB/s
Кристална област 289 mm2
Број на транзистори 368 милиони
Дисипација на енергија 25 В

Работата на процесорот може грубо да се процени од следните дијаграми.

Покрај Elbrus-2C+, Intel Pentium-M ULV (1 GHz, 1 MB кеш, 2x DDR-266) и Intel Atom D510 (1,66 GHz, 1 MB кеш, DDR2- 800), како и друг MCST процесор - R1000 . Пакетот SPEC2000 беше избран како софтвер за тестирање. Како што може да се види од дијаграмите, во режимот FP, перформансите на Elbrus-2C + се на значително повисоко ниво од оние на конкурентите. Во режимот Int, ситуацијата се изедначува и честопати перформансите на сите процесори се на исто ниво, иако на некои места домашните решенија искрено „попуштаат“.

Процесорите Elbrus-2C+ требаше да се користат во дигитални интелигентни системи за обработка на сигнали, како што се радари и анализатори на слики. Сепак, во исто време, новите чипови беа посоодветни за цивилни задачи. На пример, компанијата Kraftway дури објави тест серија на моноблок компјутери базирани на кристали Elbrus-2C +, но работите не отидоа подалеку од ова.

И во април 2014 година, компанијата MCST го претстави својот следен развој - четири-јадрените процесори Elbrus-4C.

Архитектура на процесорите Elbrus-4C

Пред да започнеме детално проучување на архитектурата на новите процесори Elbrus-4C, неопходно е да се посвети малку внимание на модерната архитектура воопшто. Како што знаете, сите интегрирани решенија можат да се поделат во две големи групи: CISC (комплексен компјутер со инструкции) и RISC (компјутер со намалени инструкции). Веќе од имињата станува јасно дека CISC процесорите работат со сложени инструкции, а RISC - со поедноставени. Комплексноста на упатствата за првата категорија е што нивната должина не е ограничена. Покрај ова, тие можат да содржат неколку аритметички операции одеднаш. До раните 1980-ти, апсолутно сите процесори имаа CISC архитектура, но истражувањето на IBM во тоа време покажа дека сложените инструкции не се обработуваат секогаш побрзо од низата елементарни операции што одговараат на таква сложена инструкција. Така се појави архитектурата RISC која предвидува употреба на поедноставени инструкции.

Сите процесори компатибилни со x86 може да се сметаат за пример за CISC архитектура, но тоа не е сосема точно. Работењето на таквите решенија се заснова на јадро од типот RISC. Секој x86 процесор има посебен декодер за инструкции кој ги претвора CISC инструкциите во RISC инструкции.

Во исто време, x86 процесорите се суперскаларни. Тоа значи дека во еден циклус процесорот може да обработи неколку инструкции одеднаш. Во далечното минато, процесорите не беа суперскаларни и извршуваа само една операција по циклус. Тогаш тоа не создаде проблеми. Но, со текот на времето, се бараа се повеќе високи перформанси од процесорот, а технолошките способности овозможија да се создадат посложени системи. Затоа, суперскаларизмот стана составен дел од архитектурите на процесорите. Главниот проблем со суперскаларноста е што не е толку лесно да се извршат неколку операции паралелно, бидејќи може да има зависност меѓу нив. За јасност, овде можете да повлечете паралела со програмирањето: не можете да извршите две функции одеднаш за извршување ако едната од нив ја користи добиената вредност на другата. Затоа, суперскаларните процесори имаат специјална опрема која ги анализира зависностите помеѓу операциите и одлучува за редоследот на нивното извршување.

Што се однесува до процесорите Елбрус, тие се базираат на архитектурата VLIW. Во голема мера, VLIW е еволуција на RISC архитектурата и суперскаларот. Карактеристика на VLIW е дека секоја инструкција може да содржи до 23 елементарни операции кои мора да се извршуваат паралелно. Во овој случај, задачата за паралелизација е доделена на компајлерот, за разлика од традиционалните суперскаларни архитектури, каде што хардверските блокови на процесорот се одговорни за паралелизација. Ефикасноста на овој метод е навистина поголема. Компајлерот може да го анализира изворниот код многу потемелно од хардверот на процесорот RISC/CISC и да најде повеќе независни операции. Затоа, во архитектурата Елбрус има повеќе уреди за паралелно работење отколку во традиционалните решенија. На многу алгоритми, тој покажува поголема брзина. Дополнително, да не заборавиме дека ако се користи компајлер за паралелизирање на операциите, нема потреба од посебни процесорски хардверски единици, а тоа го прави уредот на кристалот поедноставен и посигурен.

Меѓу другите карактеристики на архитектурата Елбрус, инженерите на MCST го разликуваат следново:

  • 6 канали на аритметички логички единици (ALU) кои работат паралелно;
  • регистарска датотека од 256 84-битни регистри;
  • хардверска поддршка за циклуси, вклучувајќи ги и оние со цевковод. Ја зголемува ефикасноста на користењето на процесорските ресурси;
  • програмабилен уред за пред-пумпање на асинхрони податоци со посебни канали за читање. Ви овозможува да ги скриете доцнењата од пристапот до меморијата и да ја искористите поцелосна ALU;
  • поддршка за шпекулативни пресметки и еднобитни предикати. Ви овозможува да го намалите бројот на транзиции и паралелно да извршите неколку гранки на програмата;
  • широка команда способна да специфицира до 23 операции во еден такт циклус со максимално полнење (повеќе од 33 операции при пакување на операнди во векторски инструкции).

Се разбира, програмерите не заборавија на режимот за компатибилност x86. За таа цел, во архитектурата е имплементиран систем за динамичко преведување x86 бинарни кодови во кодови на процесорот Elbrus. Во едноставни термини, системот за превод создава виртуелна машина во која работи гостинскиот оперативен систем за оваа длабочина на бит. Според програмерите, повеќе од 20 оперативни системи (вклучувајќи неколку верзии на Windows) и стотици апликации беа лансирани на платформата Елбрус во режимот за емулација на платформата x86.

Вреди да се каже неколку зборови за перформансите на процесорот во режим на емулација. Се очекува благо да се намали (за околу 20-30%). Во исто време, некои карактеристики на Elbrus-4C стануваат недостапни.

И покрај фактот дека новите Елбрус се наменети и за употреба во обични домашни компјутери, нивниот главен опсег сè уште е воената индустрија и индустриските компјутери. Затоа, како и досега, инженерите на MCST посветија посебно внимание на безбедноста на новите кристали. Една од најозлогласените пропусти е прелевање на баферот што се случува кога процесорот запишува податоци надвор од доделениот мемориски простор. Ова им овозможува на напаѓачите да извршат произволен програмски код на компјутерот. AMD и Intel долго време се борат со проблемот со нивните технологии No eXecute Bit и Execute Disable Bit, но нивната ефикасност не е толку висока колку што би сакале.

Програмерите на MCST, со цел да ја зголемат безбедноста, отидоа на поинаков начин. Процесорите Elbrus-4C го поддржуваат таканареченото безбедно извршување на програмата. Нејзината суштина е да се осигура дека апликацијата работи само со иницијализирани податоци, да ги провери сите пристапи до меморијата дали припаѓаат на валиден опсег на адреси, да обезбеди заштита меѓу модулите (на пример, да го заштити софтверот за повикување од грешка во библиотеката). Овие проверки се вршат во хардвер.

Исто така, вреди да се забележи уште една интересна безбедносна карактеристика на новите процесори. Во кристалите Elbrus-4C, обврзувачкиот оџак со информации (синџирот на повратни адреси за процедурални повици) е одвоен од стекот на кориснички податоци и е недостапен за такви вирусни напади како што е измама на повратни адреси. Во исто време, програмерите нагласуваат дека денес едноставно нема вируси за платформата Елбрус.

Технички карактеристики на „Елбрус-4С“

Во споредба со неговиот претходник, процесорот Elbrus-4C направи значаен чекор напред. Покрај зголемувањето на бројот на јадра на четири, тој доби и многу други подобрувања.

Технолошки процес 65 nm
Фреквенција на работен часовник 800 MHz
Бројот на јадра на архитектурата Елбрус 4
Врвна изведба 64 бита, GFLOPS - 2532 бита, GFLOPS - 50
Инструкциска кеш на ниво 1 128 KB
Ниво 1 Кеш на податоци 64 KB
Кеш на ниво 2 8 MB
Организација на RAM меморија До 3 канали DDR3-1600 ECC
Пропусен опсег на RAM канали 38,4 GB/s
Интерпроцесорски комуникациски канали 3, дуплекс
Пропусен опсег на секој канал на интерпроцесорска размена 12 GB/s
Кристална област 380 mm2
Број на транзистори 986 милиони
Дисипација на енергија До 60 W

Пред сè, треба да се забележи дека производството на процесорот беше префрлено на процесната технологија од 65 nm. Фреквенцијата на часовникот на процесорот се зголеми на 800 MHz. Инструкцискиот кеш на L1 двојно се зголеми на 128 KB. И количината на кеш меморија на второто ниво е 8 MB (наспроти 1 MB за Elbrus-2C +). Пропусниот опсег на RAM каналите исто така значително се зголеми. Овие промени овозможија да се постигне импресивно зголемување на перформансите на новите процесори. Така, во 64-битен режим, максималната изведба е 25 GFLOPs, што е повеќе од три пати повисоко од индикаторот Elbrus-2C +. Во 32-битен режим, перформансите достигнаа 50 GFLOPs. Во исто време, сложеноста на кристалот исто така се зголеми. Elbrus-4S содржи 986 милиони транзистори, а неговата корисна површина е 380 mm2.

Микропроцесор Elbrus-4S (1891VM8Ya)- мулти-јадрен универзален микропроцесор со високи перформанси изграден во согласност со подобрената архитектура Елбрус.

Елбрус-8СВ и Елбрус-16С

Секое процесорско јадро дешифрира и испраќа на извршување до 23 операции на такт.

Elbrus-4C е систем на чип кој содржи 4 компјутерски јадра, кеш меморија од второ ниво со вкупен волумен од 8 MB, 3 мемориски контролери, 3 канали за размена на интерпроцесори и I/O канал.

Фреквенцијата на работниот часовник на микроциркулата е 800 MHz. Кристалот е направен според технолошкиот стандард од 65 nm, просечната дисипација на моќноста е 45 W. Достапни се средства за значително намалување на дисипацијата на енергија.

Главниот опсег на микропроцесорите Elbrus-4C се сервери, десктоп компјутери, моќни вградени компјутери дизајнирани да работат во области со зголемени барања за следните аспекти:

  • Безбедност на информации
  • опсег на работна температура
  • времетраење на животниот циклус на производот

Карактеристиките на архитектурата Елбрус овозможуваат ефективно користење на процесорот Elbrus-4C во дигитални интелигентни системи за обработка на сигнали, во математичко моделирање, научни пресметки и други области со зголемени барања за компјутерска моќ.

Повеќе информации може да најдете во вестите посветени на завршувањето на тестовите на процесорот.

Забелешка: во текот на работата на проектот, за процесорот се користеше работното име "Elbrus-2S".

Карактеристики

Карактеристично Значење
Функционални карактеристики на микропроцесорот
Означување на чип 1891ВМ8Я
Архитектура Елбрус (VLIW)
Фреквенција на часовник до 800 MHz
Број на јадра 4
Операции по часовник (по јадро) до 23
Кеш на податоци на ниво 1, по јадро 64 KB
Инструкциска кеш на ниво 1, по јадро 128 KB
Кеш на ниво 2 (општа намена) 8 MB
Организација на RAM меморија До 3 канали DDR3-1600 ECC
Пропусен опсег на RAM канали 38,4 GB/s
Способност за комбинирање во мултипроцесорски систем со кохерентна споделена меморија До 4 процесори
Интерпроцесорски комуникациски канали 3, дуплекс
Пропусен опсег на секој канал на интерпроцесорска размена 12 GB/s
I/O канали/RemoteDMA 1, дуплекс
I/O/RemoteDMA пропусен опсег 4 GB/s
Компатибилен VLSI Southbridge KPI
Технолошки карактеристики на микроспојот
Технолошки процес 65 nm
Број на транзистори 986 милиони
Напон на напојување 1,5V, 2,5V, 3,3V
Среден опсег на работна температура -60...+85 степени. Со
Потрошувачка на енергија 45 В
Година на почеток на производство 2014
Додадени технологии
Технологија за заштеда на енергија достапни

Галерија

Видео блогот на Максим Горшенин објави преглед на готовиот домашен компјутер Elbrus-801 PC базиран на 8-јадрен руски процесор Elbrus-8C. Се известува дека масовното производство на нови артикли ќе започне во вториот квартал на 2017 година.

Според податоците објавени претходно во руските медиуми, Elbrus-8C е целосно руски развој: архитектурата, колата и топологијата на микропроцесорот се дизајнирани од специјалисти од Институтот за електронски контролни машини (INEUM) и компанијата MCST.

Објавен е нов руски процесор Elbrus-8C. Овој пат не е толку смешно

Чипот има 8 јадра со подобрена трета генерација 64-битна Elbrus архитектура. Количината на кеш меморија на второто и третото ниво е 4 и 16 MB, соодветно. Фреквенцијата на часовникот на секое јадро Elbrus-8C е 1,3 GHz. Пријавените перформанси достигнуваат 250 гигафлопи (милијарда операции со подвижна запирка во секунда). Обезбедена е технологија на производство од 28 нанометри.

Во видеото од каналот на Максим Горшенин - многу интересни работи за новата машина „Elbrus-801 PC“ базирана на овој 8-јадрен процесор:

Интересна приказна од истиот извор за табли за Elbrus-8C:

Споделете ја оваа статија со вашите пријатели на социјалните мрежи!

Беа објавени првите компјутери и сервери базирани на процесори Elbrus 8C

Информации

Микропроцесор" Елбрус-8С» (1891ВМ10Я) е процесор за општа намена со високи перформанси со подобрена архитектура Elbrus, кој овозможува извршување до 25 операции по циклус во секое јадро - 250 милијарди операции со подвижна запирка во секунда. Дизајниран и произведен според процесната технологија од 28 nm за да се намали потрошувачката на енергија.

Карактеристики на "Elbrus-8C":

  • Оригиналната архитектура на Елбрус, обезбедува високи перформанси во математички пресметки, криптографија, дигитална обработка на сигнали.
  • Хардверска поддршка за безбедно пресметување. Посебен куп повици што обезбедува безбедносни придобивки.
  • Извршување на бинарни кодови во комплетот инструкции на Intel x86 и x86-64 со помош на динамичен превод без прекомпилација на програмата.
  • Продолжен температурен опсег од -60 до +85 степени.

Присуството на 4 канали за пристап до меморија и 3 канали за размена на интерпроцесори овозможува да се изградат скалабилни компјутерски системи кои обезбедуваат обработка и пренос на информации со голема брзина.

Карактеристики

Номенклатура
Серија чипови 1891VM10I
Поставата 1891BM10AYA - до 1300 MHz
1891VM10BYA - со часовна фреквенција до 1000 MHz
Спецификации
Архитектура Елбрус, верзија 4
Приспособливост 8 јадра во процесорот
4 процесори по модул (парови од 16 GB/s)
2 модули по автомобил
Фреквенција на часовник 1300 MHz (1891BM10AYA)
1000 MHz (1891VM10BYA)
Врвна изведба 25 операции по циклус во секое јадро (8 цели броеви, 12 супстанции.)
250 GFLOPS единечна прецизност, 125 GFLOPS двојна прецизност
Кеш L1: 64KB податоци + 128KB инструкции по јадро
L2: 512 KB по јадро, вкупно 4 MB
L3: 16 MB во процесорот
RAM меморија 4 канали DDR3-1600 регистриран ECC, до 51,2 GB/s
64 GB по процесор
1 ТБ простор за адреси на машината
Периферија 1 I/O канал, до 16 GB/s
компатибилен контролер - KPI-2
Технолошки параметри
Топологија 2,73 милијарди

транзистори
Процесна технологија од 28 nm, површина на матрицата од 321 mm²

Рамка 59,5×43,0×4,6мм, 32,0гр
2028 пинови FCBGA
Напојување 0,9V, 1,0V, 1,15V, 1,5V, 1,8V
80 W (1891BM10AYA)
60 W (1891VM10BYA)
Работни услови -60…+85 °C
-40...+90 °C
Достапност сериско производство од 2016 година
Документација ТВГИ.431281.016

Arm Elbrus 401 е првиот руски компјутер со процесор произведен во Русија. Карактеристики на Elbrus 401, прегледи, опис.

Многумина го чекаа ослободувањето првиот руски компјутери конечно, има почеток, се појави компјутерот AWP Елбрус-401со процесор произведен во Русија.

Процесор „Elbrus-8C“! 28 нанометри. Оди Русија!

Иако не, претходната верзија 1 на рускиот компјутер Елбрус 4.4 веќе беше објавена пред него.

Ајде да видиме од што е направен и кои се карактеристиките на Елбрус-401. Компјутерот е склопен во куќиште MiniTower и воопшто не е евтин, иако цената на Elbrus-401 во иднина би требало да се намали. Компјутерот работи на оперативниот систем Елбрус базиран на кернелот Линукс со можност за инсталирање други оперативни системи кои поддржуваат работа на платформата Интел x86, x86-64.

Еве неколку карактеристики на компјутерот AWP Elbrus-401: 800MHz часовник, 1TB HDD со 128GB mSATA, 24GB RAM со можност за проширување до 96GB, графичка картичка AMD Radeon 6000 серија,

Елбрус-401 е само еден од првите руски компјутери, за жал, досега компјутерот не е воопшто евтин. Понатаму во процес на масовно производство цена за компјутерите Елбрустреба да се намали. Исто така во иднина во Русија ќе се произведуваат не само компјутери, туку и лаптопи, таблети и моќни паметни телефони.

Би сакал да го знам вашето мислење дали руските технолози ќе можат да се натпреваруваат со странските производители и кога, според вас, тоа треба да се случи. Оставете го вашиот прегледза иднината на компјутерската технологија во Русија.

  • Ќе ни биде мило ако оставите преглед, коментар, корисни совети или додаток на статијата.
  • Дали имате коментари на оваа тема? не заборавајте да додадете!
  • Ви благодариме за вашиот одговор и вашите коментари!

Без ниту еден ден, поминаа три години од претставувањето на домашниот микропроцесор Elbrus-8C. Да потсетиме дека линијата за процесори Елбрус ја развива MCST АД и се смета за еден од најуспешните домашни случувања во оваа област.

Се разбира, развојот на домашните процесори не запре на Elbrus-8C.

Вреди да се каже дека самиот модел Elbrus-8C изгледаше ветувачки наспроти позадината на претходните руски случувања. Се разбира, не може да се очекува вистинско ривалство со Intel и AMD од MCST JSC. Тежинските категории не се исти. Но, таквите процесори не се дизајнирани за тоа. Ова е прашање на информациска безбедност и технолошка независност. Се разбира, многу би сакал да го видам комерцијалниот успех на линијата Елбрус, но со незначителни големини на испорачани делови, цената на секој процесор е огромна. Треба да се потсети дека не зборуваме за најмодерниот процесор. Иако не е целосно безнадежна.

Во текот на изминатите три години, моделот 8C претрпе модернизација. Подобрената верзија на 8CB доби поддршка за DDR4, зголемена површина на матрицата и зголемена фреквенција на часовникот.

Карактеристики Елбрус-8С Елбрус-8СВ
Фреквенција на часовник 1300 MHz 1500 MHz
Број на јадра 8 8
Кеш L2: 8 x 512 KB

L3: 16 MB

L2: 8 x 512 KB

L3: 16 MB

RAM меморија DDR3-1600 ECC DDR4-2400 ECC
Кристална област 321 мм2 350 mm2
Број на транзистори 2,73 милијарди 3,5 милијарди
Технологија на процесот 28 nm 28 nm
Врвна изведба (64 бита, двојна прецизност) 125 GFlops 288 Gflops
Врвна изведба (32 бита, единечна прецизност) 250 GFlops 576 Gflops

Инженерите на MCST JSC успеаја да обезбедат повеќе од двојно зголемување на врвните перформанси. Издавањето е закажано за 2018 година. Процесорска страница на веб-страницата на АД MCST.

Сепак, невозможно е да не се разбере дека Elbrus-8SV е, иако висококвалитетна, но модернизација на застарен процесор. Според плановите на компанијата, Elbrus-16S треба да ги замени 8C и 8CB до 2022 година. Преминот кон технологијата на процес од 16 nm се очекува и речиси трикратно зголемување на врвните перформанси. Планирано е бројот на јадра да се зголеми на 16, а часовната фреквенција на 2000 MHz.

Дали овие планови ќе се остварат, времето ќе покаже. Сепак, вреди да се истакне техничкиот процес што се планира да се искористи во овој развој. Иако 16nm не изгледа како застарен процес во моментов, најверојатно ќе изгледа архаично до 2022 година. Веќе AMD издава процесори базирани на технологијата на процес од 12 nm и експериментира со 7 nm. Интел е зафатен со транзицијата кон технологијата на процес од 10 nm.

Се разбира, техничкиот процес не е единствениот фактор што ја одредува продуктивноста. Овие бројки треба да се третираат како објективен показател за степенот на развиеност на домашната индустрија за создавање на микропроцесори. И тоа не е толку лошо како што може да изгледа на прв поглед.

Во 2011 година, Министерството за индустрија и трговија објави тендери „за спроведување на истражувачки и развојни работи во рамките на потпрограмата на федералната целна програма бр. 1 Дел 28“. Оваа програма се нарекува „Развој на база на електронски компоненти и радио електроника“ и е дизајнирана за 2008-2015 година.

Работата беше спроведена во два лота: „Развој на хетероген микропроцесор со врвни перформанси од повеќе од 150 Gflops врз основа на универзални 64-битни процесорски јадра со високи перформанси“ и „Развој на 64-битен микропроцесор со интегрирана графика со врвни перформанси од повеќе од 24 Gflops“. Двата лота ги доби МЦСТ. Резултатите од извршената работа како дел од извршувањето на тригодишните договори беа предадени навреме - во декември 2015 година. Во развојот на Elbrus-8C беа инвестирани 836 милиони рубли, а во Elbrus-1C + беа инвестирани 410 милиони рубли.

Со перформанси од околу 150 Gflops, Intel Core i7-4930K, објавен во третиот квартал од 2013 година, чини во Русија од 20 илјади рубли. Перформансите на Elbrus-1C + се споредливи со Intel Core i7-880, објавен во вториот квартал од 2010 година, цената е од 25 илјади рубли.

Што се Елбрус

Архитектурата на процесорот се користи од MCST повеќе од десет години и само е подобрена. Elbrus-8C е чип со 8 јадра направен со технологија од 28 нанометри и дизајниран да обработува големи количини на податоци во реално време. Овој чип може да се користи во компјутери, системи и сервери со високи перформанси, комплекси за обработка на дигитални сигнали.

„Elbrus-1C +“ е направен со технологија од 40 nm. Вклучува едно јадро за архитектура Elbrus и графичко јадро со хардверско 3D забрзување. Процесорот е дизајниран за индустриска автоматизација, терминали, вградени и преносливи компјутери со една плоча.

Двата чипови се достапни само во ограничени количини. Тие не беа лансирани во големо масовно производство, не се појавија на слободна продажба.

Исто така, познато е дека во јануари 2016 година Обединетата корпорација за изработка на инструменти започна да развива опрема заштитена од сајбер-шпионажа во Elbrus-8C, а во 2017-2018 година. преработувачите ќе ги купува Министерството за внатрешни работи.