"Elbrus" - ОХУ-процессор. Тодорхойлолт болон түүх

нь байгуулагдсан цагаасаа эхлэн компьютер технологи манай улсад өндөр үзүүлэлттэй системийн дизайн үндэсний шинжлэх ухааны хамгийн чухал зорилтуудын нэг гэж үздэг. ОХУ-ын микропроцессор дээр үндэслэн шинэ хөгжлийг хэрэгжүүлэх хэрэгтэй - 90-ээд оны оноос хойш судалгаа цоо шинэ нөхцөл байдал нь холбоотой байв. үр дүн "Elbrus" бий болгосон - өөрийн тооцоолох хүчээр, процессор гадаадын шилдэг загвар чанарын хувьд муу биш юм.

бүтээлийн түүх

Одоогийн байдлаар, дэлхийн цөөн хэдэн улс орнууд өөрийн гэсэн загвар нь микропроцессор нь компьютерийг зохион байдаг - АНУ, Их Британи, Япон, БНХАУ-д. Энэ нь аюулгүй байдал, импортын орлуулалтын дотор ОХУ-ын мөн зэвсэгт хүчин, хууль сахиулах байгууллага, засаг захиргаа, боловсролын шаардлагыг хангахын тулд хангалттай юм процессор шаарддаг нь тодорхой юм. A боломжтой - мөн бүтээгдэхүүний арилжааны. найман процессор "Elbrus 8C" Москвагийн төв Spark-технологийн эрдэмтэн, инженерүүдийн идэвхтэй ажлын арван жилийн дараа (ССАЖЯ) гэж ичих 2014-15 жилийн хамгийн сүүлийн үеийн хөгжлийг танилцуулах явдал юм. Гэхдээ энэ нь түүхэн үйл явдлын өмнө нь онолын тооцоо, практик судалгаа нь урт замыг туулж байна.

компьютерийн технологийн хөгжлийн ЗХУ-ын нэртэй ач бид эрдэм шинжилгээний ажил С. А. Лебедева байна. Нарийвчлал механик хүрээлэнгийн болон компьютерийн технологи (ITM болон VT) Шинжлэх Ухааны академийн түүний удирдсан бүлэг бий болсон электрон тооцоолох машин (компьютер) эхний хоолойноос хэлхээний нэгдсэн өндөр хурдны машинууд - арван таван загварууд.

"Elbrus-1"

ОХУ-ын процессор "Elbrus" -д дараа нь биеллээ олсон архитектурын шугамын санаа, 1969 онд төржээ. хөгжлийн шалтгаан нь стратегийн системийн шаардлага "intellectualization" байсан юм. ахлах загвар зохион бүтээгч VS Burtsev, компьютерийн шинжлэх ухаан, дараа нь академич дахь шилдэг мэргэжилтэн болжээ.

1979 онд ITM болон VT улсын комисс олон процессор тооцоолох цогцолбор "Elbrus" (ОУЗБ) эхний үе төлөөлж байна. процессор TTL-логик дээр үндэслэн боловсруулсан байна. зэвсэглэл салбарт хэрэглэгддэг систем.

"Elbrus-2"

MVK хоёр дахь үеийн "Elbrus" зургаан жилийн дараа амжилттай шалгалтанд тэнцсэн. процессор, шинэ элемент үндсэн бүрэн үндэсний хөгжлийн байсан. систем нь өндөр хурдны дээр тулгуурласан нэгдсэн хэлхээнд ялгаруулагч-хосолсон логик IC-100 цуврал. desyatiprotsessornoy тохиргооны Гүйцэтгэлийн "Elbrus-2" хоёр дахь 125 Mill. Нэг юм.

ERM найдвартай нэмэгдсэн нь модуль загвараар барьсан байна. хурд, цогцолборын уян хатан байдлыг ачаар стратегийн системийн гол байгууламж нь олон жилийн турш ашиглаж байсан. түүний цаг хугацааны шинж чанар нь өвөрмөц тооцоолох үйл явцын зохион байгуулалт ERM хэрэгжилт, дэвшилтэт үзэл санаа нь олон тооны хөгжлийг бий.

"Elbrus-3"

Дараагийн үе шат (1986-1994) MVK "Elbrus" -ын гурав дахь үеийн бий болгох байсан юм. илүү төгс - процессор нь одоо бүр ч илүү хүчтэй электрон бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Төслийн менежер Шинжлэх ухааны академи Б. A. Babayana гишүүн харгалзах сонгосон. Дашрамд хэлэхэд, тэр MVK хөгжүүлэх "Elbrus-1" болон "Elbrus-2" үндсэн хувь нэмэр оруулсан.

ERM хоёр дахь үеийн хэрэгжиж superscalar архитектур боловсрогдсон давуу болон тэдний сул талыг үнэлэх, Борис Artashesovich өргөн заавар үгийг ойлголтын талаар илүү дэвшилтэт хэрэгжилтийг санал болгосон. шинжээчдийн задран унаснаас өмнө шинэ эрх баригчид зогссон мэт туршилтын загвар боловч санхүүжилт угсарч чадсан байна.

Орчин үеийн

Энэхүү төсөл нь шугамын үргэлжлэл ZAO ССАЖЯ үйл ажиллагаатай холбогдсон байна. бүтэц нь микропроцессорын технологийг ашиглах үндсэн бооцоо гаргах тэргүүлэх дотоодын mikroelektronschiki, тэдгээр дээр үндэслэн микропроцессор болон компьютерийн системүүд хоёр цуврал бий болсон. Уг ажил нь дараа нь хүчирхэг ОХУ-процессор "Elbrus" 2014 оны хувилбар бий болгох тусалсан байна.

эхний цуврал төслийн үндэс нь нээлттэй архитектур өргөтгөх боломжтой процессор архитектурт (SPARC), Sun Microsystems заасан байсан юм. Процессоруудыг "R" гэр бүлийн үүн дээр үндэслэн бүтээсэн байна.

Хоёр дахь цуврал суурь (анх энэ нь "архитектур E2k» гэж нэрлэдэг байсан) батлагдсан бөгөөд ОУЗБ-3-д заасан зарчмыг хөгжүүлэх, "Elbrus" анхны архитектур байсан юм. процессор дөрвөн үндсэн төрөл байдаг бүтээсэн байна. Тиймээс "Elbrus" (CPU): загварыг харьцуулан доорх хүснэгтэд өгсөн байна.

"ELBRUS-4C"

компанийн хамгийн сүүлийн үеийн амжилттай хөгжлийн нэг ССАЖЯ процессор "Elbrus-4C." байсан Түүний архитектур эх загвар, microarchitecture VLIW нь суурь болсон дээр суурилсан байна. тооцоо хариуцсан 4 цөм нь 800 MHz, кэш санах ойн цөм тус бүр 2 MB боловсруулдаг.

үйлдвэрлэлийн технологи (том, жижиг давтамж, үйл явц нь 65 нм "өнгөрсөн зууны" технологийн) хувьд илэрхий archaism хэдий ч, цахим төхөөрөмжийн үр ашиг Intel цуврал "би" нь харьцуулж байна. эрчим хүчний хэрэглээ бага нь (45W) түүний гүйцэтгэлийн 50 Gflops хүртэл байна. Харьцуулбал, хуучин загвар нь Intel Core i7-975 Extreme Edition их давтамж, эрчим хүчний хэрэглээ-д 53 Gflops-ын хүчин чадалтай. Энэ нь орчин үеийн ОХУ-ын процессор "Elbrus" 2014 оны загвар нь жил туршилт хийж, цуврал гарч ирсэн юм.

"Elbrus-8C"

Энэ нь хувьслын цаг гаруй байсан юм шиг байгаа юм, энэ нь дотоодын microelectronics нь хувьсгалт нээлт нь ээлж байсан юм. ZAO Цахим хяналт машин хүрээлэнтэй хамтран "ССАЖЯ" хамтдаа боловсруулж, инженерийн бүтээгдэхүүний загвар нь шинэ үеийг үйлдвэрлэсэн байна. процессор "Elbrus 8C" 28-нано үйл явц технологи бий болгосон боловсруулах аж үйлдвэрийн үйлдвэрлэл нь.

төхөөрөмжийн хянагч болон үндэсний хөгжилд KPI-2 Хамтарч ажиллах болно. 65 нм үйл явц технологийн талаар гаргасан он хүртэл хянагч, гурван Гигабит Ethernet сүлжээний хянагч, 20 шугам дэмждэг боловч PCI-Express автобус 2.0, USB-портуудын найман 2.0, найман SATA-портуудыг. процессортой Харилцаа холбоо 16 Gb / с байна.

техникийн шинж чанар

Үйлдвэрлэгч "Elbrus" шинэ тогтолцооны гол шинж илэрсэн:

• Процессор - gipertredinga ямар 8 цөм.
• Кристал хэмжээ - 350 мм-ээс ^2.
• Гол бүрийн хоёрдугаар түвшний кэш - 512 кВ-ын.
• Гурав дахь түвшний кэш нийтлэг байдаг - 16 MB.
• мөчлөг бүрт гүйцэтгэлийн - 30 үйл ажиллагаа.
• Цаг давтамжийн - 1.3 GHz, бүх цөмийн хязгааргүй хугацаанд эдгээр параметрүүд нь баталгаатай байдаг тасралтгүй үйл ажиллагаа, байсан ч гэсэн нэг зуун хувь ачаалал.
• Гүйцэтгэлийн (Оргил) - 250 Gflops.
• Цахилгаан - 60-90 ватт.
• Intel-аас тусгай зөвшөөрөл тусгаар тогтнол, x86 / x86-64 архитектурын гол үйлдлийн системүүдэд зориулсан дэмжлэгийг хангах байна.

Таны харж байгаагаар, ОХУ-ын процессор "Elbrus" 4C загварыг бодвол илүү үр бүтээлтэй хүртэл таван удаа хамгийн сүүлийн үеийн.

архитектур

компанийн чухал үр дүнд ZAO ССАЖЯ микропроцессор "Elbrus" анхны архитектурыг боловсруулсан. процессор гүйцэтгэлийн хэмжүүр өгөгдөлд зориулсан Тоног төхөөрөмжийн эх үүсвэрүүдийг нэмэгдүүлэх зорилготой юм. Ер ангилалд энэ нь өргөн заавар үгээр VLIW (Маш том зааварчилгаа Word), хөрвүүлэгч бүлгийн зэрэгцээ гүйцэтгэх дараалал (өргөн заавар үг) нь үүсгэдэг, ямар бүлгийн баг болон хамгийн бага хамааралтай хооронд ямар хамааралтай байдаг зарчмыг ашиглан, архитектур ангилалд хамаардаг өөр өөр бүлэгт багуудын хооронд байна.

Тиймээс ОХУ-ын процессор "Elbrus" өндөр зэрэгцээгээр үйл ажиллагааны түвшинд ашигладаг хөтөлбөр код байх юм. үр дүн parallelization багаж чиг үүргийн салшгүй superscalar архитектур суллах замаар том архитектурын хурд бөгөөд хөрвүүлэгчийг оновчтой болгох нь шилжүүлнэ. Энэ нь хүргэсэн болон бусад чухал онцлог нь угаасаа "Elbrus" архитектур - бага эрчим хүчний хэрэглээ төхөөрөмжүүдийг.

үйл ажиллагааны архитектурт зэрэгцээгээр үр дүнтэй ашиглах хамт "Elbrus" төхөөрөмж тавьсан тооцоолох явцад угаасаа зэрэгцээгээр бусад төрлийн (түвшин) хэрэгжүүлэх:

• multicomputer цогцолбор нь давхацсан асуудлууд;
• Давхацсан хяналтын хуваалцсан санах ойн дээр урсаж,
• вектор параллелизм.

x86 архитектуртай Compatible

архитектурт үндсэн шаардлагын хувьд хөгжүүлэгчид нь эхэндээ давамгайлсан Intel x86 микропроцессорын архитектуртай үр ашигтай хоёртын нийлэмжийг хангах гэж үздэг. Энэ нь далд динамик орчуулга болон туслагч төхөөрөмжүүд микропроцессор "Elbrus" -ийн үндсэн дээр хэрэгжүүлж байна. Энэ нь мөн ихээхэн хязгаарлагдмал хугацаанд томоохон програм хангамжийн системүүдийг үүсгэхэд програм ажлыг хөнгөвчилж, дотоодын шинэ архитектурын шинж чанар аюулгүй компьютерийн тоног төхөөрөмжийн дэмжлэг (програмчлалын модуль) боловсруулах нь тодорхойлдог.

практик програм

Хаана ОХУ-ын процессор ашиглах төлөвлөж байна вэ? өөрийгөө хангалттай, microelectronics болон компьютерийн технологийн хангамж, тусгай зөвшөөрөл олгох бие даасан өгөх - Энэ нь нэг зорилгоор энэ бүтээгдэхүүн нь хийгдсэн байна гэж ойлгох хэрэгтэй. Аюулгүй байдлын үйлчилгээ, батлан хамгаалах салбарт эрэлт аюулгүй байдал, компьютерийн вирус хамгаалах өндөр түвшинд "Elbrus" процессор дээр Компьютер, төрийн чухал байгууллага.

Үүний зэрэгцээ, систем нь зам, тэр компанийн салбарыг нээж дундаж хэрэглэгчид биш бол ямар ердийн цонх, Linux боломжийг олгодог. ССАЖЯ хамгаалагдсан компьютер, сервер, хатуу ширүүн орчинд ажиллах чадвартай санал болгож байна.