"Elbrus" - örgjörva í Rússlandi. Upplýsingar og sögu

Frá upphafi tölvutækni í okkar landi, hönnun kerfa hár-flutningur er talinn einn af mikilvægustu markmiðum National Science. Þar sem 90s rannsóknin var tengd grundvallaratriðum nýja ástandi - nauðsyn þess að innleiða nýja þróun á grundvelli rússneska örgjörvi. Niðurstaðan var búin "Elbrus" - örgjörva, í computing máttur hennar er ekki síðri bestu erlendar fyrirmyndir.

Saga um sköpun

Eins og er, aðeins nokkrum löndum um allan heim eru að hanna tölvur með örgjörvi eigin hönnun - í Bandaríkjunum, Bretlandi, Japan og Kína. Það er augljóst að innan öryggi og Innflutningshöft Rússlandi þarf líka örgjörva sem nægir til að uppfylla kröfur hersins, löggæslu stofnana, stjórnsýslu og menntun. Hugsanlegt - og markaðssetningu á vöru. Eftir áratuga öflugu starfi vísindamanna og verkfræðinga á Moskvu Centre Spark-Technology (MCST) er ekki skammast sín fyrir að kynna nýjustu þróun 2014-15 ár: Átta örgjörva "Elbrus 8c". En áður en þessi sögulega atburði hefur verið samþykkt langa leið fræðilegum útreikningum og hagnýtar rannsóknir.

Í Sovétríkjunum framúrskarandi máli í þróun á tækni tölva við höfum skólastarfinu S. A. Lebedeva. Hópurinn undir forystu hans á Academy of Sciences Institute of Precision Mechanics og tölvutækni (ITM og VT) voru búin til af rafrænum computing vél (tölvur) fimmtán gerðum - úr fyrsta rör til hár-hraði vélar samþætt hringrás.

"Elbrus-1"

Hugmyndin um byggingarlist línur, síðan felst í rússnesku örgjörva "Elbrus", fæddist árið 1969. Ástæðan fyrir þróun var þörf "intellectualization" stefnumörkun kerfi. Varð höfðingi hönnuður VS Burtsev, framúrskarandi sérfræðingur í tölvunarfræði, síðar academician.

Árið 1979, var ITM og VT ríkið þóknun fulltrúa af fyrstu kynslóð multiprocessor computing flókin "Elbrus" (IAC). The gjörvi var hannað miðað við TTL-rökfræði. Kerfið er notað í vopnabúnað greininni.

"Elbrus-2"

seinni kynslóð MVK "Elbrus" Eftir sex ár, staðist próf. The gjörvi og nýr þáttur stöð voru alveg landsvísu þróun. Kerfið var byggð er á sterkum-hraði smárásum með emitter-coupled logic IC-100 röð. Performance "Elbrus-2" í desyatiprotsessornoy stellingu var 125 Mill. Á sekúndu.

ERM var byggð árið mát tísku með aukinni áreiðanleika. Takk fyrir hraða og þol við flókin var notað í mörg ár í helstu aðstöðu stefnumörkun kerfi. Einstakt fyrir eiginleikum þess tíma náð ERM framkvæmd og þróun a tala af háþróaður hugmyndir í skipulagi computational ferlinu.

"Elbrus-3"

Í næsta áfanga (1986-1994) var stofnun þriðju kynslóð MVK "Elbrus". The gjörvi er nú enn öflugri rafrænir hlutar - meira fullkominn. Verkefnisstjóri valið samsvarandi aðili á Academy of Sciences B. A. Babayana. Við the vegur, gerði hann grundvallaratriði framlag til þróunar á MVK "Elbrus-1" og "Elbrus-2".

Mat á kostum og göllum þeirra þróaði superscalar arkitektúr útfærð í annarri kynslóð ERM, Boris Artashesovich lagt lengra framkvæmd á hugmyndinni um a breiður kennsla orði. Fyrir hrun sambandsins sérfræðinga tókst að setja saman frumgerð en fjármögnun og ný stjórnvöld hætti.

Contemporary

The framhald verkefnisins lína er tengdur við starfsemi ZAO MCST. Í uppbyggingu sinni, leiðandi innlend mikroelektronschiki gera grundvallarbreytingar veðja á notkun tækni örgjörvi, byrjaði að búa til tvo flokka örgjörvi og tölvukerfum sem byggjast á þeim. Þessi verk eru síðan hjálpað til að búa til öflugt rússneska örgjörva "Elbrus" 2014 út.

Project grundvöll fyrir fyrsta flokkinn var opinn arkitektúr Scalable Örgjörvi Architecture (SPARC), Tilgreint af Sun Microsystems. Örgjörvar «R» fjölskyldu hafa verið búin á því.

Grunnur annarri röð var upprunalega arkitektúr af "Elbrus", þróa meginreglur sem hafa verið samþykktar og mælt er fyrir um í iac-3 (upphaflega var kallað "arkitektúr E2k»). Það voru búnar fjórar helstu tegundir af örgjörvum. Svona, the "Elbrus" (CPU): Samanburður á gerðum er að finna í töflunni hér að neðan.

"ELBRUS-4C"

Eitt af nýjustu árangursríka þróun fyrirtækisins var MCST örgjörva "Elbrus-4c." arkitektúr er byggt á upprunalegu hönnun, sem starfaði sem grunn fyrir microarchitecture VLIW. Við útreikninga aðferð Ábyrg 4 algerlega 800 MHz skyndiminnið er 2 MB á hverjum kjarna.

Þrátt fyrir augljós archaism hvað varðar framleiðslu tækni (stór, lítill tíðni, aðferðatækni "á síðustu öld" 65 nm), rafeindatæki skilvirkni er sambærileg við Intel röð "i". Með minni orkunotkun (45W) árangur hennar er allt að 50 Gflops. Til samanburðar má nefna að eldri gerð Intel Core i7-975 Extreme Edition hefur getu 53 Gflops á mikið hærri tíðni og orkunotkun. Þetta nútíma rússneska örgjörva "Elbrus" 2014 árgerð var sett próf og kom út í röð.

"Elbrus-8C"

Það virðist sem tími þróun var yfir, að það var að kveikja á byltingardagatalið bylting fyrir innlenda microelectronics. ZAO "MCST" ásamt Institute of tölvustýringu vélar hefur þróað og framleitt nýja kynslóð af hönnun verkfræði vöru. Fyrir iðnaðarframleiðslu til að tilreiða örgjörva "Elbrus 8c 'búin til á 28 nanómetra aðferðatækni.

Tækið mun vinna í takt við ábyrgðaraðila og þróun innlendra KPI-2. Þótt stjórnandi til út á 65 nm aðferðatækni, styður það þrjú Gigabit Ethernet net stjórnandi, 20 línur PCI-Express rútu 2.0, átta 2,0 af USB-tengi, átta SATA-tengi. Samskipti við örgjörva er 16 Gb / s.

tæknilega eiginleika

Framleiðanda leiddi í ljós helstu einkenni "Elbrus" nýja kerfið:

• Örgjörvi - 8 algerlega án gipertredinga.
• Crystal stærð - 350 mm ^2.
• Second-stigi skyndiminni fyrir hvern kjarna - 512 kV.
• þriðja stigi skyndiminni er algengt - 16 MB.
• Framkvæmd á hringrás - 30 aðgerðir.
• Klukka tíðni - 1.3 GHz, þegar þessir þættir eru tryggð samfelldan rekstur allra kjarnorku ótakmarkaðan tíma, jafnvel þótt eitt hundrað prósent álag.
• Performance (Peak) - 250 Gflops.
• Power - 60-90 wött.
• Leyfi sjálfstæði frá Intel, en tryggja stuðning helstu stýrikerfum með x86 / x86-64 arkitektúr.

Eins og þú geta sjá, Rússneska örgjörva "Elbrus" nýjustu kynslóð af allt að fimm sinnum meiri en í 4C fyrirmynd.

arkitektúr

Sem mikilvægan afleiðing af fyrirtækinu ZAO MCST þróað upprunalega arkitektúr af the örgjörvi "Elbrus". The gjörvi er ætlað að hámarka úrræði vélbúnaður fyrir árangursmælieiningar gögnum. Í almenna flokkun hún tilheyrir flokki arkitektúr, með því að nota regluna um breiðu kennsla orði VLIW (Very Large Kennsla Word), þýðanda býr til samhliða framkvæmd röð hópum (breiður skipunum), þar sem það eru engin ósjálfstæði á milli liða innan hópsins og lágmarka ósjálfstæði milli liða í mismunandi hópa.

Þannig Russian örgjörva "Elbrus" mjög notar parallelism á vettvangi aðgerða er til staðar í program merkjamál. Niðurstaðan er stór byggingarlistar hraða með losun á parallelization búnaður starfi felst superscalar arkitektúr og flytja þær hagræðingu þýðanda. Þetta hefur leitt, og aðrar mikilvægar aðgerðir felast "Elbrus" arkitektúr - Low orkunotkun tæki.

Ásamt skilvirka notkun parallelism í arkitektúr starfsemi "Elbrus" tæki sem mælt framkvæma aðrar tegundir (gildi) af parallelism felst í tölvunarfræði ferli:

• concurrency vandamál í multicomputer fléttur;
• Concurrency stjórna flæði á sameiginlegum minni;
• vektor parallelism.

Virkar með x86 arkitektúr

Sem grundvallar kröfu í arkitektúr, verktaki upphaflega talið að veita skilvirka tvöfaldur eindrægni með ríkjandi Intel x86 örgjörvi arkitektúr. Hún er framkvæmd á grundvelli falinn dynamic þýðingar og stuðningur búnað hennar örgjörvi "Elbrus". Það ákvarðar einnig eiginleika nýju innlendum arkitektúr er þróun vélbúnaður stuðning öruggum computing (forritun mát), verulega auðveldar vinnu forritara til að búa til stór hugbúnaður kerfi með takmörkuðum fresti.

beitingu

Þar sem það er áætlað að nota rússnesku örgjörvum? Það ætti að vera ljóst að þessi vara er hönnuð með einum tilgangi - að veita sjálfbær, óháð framboð og leyfisveitingu microelectronics og tölvutækni. Tölvur á "Elbrus" örgjörva með a hár láréttur flötur af öryggi og vernd gegn veirum tölva í eftirspurn í varnarmálum iðnaði, í öryggi þjónustu, mikilvægar stofnanir ríkisins.

Á sama tíma, kerfið leyfir venjulega Windows og Linux, sem opnar leið, ef ekki að meðaltali neytenda, sem fyrirtækjum. MCST býður friðlýstur tölvur og netþjóna, fær um að starfa í erfiðar aðstæður.