"एल्ब्रुस" - रूस में प्रोसेसर। विनिर्देशों और के इतिहास

की स्थापना के बाद कंप्यूटर प्रौद्योगिकी हमारे देश में, उच्च प्रदर्शन सिस्टम के डिजाइन राष्ट्रीय विज्ञान का सबसे महत्वपूर्ण उद्देश्यों में से एक माना जाता है। रूस माइक्रोप्रोसेसरों के आधार पर नए विकास को लागू करने की जरूरत है - 90 के दशक के बाद से अध्ययन एक मौलिक नई शर्त के साथ जुड़े थे। परिणाम बनाया गया था "एल्ब्रुस" - प्रोसेसर, अपने कंप्यूटिंग शक्ति में सबसे अच्छा विदेशी मॉडल से हीन नहीं है।

सृजन का इतिहास

वर्तमान में, केवल दुनिया भर में कुछ ही देशों की अपनी डिजाइन की एक माइक्रोप्रोसेसर के साथ कंप्यूटर रचना कर रहे हैं - संयुक्त राज्य अमेरिका, ब्रिटेन, जापान और चीन में। यह स्पष्ट है कि सुरक्षा और आयात प्रतिस्थापन के भीतर रूस भी एक प्रोसेसर है कि सशस्त्र बलों, कानून प्रवर्तन एजेंसियों, प्रशासन और शिक्षा की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए पर्याप्त है की आवश्यकता है। एक संभावित - और उत्पाद के व्यावसायीकरण। आठ प्रोसेसर "एल्ब्रुस 8C": वैज्ञानिकों और मास्को के केन्द्र स्पार्क प्रौद्योगिकी के इंजीनियरों की सक्रिय काम के दशकों के बाद (MCST) नहीं शर्मिंदा 2014-15 वर्ष के नवीनतम विकास पेश करने के लिए है। लेकिन उस ऐतिहासिक घटना से पहले सैद्धांतिक गणना और व्यावहारिक अनुसंधान के एक लंबा रास्ता पारित किया गया है।

कंप्यूटर प्रौद्योगिकी के विकास में सोवियत संघ बकाया महत्व हम अकादमिक कार्य बीमित राशि लेबेडेवा है। समूह प्रेसिजन मैकेनिक्स संस्थान और कंप्यूटर प्रौद्योगिकी (आई टी एम और वीटी) की विज्ञान अकादमी में उसे के नेतृत्व द्वारा बनाया गया था इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटिंग मशीन (कंप्यूटर) पहली ट्यूब से एकीकृत परिपथ उच्च गति मशीनों के लिए - पंद्रह मॉडल।

"एल्ब्रुस -1"

वास्तु लाइनों का विचार है, बाद में रूस प्रोसेसर "एल्ब्रुस" में सन्निहित है, 1969 में पैदा हुआ था। विकास के लिए कारण की जरूरत सामरिक प्रणालियों के "intellectualization" था। मुख्य डिजाइनर वी.एस. Burtsev, कंप्यूटर विज्ञान, बाद में शिक्षाविद् में एक उत्कृष्ट विशेषज्ञ बन गया।

1979 में, आई टी और वीटी राज्य आयोग मल्टीप्रोसेसर कंप्यूटिंग जटिल "एल्ब्रुस" (आईएसी) की पहली पीढ़ी का प्रतिनिधित्व करती किया गया था। प्रोसेसर टीटीएल-तर्क के आधार पर डिजाइन किया गया था। प्रणाली आयुध उद्योग में उपयोग किया।

"एल्ब्रुस -2"

MVK की दूसरी पीढ़ी "एल्ब्रुस" छह वर्षों के बाद, सफलतापूर्वक परीक्षा उत्तीर्ण की। प्रोसेसर और नए तत्व आधार पूरी तरह से राष्ट्रीय विकास थे। प्रणाली एक उच्च गति पर आधारित था एकीकृत सर्किट emitter युग्मित तर्क आईसी -100 श्रृंखला के साथ। प्रदर्शन "एल्ब्रुस -2" desyatiprotsessornoy विन्यास में 125 चक्की। प्रति सेकंड था।

ईआरएम विश्वसनीयता में वृद्धि हुई है के साथ एक मॉड्यूलर फैशन में बनाया गया था। गति और परिसर के लचीलेपन के लिए धन्यवाद सामरिक प्रणालियों के प्रमुख सुविधाओं में कई वर्षों के लिए इस्तेमाल किया गया था। अपने समय विशेषताओं के लिए अद्वितीय कम्प्यूटेशनल प्रक्रिया के संगठन में ईआरएम कार्यान्वयन और उन्नत विचारों के एक नंबर के विकास हासिल की।

"एल्ब्रुस -3"

अगले चरण (1986-1994) MVK "एल्ब्रुस" की तीसरी पीढ़ी का निर्माण था। अधिक परिपूर्ण - प्रोसेसर अब और भी अधिक शक्तिशाली इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों है। परियोजना प्रबंधक इसी विज्ञान अकादमी बी ए Babayana के सदस्य चुने गए। वैसे, वह MVK के विकास "एल्ब्रुस -1" और "एल्ब्रुस -2" के लिए मौलिक योगदान दिया।

फायदे और उनमें से नुकसान ईआरएम की दूसरी पीढ़ी में लागू superscalar वास्तुकला का आकलन विकसित, बोरिस Artashesovich एक विस्तृत अनुदेश शब्द की अवधारणा का एक और अधिक उन्नत कार्यान्वयन का प्रस्ताव रखा। विशेषज्ञों की संघ के पतन से पहले एक प्रोटोटाइप लेकिन फंडिंग इकट्ठा करने के लिए के रूप में नए अधिकारियों बंद कर दिया कामयाब रहे।

समकालीन

इस परियोजना लाइन की निरंतरता ZAO MCST की गतिविधियों के साथ जुड़ा हुआ है। इसकी संरचना में, प्रमुख घरेलू माइक्रोप्रोसेसर प्रौद्योगिकी के उपयोग पर मौलिक शर्त बनाने mikroelektronschiki, उन पर आधारित माइक्रोप्रोसेसरों और कंप्यूटर प्रणालियों के दो श्रृंखला बनाने के लिए शुरू कर दिया। इन कार्यों में तो एक शक्तिशाली रूस प्रोसेसर "एल्ब्रुस" 2014 रिलीज बनाने के लिए मदद की जाती है।

पहली श्रृंखला के लिए परियोजना आधार खुली वास्तुकला स्केलेबल प्रोसेसर आर्किटेक्चर (स्पार्क), सन माइक्रोसिस्टम्स द्वारा निर्दिष्ट किया गया था। प्रोसेसर «आर» परिवार उस पर आधारित नहीं बनाई गई है।

दूसरी श्रृंखला के आधार "एल्ब्रुस" की मूल वास्तुकला था, सिद्धांत है कि अनुमोदित किया गया है और आईएसी -3 में निर्धारित (मूल रूप से यह "वास्तुकला E2k» कहा जाता था) का विकास। वहाँ प्रोसेसर की चार बुनियादी प्रकार बनाए गए थे। इस प्रकार, "एल्ब्रुस" (CPU): मॉडल की तुलना नीचे दी गई तालिका में दी गई है।

"ELBRUS-4c"

कंपनी के नवीनतम सफल विकास में से एक MCST प्रोसेसर "एल्ब्रुस-4c था।" इसकी वास्तुकला मूल डिजाइन है, जो सूक्ष्म-संरचना VLIW के लिए एक आधार के रूप में सेवा पर आधारित है। गणना के लिए जिम्मेदार 4 कोर प्रक्रियाओं 800 मेगाहर्ट्ज, कैश स्मृति प्रत्येक कोर पर 2 एमबी।

उत्पादन तकनीक (बड़े, छोटे आवृत्ति, प्रक्रिया 65 एनएम "पिछली सदी की" प्रौद्योगिकी) के संदर्भ में स्पष्ट अप्रचलित होने के बावजूद, एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण दक्षता इंटेल श्रृंखला "मैं" के साथ तुलनीय है। कम बिजली की खपत के साथ (45W) इसके प्रदर्शन को 50 GFLOPS पर निर्भर है। तुलना के लिए, पुराने मॉडल इंटेल कोर i7-975 चरम संस्करण में बहुत अधिक आवृत्तियों और बिजली की खपत में 53 GFLOPS की क्षमता है। इस आधुनिक रूसी प्रोसेसर "एल्ब्रुस" 2014 मॉडल वर्ष के परीक्षण डाल दिया और श्रृंखला में बाहर आया था।

"एल्ब्रुस-8C"

ऐसा लगता है कि विकास के समय के साथ था, यह घरेलू माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक के लिए क्रांतिकारी सफलता की बारी थी। ZAO "MCST" इलेक्ट्रॉनिक कंट्रोल मशीनें संस्थान के साथ मिलकर विकसित किया है और इंजीनियरिंग उत्पाद डिजाइन की एक नई पीढ़ी का उत्पादन किया गया। प्रोसेसर "एल्ब्रुस 8C" 28 नैनोमीटर प्रक्रिया प्रौद्योगिकी पर बनाया तैयार करने की औद्योगिक उत्पादन के लिए।

डिवाइस नियंत्रक और राष्ट्रीय विकास KPI -2 के साथ मिलकर काम करेंगे। नियंत्रक जब तक 65 एनएम प्रक्रिया प्रौद्योगिकी पर रिहा कर दिया, यह तीन ईथरनेट नेटवर्क नियंत्रक, 20 लाइनों का समर्थन करता है हालांकि पीसीआई-एक्सप्रेस बस 2.0, यूएसबी-बंदरगाहों में से आठ 2.0, आठ sata-बंदरगाहों। प्रोसेसर के साथ संचार 16 जीबी / s है।

तकनीकी विशेषताओं

निर्माता "एल्ब्रुस" नई प्रणाली की मुख्य विशेषताएं पता चला:

• प्रोसेसर - gipertredinga बिना 8 कोर।
• क्रिस्टल का आकार - 350 मिमी ^2।
• प्रत्येक कोर के लिए द्वितीय-स्तरीय कैश - 512 केवी।
• तीसरे स्तर कैश आम है - 16 एमबी।
• चक्र के अनुसार निष्पादन - 30 आपरेशनों।
• घड़ी आवृत्ति - 1.3 GHz, सभी परमाणु असीमित समय की है जब इन मानकों की गारंटी है निर्बाध संचालन, भले ही एक सौ प्रतिशत भार।
• प्रदर्शन (पीक) - 250 GFLOPS।
• पावर - 60-90 वाट।
• इंटेल की ओर से लाइसेंस स्वतंत्रता, 86 / x86-64 वास्तुकला के साथ प्रमुख ऑपरेटिंग सिस्टम के लिए समर्थन सुनिश्चित करते हुए।

आप देख सकते हैं, रूस प्रोसेसर "एल्ब्रुस" अप करने के लिए पांच बार 4C मॉडल की तुलना में अधिक उत्पादक के नवीनतम पीढ़ी।

आर्किटेक्चर

कंपनी का एक महत्वपूर्ण परिणाम के रूप में ZAO MCST माइक्रोप्रोसेसर "एल्ब्रुस" की मूल वास्तुकला का विकास किया। प्रोसेसर प्रदर्शन मेट्रिक्स डेटा के लिए हार्डवेयर संसाधनों को अधिकतम करने के उद्देश्य से है। सामान्य वर्गीकरण में यह वास्तुकला की श्रेणी के अंतर्गत आता है, एक विस्तृत अनुदेश शब्द VLIW (वेरी लार्ज निर्देश वर्ड), संकलक समूहों के समानांतर निष्पादन अनुक्रम (विस्तृत अनुदेश शब्द) के लिए उत्पन्न करता है, जिसमें समूह के भीतर टीमों और कम से कम निर्भरता के बीच कोई निर्भरता देखते हैं के सिद्धांत का उपयोग अलग-अलग समूहों में टीमों के बीच।

इस प्रकार, रूस प्रोसेसर "एल्ब्रुस" अत्यधिक समानांतरवाद संचालन के स्तर पर उपयोग करता प्रोग्राम कोड में मौजूद है। परिणाम में चलाना तंत्र कार्यों निहित superscalar आर्किटेक्चर के रिलीज के द्वारा एक बड़ी वास्तु गति है और उन्हें संकलक अनुकूलन के लिए स्थानांतरण। यह नेतृत्व किया गया है, और अन्य महत्वपूर्ण सुविधाओं निहित "एल्ब्रुस" वास्तुकला - कम बिजली की खपत उपकरणों।

आपरेशन के वास्तुकला में समानांतरवाद के प्रभावी उपयोग के साथ-साथ "एल्ब्रुस" डिवाइस रखी समानांतरवाद कंप्यूटिंग प्रक्रिया में निहित के अन्य प्रकार (स्तर) को लागू:

• multicomputer परिसरों में संगामिति समस्याओं;
• संगामिति नियंत्रण साझा स्मृति पर बहती है;
• वेक्टर समानांतरवाद।

86 आर्किटेक्चर के साथ संगत

वास्तुकला में एक मौलिक आवश्यकता के रूप में, डेवलपर्स शुरू में प्रमुख इंटेल x86 माइक्रोप्रोसेसर वास्तुकला के साथ कुशल दोहरी संगतता प्रदान करने पर विचार किया। यह एक छिपा हुआ गतिशील अनुवाद और अपना समर्थन उपकरण माइक्रोप्रोसेसर "एल्ब्रुस" के आधार पर कार्यान्वित किया जाता है। यह भी निर्धारित करता है नए घरेलू वास्तुकला के गुणों हार्डवेयर समर्थन सुरक्षित कंप्यूटिंग (प्रोग्रामिंग मॉड्यूल) का विकास है, काफी प्रोग्रामर के काम सीमित समय सीमा के साथ बड़े सॉफ्टवेयर सिस्टम बनाने के लिए सुविधा।

व्यावहारिक अनुप्रयोग

कहाँ यह रूस प्रोसेसर का उपयोग करने की योजना बनाई है? यह समझा जाना चाहिए कि इस उत्पाद के लिए एक एकल उद्देश्य के साथ बनाया गया है - एक आत्मनिर्भर, आपूर्ति और माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक और कंप्यूटर प्रौद्योगिकी के लाइसेंस के स्वतंत्र प्रदान करने के लिए। सुरक्षा और रक्षा उद्योग में मांग में कंप्यूटर वायरस से सुरक्षा के एक उच्च स्तर के साथ "एल्ब्रुस" प्रोसेसर पर कंप्यूटर, सुरक्षा सेवाओं में, महत्वपूर्ण राज्य संस्थाओं।

इस बीच, प्रणाली सामान्य विंडोज और लिनक्स के लिए अनुमति देता है, जो रास्ता खुल जाता है, अगर औसत उपभोक्ता के लिए नहीं, कि कॉर्पोरेट क्षेत्र। MCST एक संरक्षित कंप्यूटर और सर्वर, कठोर वातावरण में सक्रिय करने में सक्षम प्रदान करता है।