「Elbrus」 - ロシアのプロセッサ。 仕様との歴史

開始以来 、コンピュータ技術 私たちの国で、高性能システムの設計は国民の科学の最も重要な目的の一つとみなされています。 ロシアのマイクロプロセッサに基づいて新たな開発を実装する必要があります - 90年代以来研究は根本的に新しい条件と関連していました。 そのコンピューティングパワーのプロセッサは、最高の海外モデルに劣らない - 結果は「Elbrus」を作成しました。

創造の歴史

現在、世界中で唯一の少数の国には、独自のデザインのマイクロプロセッサを搭載したコンピュータを設計している - 米国、英国、日本、中国で。 セキュリティと輸入代替以内にロシアはまた軍、法執行機関、行政や教育の要件を満たすのに十分であるプロセッサが必要であることは明白です。 可能 - と製品の商品化。 モスクワセンタースパーク・テクノロジー（MCST）の科学者と技術者の積極的な仕事の数十年後に2014から15年の最新の開発を提示すること恥じない：8プロセッサ「Elbrus 8cと」。 しかし、その歴史的なイベントの前に理論的な計算と実践的な研究の長い道のりを渡されました。

コンピュータ技術の開発でソ連極めて重要で、私たちは学業S. A.レベデワを持っています。 精密機械研究所の科学アカデミーとコンピュータ技術（ITMとVT）で彼が率いるグループはによって作成された 電子計算機（コンピュータ） 第一の管から集積回路を高速機まで- 15モデル。

"Elbrus-1"

その後、ロシアのプロセッサで具体建築行、「Elbrus」のアイデアは、1969年に生まれました。 開発のための理由は、戦略的なシステムの必要性「知能」でした。 チーフデザイナーVS Burtsev、コンピュータサイエンス、後のアカデミー会員で優れた専門家となりました。

1979年に、ITMおよびVT状態手数料は、マルチプロセッサ・コンピューティング・コンプレックス「Elbrus」（IAC）の第一世代で表しました。 プロセッサは、TTLロジックに基づいて設計しました。 兵器産業で使用されるシステム。

"Elbrus-2"

6年後MVK「Elbrus」の第二世代は、成功したテストに合格しました。 プロセッサと新しい要素のベースは完全に国家開発しました。 システムは、高速に基づいた集積回路エミッタ結合論理IC-100シリーズ。 desyatiprotsessornoy構成でパフォーマンス「Elbrus-2は、」第二の125ミル。パーでした。

ERM信頼性の向上とモジュール方式で建設されました。 スピードとの複合体の弾力性のおかげで、戦略的なシステムの主要施設で長年使用されました。 その時間特性のためのユニークな計算過程の組織で高度なアイデアの数のERMの実装と開発を達成しました。

"Elbrus-3"

次の段階（1986-1994）はMVK「Elbrus」の第三世代の作成でした。 より完璧に - プロセッサは現在、さらに強力な電子部品です。 プロジェクトマネージャは、科学アカデミーのB. A. Babayanaのメンバーに対応する選択されました。 ちなみに、彼はMVK「Elbrus-1」および「Elbrus-2」の開発に基本的な貢献をしました。

それらの長所と短所を評価することはERMの第二世代で実装スーパースカラアーキテクチャを開発し、ボリスArtashesovichは広い命令語の概念のより高度な実装を提案しました。 新しい当局が停止したとして、専門家の連合の崩壊前にプロトタイプが、資金を集めることができました。

コンテンポラリー

このプロジェクトラインの継続がZAO MCSTの活動が接続されています。 その構造では、マイクロプロセッサ技術の利用に関する基本的な賭けをする主要な国内mikroelektronschikiは、それらに基づいてマイクロプロセッサやコンピュータシステムの2つのシリーズを作成し始めました。 これらの作品は、その後、強力なロシアのプロセッサ「Elbrus」2014年リリースの作成に役立っています。

最初のシリーズのプロジェクトの基礎は、Sun Microsystemsによって指定された、オープンアーキテクチャスケーラブルなプロセッサアーキテクチャ（SPARC）でした。 プロセッサ«R»の家族は、それに基づいて作成されています。

第二シリーズの基本は、IAC-3（もともとは「アーキテクチャE2K»と呼ばれていました）で承認され、敷設されている原則を開発し、「Elbrus」のオリジナルアーキテクチャでした。 プロセッサの四つの基本的な種類があり作成されました。 したがって、「Elbrus」（CPU）：モデルの比較を以下の表に与えられています。

"ELBRUS-4C"

同社の最新の開発に成功の一つはMCSTプロセッサ「Elbrus-4C」でした。 そのアーキテクチャは、マイクロアーキテクチャVLIWのためのベースを務めたオリジナルデザインに基づいています。 4つのコア800メガヘルツ、キャッシュメモリ各コアに2メガバイト担う演算処理のため。

（「前世紀の」大、小周波数、プロセス技術65 nm）の見かけの生産技術の面でアルカイズムにもかかわらず、電子機器の効率は、Intelシリーズ「I」に匹敵するものです。 少ない消費電力（45W）でその性能が50 GFLOPSまでです。 比較のために、古いモデルは、 インテルCore i7-975 エクストリーム・エディションは、はるかに高い周波数と消費電力で53 GFLOPSの容量を持ちます。 このモダンなロシアのプロセッサ「Elbrus」2014モデル年はテストを入れて、直列に出てきました。

"Elbrus-8C"

国内のマイクロエレクトロニクスのための革新的なブレークスルーの番だった、進化の時間は終わったようです。 電子制御機械の研究所と一緒ZAO「MCST」を開発し、エンジニアリング・製品設計の新世代を生産しています。 28ナノメートルプロセス技術で作成したプロセッサ「Elbrus 8cは」準備の工業生産のために。

デバイスは、コントローラと国家開発KPI-2と連携して動作します。 65のnmプロセス技術にリリースされるまで、コントローラが、それは3つのギガビット・イーサネット・ネットワーク・コントローラ、20本のラインのサポート PCI-Expressバス 2.0、USB-ポート、8ポートSATA-の8 2.0。 プロセッサとの通信は、16 Gb /秒です。

技術特性

メーカーは「Elbrus」新しいシステムの主な特徴を明らかにしました。

• プロセッサ - gipertredingaなし8つのコア。
• 結晶サイズ- 350ミリメートル^2。
• 各コアの第二レベルキャッシュ - 512キロボルト。
• 第3レベル・キャッシュが一般的である - 16メガバイト
• サイクルあたりの実行 - 30事業。
• クロック周波数 - 1.3 GHzの、これらのパラメータはでも百パーセントの負荷場合、すべての核無制限の時間の中断のない操作を保証されています。
• パフォーマンス（ピーク） - 250 GFLOPS。
• パワー - 60〜90ワット。
• インテルからのライセンスの独立のx86 / x86-64のアーキテクチャの主要なオペレーティングシステムのサポートを確保しながら。

あなたが見ることができるように、ロシアのプロセッサ「Elbrus」4Cモデルよりも生産までの5回の最新世代。

アーキテクチャ

会社ZAO MCSTの重要な結果として、マイクロプロセッサ「Elbrus」のオリジナルアーキテクチャを開発しました。 プロセッサは、パフォーマンスメトリックデータ用のハードウェアリソースを最大化を目指しています。 それは広い命令語VLIW（超大型命令語）の原理を用いて、アーキテクチャのカテゴリに属する一般的な分類では、コンパイラは、グループ（広い命令語）の並列実行シーケンスの生成、グループ内チームと最小依存性の間には依存関係が存在しないました異なるグループ内チーム間。

したがって、「Elbrusは」高度操作のレベルで並列処理を使用してロシアのプロセッサは、プログラムコード内に存在します。 その結果、並列化装置の機能固有のスーパースカラアーキテクチャの放出によって大きい建築速度であり、コンパイラの最適化にそれらを転送します。 これは、LED、および「Elbrus」アーキテクチャ固有の他の重要な機能している - 低消費電力デバイス。

演算処理に固有の並列処理の他の種類（レベル）を実現するレイアウト操作「Elbrus」デバイスのアーキテクチャの並列の有効利用に伴い。

• マルチコンピュータの複合体中の並行性の問題。
• 並行性制御は、共有メモリ上に流れます。
• ベクトル並列処理。

x86アーキテクチャに対応

アーキテクチャの基本的な要件として、開発者は最初に支配的なインテルのx86マイクロプロセッサアーキテクチャと効率的なバイナリ互換性を提供すると考え。 それは、隠された動的変換とその支援機器のマイクロプロセッサ「Elbrus」に基づいて実装されています。 また、大幅に制限された期限を持つ大規模なソフトウェアシステムを作成するために、プログラマの仕事を容易にし、新しい国内のアーキテクチャの特性は、ハードウェアサポート、セキュアコンピューティング（プログラミングモジュール）の開発であると判断します。

実用化

ロシアのプロセッサを使用するために計画されている場合は？ この製品は単一の目的で設計されていることを理解すべきである - マイクロエレクトロニクスとコンピュータ技術の供給およびライセンスとは無関係に、自給自足を提供します。 セキュリティサービスにおける防衛産業における需要の安全やコンピュータウイルスからの保護レベルの高い「Elbrus」プロセッサ上のコンピュータ、重要な国家機関。

一方、このシステムは、通常のWindowsとLinuxを可能にする道を開く、そうでない場合は、平均的な消費者に、企業部門という。 MCSTは、過酷な環境で動作可能な保護されたコンピュータやサーバーを提供しています。