Всем привет! Перед вами первая часть моего небольшого своеобразного исследования. Надеюсь, что прочитанная вами информация будет для вас хоть немного полезной!
Внимание! Данная статья содержит исторические сведения, взятые из открытых интернет-источников, цитаты из различных новостных изданий, а также личное мнение автора, которое может не совпадать с вашим.
Введение.
Для развитие российской микроэлектроники потребуется 798 млрд руб. до 2024 года. Это следует из проекта дорожной карты по развитию отрасли, который представила госкорпорация «Ростех» в 2020 году.
План, в частности, включает разработку чипов с топологическими нормами 65 (55) нм, 28 нм, 14 нм и твердотельных накопителей данных с топологической нормой 25-30 нм.
Эксперты считают, что озвученные планы и технологии, возможно, вовсе устареют к 2024 году: в современных условиях невозможно освоить такие технологии без международной кооперации, тогда как в дорожной карте ставка делается на внутренний рынок микроэлектроники.
Безусловно, такие меры поддержки очень нужны отечественным компаниям, занимающимся разработкой и производством микроэлектроники. Но каким именно? Какая из российских компаний наиболее перспективна в данной области? Чьи разработки, при должном материальном обеспечении, помогут России выйти на принципиально новый уровень в сфере вычислительных комплексов?
Я считаю, что одной из таких компаний является АО «МЦСТ».
История процессоров «Эльбрус».
Эта история начинается в 1886 году. В этом году удачливый изобретатель Уильям Берроуз в американском городке Сент-Луис основал компанию American Arithmometer Company, переименованную впоследствии (после переезда в Детройт в 1905 году) в Burroughs Adding Machine Company.
Компания, как подсказывает её название, специализировалась на выпуске механических вычислительных машин. В СССР аналоги некоторых из них впоследствии производил завод имени Феликса Дзержинского. Кстати, любопытно, что ещё в 1906 году в содружестве с фирмой Генри Форда усилиями обеих компаний был создан автомобиль для бизнесменов со встроенной в специальный отсек вычислительной машиной Берроуза. Так что идея о компьютере, который всегда с тобой, позднее воплотившаяся в ноутбуке, берёт начало ещё с тех времён.
Фирма становится ведущей в производстве вычислительных машин, её компьютеры становятся всё сложнее и мощнее. В 1952 году именно Burroughs создаёт память для первой в мире ЭВМ — знаменитого ENIAC'а. Через год фирма переименовывается в Burroughs Corporation. Одним из важных направлений её деятельности становится разработка суперкомпьютеров.
Особенность суперкомпьютеров Burroughs состояла в аппаратной реализации языка программирования высокого уровня. В качестве такого языка был в конце 60-х годов выбран ALGOL-68 — вероятно, наиболее мощный из всех «паскалеподобных» языков. Что важно, ALGOL-68 был рассчитан на распараллеливание вычислений. Язык был настолько мощным, что его реализации на других неспециализированных системах (реализацией ALGOL-68 на ЕС ЭВМ — аналоге американских IBM-360 — занимался, например, Ленинградский Государственный Университет) не получили распространения, как слишком медленные. ALGOL-68 был вершиной структурного программирования, хотя на смену ему уже поднимались объектно-ориентированные технологии.
Но вернёмся к Burroughs. В начале 80-х годов прошлого века на заводах и в проектировочных центрах фирмы трудилось почти 20 тысяч человек. Тем не менее к концу этого десятилетия фирму победил ещё более мощный конкурент — фирма International Business Machines. На этом закончилась история Burroughs.
Но история созданных Burroughs компьютеров не закончилась на крахе фирмы. Они были достаточно сложными — аппаратная реализация сложных программных конструкций не позволяла их сильно упростить, зато как суперкомпьютеры они были на высоте — и послужили прототипом для суперкомпьютеров СССР, благо операционные системы для них можно было для начала заимствовать, а образцы самих суперкомпьютеров, в отличие от конкурировавших с ними суперкомпьютеров Cray, были удачно закуплены через третьи страны.
СССР в начале 1970-х годов для систем противоракетной обороны срочно требовались мощные суперкомпьютеры. Ими занимался Институт Точной Механики и Вычислительной Техники Академии наук СССР (ИТМиВТ). ИТМиВТ являлся главным компьютерным проектным центром ВПК. Он и взялся за разработку советских аналогов суперкомпьютеров Burroughs, названных, возможно, похожим на «эль Берроуз» образом - «Эльбрус».
Суперкомпьютеры Cray тоже копировались (так и не законченная БЭСМ-10), но эта работа не сулила быстрого успеха и была передана в другую организацию. А работу над советскими аналогами суперкомпьютеров Burroughs вело подразделение ИТМиВТ под руководством научного руководителя проекта Б. А. Бабаяна. На рубеже 1977-78 годов появился суперкомпьютер «Эльбрус-1» — 5,5 млн операций в секунду, оперативная память 64 Мегабайта. По тем временам — очень хорошо (хотя и хуже, чем у прототипа). На рубеже 1984-85 годов — «Эльбрус-2» — 125 млн операций в секунду, 144 Мегабайта.
Этими компьютерами оснащались Центр управления космическими полётами, советские ядерные центры, системы противоракетной обороны.
Разработчики, однако, не ограничивались созданием аналогов. В ходе работы появлялось множество новых идей. В 1991 году появился «Эльбрус-3». В нём была существенно усовершенствована архитектура, особенно важной была появившаяся возможность эмулировать код микропроцессоров Intel, что позволяло использовать громадный объём западного программного обеспечения. Но «Эльбрус-3» был изготовлен лишь в нескольких экземплярах (по некоторым данным, только в одном), и то в упрощённом варианте. Заложенная в нём технология ко времени его создания слишком устарела.
Почти одновременно с «Эльбрус-3» (на год раньше) появились первые прототипы микропроцессора с близкой к «Эльбрус-1» и «Эльбрус-2» архитектурой, названного «Эль-90». Разработка микропроцессора с 1986 года велась под руководством участника проектов «Эльбрус-1» и «Эльбрус-2» Владимира Пентковского.
Но «Эльбрус-3» был значительно более сложным. Микропроцессорная реализация заложенных в нём средств требовала наличия технологии, далеко превосходившей имевшуюся в СССР. Однако новым советским суперкомпьютером заинтересовалась фирма Sun. Благодаря значительно снизившимся в начале 1990-х годов ограничениям на секретность она заключила весной 1992 года контракт с организовавшейся в «Московский центр SPARC-технологий» (МЦСТ) группой специалистов из ИТМиВТ. Когда в 1994 году на встречу с разработчиками «Эльбруса» приехал президент Sun Скотт Макнили, он привёз с собой в качестве примера возможностей Sun микросхему, по сложности эквивалентную трети «Эльбруса-3», занимавшего 200 м² и потреблявшего 50 кВт. В результате совместной работы МЦСТ и Sun был разработан «на бумаге» микропроцессор «Эльбрус-2000» (Е2k) — микропроцессорная реализация архитектуры «Эльбрус-3».
Впрочем, заложенными в «Эльбрус-3» решениями воспользовались и другие фирмы, например, заметное влияние этих идей отмечали в процессоре Crusoe, разработанном компанией Transmeta(Бабаян как-то даже высказался: «Фактически, процессор Crusoe — это наша разработка», хотя, скорее всего, это всё же сильное преувеличение), в разработках фирм HP и Intel (процессор Merced). В этом нет ничего удивительного — основатель фирмы TransmetaДейв Дитцел в составе группы специалистов Sun три года работал вместе со специалистами МЦСТ, а одним из главных архитекторов микропроцессора Pentium-III фирмы Intel был бывший руководитель разработки микропроцессора «Эль-90» Владимир Пентковский.
Sun, однако, не решилась вложить средства в масштабное производство нового микропроцессора, и контракты с компанией были разорваны в начале июня 2004. Эстафету подхватила Intel, пригласив многих разработчиков из МЦСТ в июле 2004 года к себе. Покупка части разработчиков МЦСТ обеспечила Intel, помимо прочего, возможность использования почти ста патентов США, защищающих некоторые архитектурные решения «Эльбрус». К тому же, есть мнения, что ориентированная на возможность поддержки кодов микропроцессоров Intel архитектура «Эльбрус-2000» хорошо вписалась бы в рамки дальнейшего совершенствования микропроцессоров этой компании.
Став частью Intel, коллектив из МЦСТ сохранил часть прежнего руководства — им и сейчас по-прежнему руководит Борис Бабаян, теперь уже один из директоров Software Solutions Group — исследовательского подразделения Intel. После перехода в Intel он был удостоен одной из самых престижных наград компании — титула «Intel Fellow», став первым европейским учёным, удостоенным этой награды.
В Itanium, самом мощном микропроцессоре Intel, также были использованы некоторые идеи, появившиеся ранее в «Эльбрусе». Не обошёл вниманием перспективную архитектуру микропроцессора, совместимую с программами Microsoft, и Билл Гейтс. Сопровождением проекта «Эльбрус-2000» занимался руководитель исследовательского подразделения Microsoft(Telepresence Research Group) Гордон Бэлл, который и сейчас охотно выступает в поддержку этого проекта.
Несмотря на уход части разработчиков, АО «МЦСТ» продолжило выполнение государственных заказов. После 2004 года было выпущено несколько чипов (R500, R500S, микропроцессор Эльбрус-3М), а также вычислительные комплексы на их основе (Эльбрус-90микро, Эльбрус-3М1), которые удостоились высоких оценок государственных комиссий. Также было принято решение о сотрудничестве с компанией НПЦ «ЭЛВИС», отечественным разработчиком многоядерных микропроцессоров серии «Мультикор».
Вот и подошла к концу первая часть моего исследования, посвящённого теме российских процессоров "Эльбрус" и АО "МЦСТ". Надеюсь, что вам было действительно интересно читать данную статью. Если это так, то поддержите меня, написав комментарий, поставив оценку "Нравится" и подписавшись на мой канал. Скоро выйдет вторая часть, которая будет не менее познавательной!
