Всем привет! Перед вами последняя 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.
Перед прочтением этой части рекомендую ознакомиться с первой и второй.
Разработки ИТМиВТ (времена Советского Союза).
Многопроцессорный вычислительный комплекс «Эльбрус-1» — разработан в 1973—1979 годах, сдан государственной комиссии в 1980 году. Построен на базе ТТЛ-микросхем (Транзисторно-транзисторная логика — разновидность цифровых логических микросхем, построенных на основе биполярных транзисторов и резисторов. Название транзисторно-транзисторный возникло из-за того, что транзисторы используются как для выполнения логических функций (например, И, ИЛИ), так и для усиления выходного сигнала (в отличие от резисторно-транзисторной и диодно-транзисторной логики)). Производительность — до 12 млн оп/с в комплектации Э1-10 с десятью ЦП. Главным конструктором серии являлся Всеволод Сергеевич Бурцев.
МВК «Эльбрус-2» — разработан в 1977—1984 годах, сдан в 1985 году. Производительность на 10 процессорах (из них 2 считались резервными) — 125 млн оп/с. Построен на базе ЭСЛ интегральных схем ИС-100 (аналог серии Motorola 10000), из-за высокой потребляемой мощности требовал мощной системы охлаждения. По словам Бориса Бабаяна, всего было выпущено до 200 машин «Эльбрус-2» с разным числом процессоров.
«Эльбрус-1К2» (также известен как СВС с жаргонной расшифровкой «Система, Воспроизводящая Систему») был разработан на основе компонентов и технологий «Эльбруса-2» для замены «БЭСМ-6». Сохранял полную программную совместимость с предшественником. Было произведено порядка 60 машин.
«Эльбрус-Б» (или «Эльбрус-1К-Б») — это 64-разрядный процессор с плавающей запятой и с расширением системы команд, которая включает работу с байтами. Элементная база, аналогичная «Эльбрус 1-К2» и «Эльбрус-2», но самостоятельная система ввода-вывода и многомашинный вариант комплектации. Главный конструктор — М. В. Тяпкин.
МВК «Эльбрус-3» — разрабатывался в 1986—1994 годах группой сотрудников Института точной механики и вычислительной техники под руководством Б. А. Бабаяна на основании совершенно новых архитектурных идей. МВК Эльбрус-3 должен был содержать 16 суперскалярных процессоров с VLIW-системой команд (VLIW (англ. very long instruction word — «очень длинная машинная команда») — архитектура процессоров с несколькими вычислительными устройствами; характеризуется тем, что одна инструкция процессора содержит несколько операций, которые должны выполняться параллельно; фактически это «видимое программисту» микропрограммное управление, когда машинный код представляет собой лишь немного свёрнутый микрокод для непосредственного управления аппаратурой). Не был запущен в серию.
Архитектура «Эльбрус-3» получила дальнейшее развитие в архитектуре микропроцессоров «Эльбрус 2000» и «Эльбрус-3М1».
Разработки АО «МЦСТ» (российская действительность).
При участии конструктора А. А. Соколова в 1993 году был успешно завершён первый этап Государственных испытаний «Эльбрус-3-1» — МКП (модульный конвейерный процессор) (Премия имени С. А. Лебедева РАН). В МКП основная идея заключалась в возможности подключения процессоров с различной специализацией (радиолокационная обработка, структурная обработка, быстрые преобразования Фурье и т. д.). У МКП было несколько счётчиков команд, поэтому он мог работать с несколькими потоками команд. Одновременно на едином поле памяти в процессоре выполнялось до четырёх потоков команд.
Вычислительный комплекс «Эльбрус-3М1» создан на основе VLIW-процессора с архитектурой «Эльбрус 2k» фирмы МЦСТ. В режиме двоичной компиляции эмулирует систему команд x86; поставляется с операционной системой МСВС-Э (на основе Linux 2.6.14), системой программирования с оптимизирующим компилятором, системой двоичной компиляции, системой тестовых и диагностических программ, средствами для обеспечения программной совместимости с многопроцессорными вычислительными комплексами (МВК) «Эльбрус-2» и «Эльбрус-1». Прошёл государственные испытания.
В тесте SPEC «Эльбрус» с тактовой частотой 300 MHz в режиме совместимости с платформой x86 обогнал Pentium III 500 MHz.
Предполагалось, что в 2008 году будут построены 100 серверов «Эльбрус-3М» для оборонной отрасли. Теоретическая производительность двухпроцессорной системы, работающей на частоте 300 МГц, составляет 4,8 Гфлопс (64-bit double) — для сравнения, двухъядерный процессор Intel Core 2 Duo 2,4 ГГц = 19,2 Гфлопс (64-bit double), двухъядерный Itanium 2 1,66 ГГц — 13,2 Гфлопс (64-bit double), четырёхъядерный Sandy Bridge 3,8 ГГц = 121,6 Гфлопс (64-bit double). Оригинальная архитектура «E2K» позволяет выполнять до 23 операций за такт и обеспечивает низкое энергопотребление: 0,4 Вт/Гфлопс.
В декабре 2012 г. АО «МЦСТ» получило пилотную партию моноблочных компьютеров «КМ-4», оснащённых материнской платой «Монокуб», построенной на базе процессора «Эльбрус-2С+» и южного моста КПИ (работа с периферией в процессоре обеспечивается через контроллеры серии КПИ (контролер периферийных устройств) — название серии южных мостов, разработанных компании МЦСТ для компьютеров на процессорах «Эльбрус» и «МЦСТ-R»; серия КПИ (2010) предназначена для процессоров «4С», «2СМ», 2С+ и «МЦСТ R1000В», серия КПИ-2 — для «8С», «1С+», «МЦСТ R1000», в последующих моделях процессора южный мост встроен, однако сохранена возможность подключать дополнительно контроллер КПИ-2 для расширения набора периферии.).
В связи с ограниченным спросом процессоры «Эльбрус» производят малыми сериями под заказ, используются две площадки — завод «Микрон» в Зеленограде (техпроцесс до 90 нанометров) и фабрика TSMC в Синьчжу. В 2017 году планировалось наладить выпуск «Эльбрус-4СМ» — адаптированную версию «Эльбрус-4С» под мощности завода «Микрон», но предприятие не смогло перейти на необходимый для этого техпроцесс 65 нм. В отличие от Intel и AMD, МЦСТ находится в роли догоняющего, резко меняя техпроцесс: если в 2014 году «Эльбрус-4С» производился по технологии 65 нм, то в 2016 году технология выпуска «Эльбрус-8С» — это 28 нм. Ввиду ограниченности ресурсов, МЦСТ сосредоточено на разработке небольшого количества моделей с периодичностью выпуска в 2—5 лет; прирост производительности в каждом поколении — на уровне 100—500 %.
Все выпускаемые процессоры Эльбрус напаиваются на материнскую плату, что делается как для удешевления производства и разработки готовых устройств, так и из-за высокой цены процессора (незначительная доля стоимости материнской платы).
Операционные системы, поддерживающие процессоры архитектуры «Эльбрус»: QNX (российская сборка ЗОСРВ «Нейтрино-Э» КПДА.10965-01), ОСРВ «БагрОС-4000», также выпущен ряд дистрибутивов Linux — ОС «Эльбрус», МСВС, ALT Linux, Astra Linux Special Edition «Ленинград», «Лотос».
Выводы.
Исходя из различных сведений, данных о свойствах и характеристиках микропроцессоров «Эльбрус», можно построить подобную таблицу (она представлена на web-сайте АО «МЦСТ»):
Заключение.
Несмотря на то, что с момента окончания существования Союза Советских Социалистических Республик прошло уже достаточно много времени, некоторые отрасли промышленности Российской Федерации до сих пор переживают не лучшие времена. К сожалению, это относится и к сфере производства микроэлектронных компонентов. Сейчас Россия, по данным вице-премьера Дмитрия Чернышенко, даже собственные потребности в микроэлектронике может покрыть лишь на 10%. Налицо полная зависимость российского рынка микроэлектроники от зарубежных поставщиков. На долю России приходится всего лишь менее 1% на мировом рынке радиоэлектроники. Лидерами мирового рынка микроэлектронных компонентов являются и, скорее всего, останутся Китай, Тайвань, Южная Корея, Малайзия, США.
И всё же есть в России организации, на которые возлагается большая надежда на то, что в скором будущем, благодаря достижениям граждан нашей страны, показатели уровня развития промышленности РФ смогут догнать и даже обогнать эти же показатели других, ведущих стран. Одна из таких организаций – АО «МЦСТ», которое занимается разработкой российских микропроцессоров и вычислительных комплексов. Если подобным компаниям, деятельность которых действительно важна, будет помогать государство (финансированием, созданием производственных возможностей), то Российская Федерация займёт лидирующие позиции во многих сферах, окончательно дав понять мировому сообществу, что Россия – очень важный игрок мирового рынка. Я надеюсь, что поддержка со стороны правительства будет продолжаться, ибо мы рискуем потерять даже всё то, что имеем сейчас.
Вот и подошла к концу заключительная 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. Ваша поддержка крайне важна! Спасибо за внимание!
