Новая отечественная разработка от компании ЗАО МЦСТ — четырехъядерный микропроцессор «Эльбрус-4С» — готов к началу серийного выпуска
При этом данный процессор в состоянии обеспечить уровень производительности, который сопоставим с современными микропроцессорами, выпускаемыми ведущими иностранными компаниями. На сегодняшний день — это самый высокопроизводительный процессор, который был создан и будет производиться в России.
Необходимо отметить, что ЗАО МЦСТ — это правопреемник ТОО «Московский Центр SPARC-технологий». Компания начала свою деятельность еще в апреле 1992 года. Она была создана на базе отделения Института точной механики и вычислительной техники (ИТМ и ВТ) имени С. А. Лебедева — одного из безусловных лидеров отечественного электронного машиностроения. МЦСТ — это российское предприятие с 20-летней историей. При этом оно всегда привлекало к себе внимание как российских, так и иностранных IT-специалистов своими разработками.
Системы, которые создавались специалистами ИТМ и ВТ, в свое время были основой отечественных вычислительных комплексов и ресурсов. Они находили применение в наиболее наукоемких отраслях нашего общества, к которым, безусловно, можно отнести атомную энергетику, освоение космоса, фундаментальные и прикладные научные исследования. К числу наиболее известных разработок института можно отнести отечественные суперкомпьютеры БЭСМ, Эльбрус-1КБ, Эльбрус-1 и Эльбрус-2. Нет никаких сомнений в том, что микропроцессоры Эльбрус-4С и системы, созданные на его базе, займут достойное место в данной компании.
На сегодняшний день микропроцессор Эльбрус-4С является самым высокопроизводительным решением в продуктовом портфеле компании. Эльбрус-4С — это универсальный 64-разрядный микропроцессор, пригодный для решения различных вычислительных задач. Процессор содержит 4 ядра, которые работают на частоте 800 МГц, и поддерживает 3 канала памяти DDR3-1600. Специалисты МЦСТ реализовали возможность объединения 4 чипов в многопроцессорную систему, обладающую общей памятью. Четырехъядерный процессор Эльбрус-4С выпускается по технологии 65 нанометров (нм), среднее энергопотребление процессора составляет всего 45 Вт.
Стоит отметить, что по технологическому процессу изготовления российская компания примерно на 8-10 лет отстает от компании Intel. Наиболее современные процессоры Intel i3 и Intel i5, построенные на архитектуре Ivy Bridge, выпускаются по техпроцессу 22 нм. Техпроцесс с использованием 65-нанометровых технологий начал применяться ведущими мировыми производителями микропроцессоров в 2004 году, а в серийное производство такие процессоры пошли в 2006 году.
Процессор Эльбрус-4С является логическим продолжением линейки микропроцессоров, построенных на базе российской архитектуры «Эльбрус», которая была создана в МЦСТ. За один такт каждое ядро нового микропроцессора в состоянии совершить 23 операции, тогда как для микропроцессоров типа RISC этот показатель в несколько раз меньше. У российского процессора реализована развитая поддержка операций с плавающей запятой. Суммарная вычислительная мощность всех 4-х ядер процессора составляет порядка 50 гигафлопс при одинарной точности и около 25 гигафлопс при двойной точности. Процессоры Эльбрус-4С, несмотря на сравнительно небольшую рабочую тактовую частоту, в состоянии во многих реальных задачах обеспечить производительность, которая сопоставима с ведущими иностранными процессорами иностранного производства, теми же Intel i3 и i5, сообщает РИА Новости.
По сравнению с процессором компании предыдущего поколения Эльбрус-2С+, в архитектуру Эльбрус-4С были внесены серьезные изменения, призванные улучшить его производительность: была введена поддержка для двоичной трансляции 64-разрядных кодов Intel/AMD (на аппаратном уровне), увеличен объем кэш-памяти, добавлена поддержка двоичной трансляции в многопоточном режиме. Помимо этого, полной переработке подверглась подсистема работы с памятью: был освоен новый стандарт памяти DDR3-1600, выросло число каналов памяти, удалось повысить эффективность работы чипа в многопроцессорных системах. Также на базе четырехъядерного процессора Эльбрус-4С была создан сервер, который поддерживает 4 микропроцессора и 2 южных моста КПИ, которые также являются разработкой компании МЦСТ.
Отличительной характеристикой всех вычислительных платформ, которые сегодня создаются в МЦСТ, является доверенность: все ключевые компоненты, аппаратные и программные, были создана силами специалистов МЦСТ и обладают полным комплектом конструкторской документации. Процессоры Эльбрус-4С могут стать основой для создания широкого спектра доверенной российской вычислительной техники: персональных компьютеров, серверов, а также встраиваемых решений. В работах по созданию нового российского процессора и сервера на его базе, а также необходимого программного обеспечения приняли непосредственное участие сотрудники ОАО «ИНЭУМ им. И. С. Брука», являющегося ключевым партнером ЗАО МЦСТ.
Новый процессор МЦСТ является логическим развитием предыдущих процессоров Эльбрус-2С+, которые были созданы еще в 2011 году. Как и свой предшественник, новый российский процессор в первую очередь предназначен для использования в военной сфере, где нельзя применять электронно-компонентную базу иностранного производства из-за возможных вредоносных «закладок». Помимо этого, новый микропроцессор удовлетворяет повышенным требованиям длительности жизненного цикла и в области рабочего диапазона температур. Процессоры хорошо подходят для проведения научных расчетов и выполнения другой работы, которая требует высокого уровня защиты от возможного несанкционированного доступа. Впрочем, в компании не исключают того, что компьютеры, оснащенные процессором Эльбрус-4С, смогут заинтересовать и обыкновенных пользователей компьютеров.
Специально для нового процессора МЦСТ специалистами была создана собственная операционная система под названием «Эльбрус», которая базируется на базе ядра Linux версии 2.6.33. В состав данной операционной системы входят более 3 тысяч программных пакетов из состава дистрибутива Debian 5.0, а также менеджер пакетов. Имеется полный набор инструментов разработчика, в который входят оптимизирующие компиляторы для языков программирования высокого уровня Си, Си++, а также Фортран-77 и Фортран-90. Имеется свой профилировщик, отладчик, библиотека сигнальной обработки и математических функций. При этом операционная система «Эльбрус» прошла процедуру сертификации по второму классу защиты от несанкционированного доступа, а также второму уровню контроля за недекларированными возможностями. Стоит также отметить, что на компьютерах, построенных на базе процессора «Эльбрус-4С», можно будет использовать и современные версии ОС Windows, а также работающие под данной операционной системой программы. Это обеспечивается за счет реализации аппаратной поддержки двоичной трансляции 64-разрядных кодов компаний Intel и AMD.
Впервые процессоры Эльбрус-4С были показаны на публике в марте текущего года на специализированной выставке «Новая электроника — 2014». О том, когда именно планируется начать выпуск новых микропроцессоров, пока что не сообщается. Ранее в марте 2014 года российский вице-премьер Дмитрий Рогозин говорил о том, что совершенствование российской электронно-компонентной базы является одним из важнейших направлений для успешного выполнения государственного оборонзаказа, так как возможные санкции со стороны западных стран могут помешать процессам перевооружения российской армии. Современный четырехъядерный процессор Эльбрус-4С планируется применять на серверном оборудовании, а также там, где нужно обеспечить замещение иностранных технологий, для того, чтобы добиться обеспечения автономности работы и нужного уровня секретности.
В настоящее время в ЗАО МЦСТ продолжаются опытно-конструкторские работы по созданию новых процессоров. В частности, в рамках программы «Разработка гетерогенного микропроцессора с пиковой производительностью более 150 гигафлопс», который будет построен на базе высокопроизводительных 64-разрядных ядер. Целью работ по данному проекту является создание российского многоядерного процессора Эльбрус-8С серверного класса, обладающего архитектурой «Эльбрус» и предназначенного для решения вычислительно-интенсивных задач и для построения многопроцессорных и многомашинных систем, относящихся к терафлопному классу производительности.
Источники информации:
http://www.mcst.ru/istorija_predprijatija
http://ria.ru/technology/20140420/1004724150.html
http://www.ixbt.com/news/hard/index.shtml?17/86/94
http://www.thg.ru/technews/20140422_110023.html
http://lenta.ru/news/2014/04/21/65nm
Сергей Юферев
