В материнских платах Elbrus Processor используется как сам процессор, так и способ установки жестких дисков, оперативной памяти, видеокарт и других устройств, необходимых заказчику.
Intro
К проблеме «российской КПМ» можно подойти с разных сторон, например, «Демонстрация матери Кузьмы» или «Ответ Чемберлену». В конце концов, разве наши сыры лепят бульдозеры, потому что импортные переработчики плохие? Пусть втискивают свое дерьмо и под каждый экран строительный тротуарный каток в стране! Дайте мне русский силикон!
Конечно, это ужасный популизм. На самом деле, стоит задуматься об этом. Если российский потребитель зависит от долероо и маскарпоне, то сегодня микроэлектронные компоненты буквально повсюду. Большинство из них — иностранцы.
Викторина проходит следующим образом. Если российские молокоперерабатывающие линии контролируются импортными переработчиками и контролерами, может ли сыр считаться российским? Это плохо или в этом нет ничего плохого? В конце концов, мы уже несколько десятилетий живем на рынке массовой электроники. Сегодня они повсюду. Они способствуют управлению транспортными и финансовыми потоками, производством и торговлей.
Теоретики заговора говорят, что это плохо. Если поставки основных кремниевых компонентов будут нарушены, критически важные ИТ-системы перестанут функционировать. Или, что еще хуже, процессоры, контролирующие ответственный государственный режим, могут показать, что эти ублюдки поставили завод или микропрограмму, которая взорвется в нужное время.
Сегодняшний процесс производства чипов Nanoklimak позволяет вместить в них все. Конечно, для его защиты существуют различные сертификационные лаборатории, которые ищут неконтролируемую функциональность в материале для систем стратегического значения. Но эти тесты — математическая статистика. Из огромного количества тестируемых партий отбирается очень мало образцов. Как говорится, «лучше прийти раньше» и начать обрабатываться процессорами.
Однако развитие отечественной микро-наноэлектроники — это не только вопрос национальной безопасности. Наиболее важными являются люди, вовлеченные в процесс разработки. Повышение производительности процессоров — это очень сложный многофункциональный проект оптимизации, требующий работы специализированных инженеров, разработчиков и заводского персонала. Люди, которые могут решать такие обязательства, должны быть гораздо более ценным ресурсом для правительства, чем сырное дерево, если мне позволит сыр.
Горы и озера
Сегодня даже те, кто отошел от информатики, слышат о наших «уникальных» процессорах «Эльбрус» и «Байкал» — гордости отечественной процессорной индустрии. Однако не все знают, какие конкретные разработки скрываются за этими известными названиями.
Термин «Эльбрус» представляет важную историческую отрасль отечественной вычислительной техники: многопроцессорные вычислительные комплексы, разрабатывавшиеся с 70-х по 90-е и 90-е годы, и архитектуры машин (и микропроцессоров сегодня), сильно отличающиеся от закупочных решений ). С этим именем связана целая группа компаний — MCST, I.S. Brook под названием INEUM и Elbrus 2000. В то же время «Эльбрус» является торговой маркой для микропроцессоров и компьютеров, разработанных и произведенных МЦСТ.
Основу семейства серии «Эльбрус» составляют три различные системы в кристалле (SOC).
- «Эльбрус-2С+» — гибрид 2011 года выпуска с двумя ядрами, основанными на архитектуре ELBRUS, и четырьмя ядрами цифрового сигнального процессора (DSP — digital signal processor) Multicore, разработанными НПЦ «Элвис»;
- «Эльбрус-4С» 2013 года выпуска. Четырехъядерник на архитектуре ELBRUS;
- «Эльбрус-8С» — восьмиядерный флагман, первая партия которого была изготовлена в 2014 году, а запуск в серию происходит сейчас, в 2015-м.
Хакер #202. Скажи нет большому брату!
В том же году завершается разработка системы на чипе «Эльбрус-1С+». Речь идет о разработке энергоэффективного решения «Эльбрус-1С» с одним ядром с интегрированным графическим ядром. Спецификации таковы: ядро работает на частоте 1 ГГц, до 25 функций за такт, кэш уровня 2 МБ, два канала DDR3-1600. Все, что нужно в планшете!
Блок-схема новейшего восьмиядерного процессора Эльбрус-8С
В целом, дорожная карта «Эльбрус» рассчитана до 2021 года и прогнозирует появление 16 или 30 двухъядерных моделей.
Дорожная карта Эльбруса. Перспективы: 32 ядра и 10 нанометров
Поскольку «Эльбрус» — это тоже компьютер, в линейку продуктов MCST входят чипы KPI и KPI-2 («контроллеры периферийных интерфейсов»), которые обычно переводятся как «южные мосты».
Первая серия KPI-2 была выпущена в 2014 году. Контроллеры поддерживают спецификации шин SATA, USB 2.0, Gigabit Ethernet и PCI Express 3.0. Это означает, что ПК «Эльбрус» могут быть оснащены высокоскоростными видеокартами и другими государственными Современные периферийные устройства .
Эльбрус КПИ-2. южный мост России пожалуйста!
В целом, «Строительство Эльбруса» представляет собой строгий систематический подход. Она направлена как на разработку архитектурных решений и их реализацию в кремнии, так и на создание компьютеров на их основе, начиная от многопроцессорных компьютеров и заканчивая персональными компьютерами и даже ноутбуками.
В этом, видимо, и заключается секрет ее независимости от иностранных технологий: она принимает архитектуру «Эльбрус», создает на ее основе процессор «Эльбрус» и использует его в компьютере «Эльбрус». Осталось только внедрить эту матрицу в государственные службы, Министерство обороны, специальные службы и промышленность.
От ISA к IP-ядрам. Производить или лицензировать?
Производство микропроцессоров в промышленных масштабах — это сложный, многоуровневый процесс. И первым шагом является выбор архитектуры набора инструкций ядра (ISA — Instruction Set Architecture). В принципе, есть только два варианта: либо разработать этот ISA самостоятельно, либо лицензировать его стороннему разработчику.
Импровизированная разработка — это путь в неизвестность, с крайне непредсказуемыми результатами. Слишком много факторов влияют на эффективность и жизнеспособность МСА. Она не может конкурировать с существующими решениями, которые разрабатывались и совершенствовались на протяжении многих лет.
Лицензирование ISA намного проще. Чтобы найти подходящее решение для вашей функциональности, просто проверьте владельцев авторских прав (IP), имеющихся в ISA.
Ветви дерева архитектуры ISA. За каждой веткой находится длинный ряд задач разработчиков.
Опять же, существует два основных варианта — CISC и RISC. Разработками на базе CISC (Complex Instruction Set Computing) сейчас занимается почти исключительно Intel. В результате появились известные архитектуры IA-32 (также называемая x86) и x86-64, разрабатываемые с конца 1970-х годов. IBM, Motorola, VAX, PDP, MOS и Zilog за их наиболее значительный вклад в развитие CISC.
Доступны лицензии ISAx86 и x86-64. Примерами успешных и неудачных лицензиатов являются AMD, VIA и Cyrix. Существуют также реализации ISAx86 с открытым исходным кодом, например, проект Zet. Но, конечно, первое слово остается за Intel — она является основным потребителем собственного ISA, и конкурировать с ней невозможно.
RISC (Reduced Same Instruction Set Computing) — это еще одна тема. Родословное древо этой категории ISA более расходится. Стоит начать с того, что два корня исходят из исследований Стэнфордского университета. Это микропроцессоры без конвейерного фазирования и Berkeley RISC, результат исследований Калифорнийского университета в Беркли.
В ISA MIPS владельцем ИС является компания Imaginatiom Technologies. Проект Berkeley RISC, с другой стороны, создал различные ветви ИС, в частности.
Компания ARM была основана в 1990 году компаниями Acorn Computers, Apple и VLSI Technology для крупномасштабного производства RISC-процессоров. В 1998 году Apple приостановила производство портативного устройства Newton и продала свое участие в ARM.
Продавцы IP MIPS и IP Berkeley RISC охотно используют интеллектуальную собственность, за исключением Dec Alpha Isa, который умер в 2003 году; IP-ядра на базе MIPS широко используются в коммуникационных и игровых консолях, а ISA SPARC (см. Fujitsu является крупнейшим владелец лицензии) являются основой для высокотехнологичных платформ.
Хорошо известно, что львиная доля SOCS в смартфонах и планшетах основана на IP-решениях ARM. Например, микропроцессоры Kirin, составляющие основу смартфона Huawei Honor, созданного компанией Hisilicon Technologies (входит в состав Huawei), основаны на технологии ARM (IP Core и IP Core) (IP Core) и Vivante ( ).
MCST рассматривает возможность переноса производства тайваньских процессоров в Россию, пишет РБК. Производитель ведет переговоры с компанией «Микрон», которую он называет «российским чипмейкером номер один».
История
Эльбрус» — серия микропроцессоров, созданных в России. Текущая модель основана на оригинальном суперкомпьютере «Эльбрус-3». Поскольку сборка и ошибки не были завершены, этот подход состоял из различных шкафов, которые позже были разобраны. Идея, заложенная в «Эльбрус-3», была воплощена в создании отечественного микропроцессора «Эльбрус», который был выпущен десять лет назад.
В течение следующего десятилетия процессор постоянно совершенствовался. Улучшения заключались в увеличении гигафлопной мощности и нанометровом сокращении технических процессов. Инновации были особенно важны для процессоров Эльбрус-8С, Эльбрус-4С и Эльбрус-2С+.
Где производится процессор «Эльбрус»?
Все модели серии «Эльбрус» производятся на заводах «Микрон» и «Ангстрем» в Зеленограде. Последние модели Эльбрус-8С производятся на заводе TSMC в Тайване. Это связано с тем, что в России нет разработок в области микроэлектроники с 28-нанометровой технологией.
Разработки МЦСТ
Последняя модифицированная версия Эльбрус-8СВ, созданная в 2018 году, является результатом целого ряда разработок. Масштабное движение запланировано на этот год. Российский процессор оснащен современным ART-чипом и имеет производительность 580 гигафлопс. По сравнению с первым микропроцессором серии, мощность 8CB значительно возросла (более чем в 100 раз).
Архитектура процессора «Эльбрус» состоит из 1-8 ядер, включая графическое ядро. В процессе конструирования используется технологический поток (размер транзистора) 130-28 нм. Набор команд на русском языке, разработанный АО «МЦСТ» и аналогичный «Эльбрус-3». Усовершенствованная модель совместима с любым программным обеспечением и позволяет создавать до 25 функций на часы.
Только свои наработки
MCST (Технологический центр SPARC в Москве) не использовал никаких сторонних идей и разработал только операционный блок, логику процессора и топологию чипа. Их подход настолько нестандартен, что продукт отличается от различных лицензионных версий процессоров от Intel, ARM и других. Это отечественная эволюция, не имеющая аналогичных примеров. К сожалению, MCST не может полностью взять на себя процесс роста, поэтому некоторые блоки приходится заимствовать у внешних компаний. Эти блоки применяются для частной застройки только после получения лицензии. Наличие заимствованных данных не отрицает того факта, что процессор является российским.
Процесс построения
Программа во многом похожа на создание процессора. В нем используется язык высокого уровня Verilog или HDL для интерпретации произвольных логических единиц. Как только программист создал описание логической единицы, он передает его по цепочке вверх через язык высокого уровня. Следующим шагом является интеграция работы разработчика и третьей стороны, что приводит к созданию единого проекта.
Следующий шаг: создание топологии. Это означает окончательную компоновку рациональной схемы с транзисторами и лицензированными блоками. Если правильно выполнить определенные действия, кристалл будет полностью функционировать.
В результате получается топология с рисунком дорожек, которая служит основой для создания транзисторов и других элементов. Затем стандарт отправляется на завод. Завод выполняет простую, но очень важную и точную задачу.
- перенос изображений на верхнюю часть кристалла;
- удаление поверхностного слоя;
- добавление в состав материала примесей, способствующих улучшению химических свойств основного материала.
Таким образом, необходимо выполнить ряд технических задач для отображения слоев на кремниевых плитках, которые впоследствии превращаются в кристаллические чипы.
Кристаллы не используются отдельно, а требуют подложки, которая является неотъемлемой частью корпуса микросхемы и компактной пластины печатной платы. Микросхема упакована в эту плату. Микросхема имеет приваренные контакты и устанавливается на специальных площадках.
Зарубежные материнские платы не совместимы с отечественными процессорами Эльбрус, поэтому используются отечественные версии. Материнские платы, созданные в Российской Федерации, сочетают в себе разработку процессора и другие организационные элементы. Правильная выборка, систематизация и интерпретация данных/технологий обеспечивает правильное соединение жестких дисков, оперативной памяти и других элементов в соответствии с требованиями заказчика.
В ISA MIPS владельцем ИС является компания Imaginatiom Technologies. Проект Berkeley RISC, с другой стороны, создал различные ветви ИС, в частности.
Обзор процессоров Эльбрус
Выпустив процессор Mass Elbrus, компания заполняет рынок домашних компьютеров для предприятий и домов. Компания MCST Development давно работает в этом направлении, и конкурентоспособные процессоры «Эльбрус» появятся на рынке в 2020-2021 годах.
История
Эльбрус» — серия российских микропроцессоров. Исторически первым прототипом современного процессора «Эльбрус» был суперкомпьютер «Эльбрус-3». К сожалению, он был собран не полностью, а только в виде неполного шкафа. Они не были полностью собраны, а эти шкафы были разобраны.
Однако идея, заложенная в «Эльбрус-3», не канула в Лету, и первый российский микропроцессор «Эльбрус» был возрожден. Его тираж снизился в 2007 году.
В течение следующего десятилетия процессоры совершенствовались, гигафлопсные возможности увеличивались, а нанометры технологического процесса уменьшались. Важным достижением стала разработка процессоров Эльбрус-2С+, Эльбрус-4С и Эльбрус-8С.
Разработки МЦСТ
Цепочка событий привела в 2018 году к разработке сильно модифицированной версии новейшего процессора «Эльбрус-8СВ». Его постоянный тираж запланирован на 2020 год. Основным показателем российского процессора является его вычислительная мощность — 580 почтенных монастырей и передовые чипы гигафлопс. 8CV в 100 раз мощнее, чем первый процессор этой серии.
Чипсет содержит 1-8 ядер, включая чип, на котором построено графическое ядро. Используемая технология варьируется от 130 нм до 28 нм.
Особенностью этих микропроцессоров является то, что система команд на русском языке. Он был разработан экспертами АО «МКСТ». Она имеет много общего с системой дозирования «Эльбрус-3».
Современные процессоры производят до 25 функций (8c и 8cb) за такт и являются универсальными (работают практически со всем программным обеспечением).
Наработки компании
MCST сама разработала систему управления и, используя нестандартный подход, также разработала логику для самого процессора. Это не лицензионная версия процессора ARM, Intel или другого процессора. Это независимая российская разработка.
- логика самого ядра;
- топология микросхемы;
- функциональные блоки, что есть в МПЦ помимо самого ядра (кэш-память, контроллер памяти, периферийные контроллеры для обеспечения каналов ввода-вывода);
Некоторые блоки приходится приобретать у других заводов, лицензировать и применять в собственных разработках. К сожалению, так формируются микропроцессорные цепочки, и МЦСТ не может разработать все. Однако это не является препятствием для того, чтобы процессор считался российским.
Процесс построения
Когда программист описывает логическую единицу, он переводит это описание в цепочку, которая действительна для языков более высокого уровня. Затем происходит интеграция разработки MCST и разработки в единый проект другими компаниями (например, рациональными и натуральными единицами, осуществляющими внешний аудит) по сравнению с программированием программного обеспечения. Это аналог внешних библиотечных плагинов.
Затем идет топология — окончательное расположение всех рациональных схем, транзисторов и лицензионных блоков (которые выпускаются в виде готовых фрагментов топологии) на чипе, обеспечивающее полноценную работу этого чипа. Это, вместе со всеми библиотеками, похоже на редактирование программы и сборку ее в один исполняемый двоичный файл.
Конечным результатом является топология, которая выглядит как набор конструкций — фактическая конструкция линии. Это конструкции матплаты, из которых появляются транзисторы, а также другие активные и пассивные элементы. Затем эти планы передаются на завод.
- переносит эти рисунки на поверхность кристалла;
- проводит травление;
- проводит легирование.
Поэтому существует целый цикл технологических работ по переносу слоев на кремниевые плитки, где создаются чипы микросхем.
Однако сами кристаллы не могут быть использованы, поэтому создается подложка. На самом деле это часть корпуса микросхемы. Подложка представляет собой небольшую печатную плату.
Кристалл приваривается к этой печатной плате. Последний имеет специальные контакты, вваренные в контактное поле. Плата расширяет контактную подушку до контактной подушки в нижней части чипа.
