"البروس" - المعالج في روسيا. المواصفات وتاريخ

منذ بداية تكنولوجيا الحاسوب في بلادنا، ويعتبر تصميم أنظمة عالية الأداء باعتباره واحدا من أهم أهداف العلم الوطني. منذ 90s ارتبطت الدراسة مع حالة جديدة كليا - على ضرورة تنفيذ هذا التطور الجديد على أساس المعالجات الروسية. تم إنشاء نتيجة "البروس" - معالج، في القدرة الحاسوبية التي ليست أقل شأنا من أفضل النماذج الأجنبية.

تاريخ إنشاء

حاليا، سوى عدد قليل من البلدان في جميع أنحاء العالم بتصميم أجهزة الكمبيوتر مع المعالجات الدقيقة من تصميمها الخاص - في الولايات المتحدة وبريطانيا واليابان والصين. ومن الواضح أنه في غضون إحلال الأمن واستيراد روسيا يتطلب أيضا معالج غير كافية لتلبية متطلبات القوات المسلحة ووكالات إنفاذ القانون والإدارة والتعليم. A ممكن - وتسويق المنتج. بعد عقود من العمل النشط من العلماء والمهندسين من مركز موسكو شرارة التكنولوجيا (MCST) لا يخجل من تقديم أحدث تطور 2014-15 سنوات: ثمانية المعالج "البروس 8C". ولكن قبل ذلك الحدث التاريخي تم تمرير شوطا طويلا من الحسابات النظرية والبحث العملي.

في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية أهمية بارزة في تطوير تكنولوجيا الكمبيوتر لدينا العمل الأكاديمي S. A. يبيديفا. تم إنشاء مجموعة برئاسته في أكاديمية العلوم في معهد ميكانيكا الدقة الحاسب الآلي والتكنولوجيا (ITM وVT) من خلال آلات إلكترونية الحوسبة (أجهزة الكمبيوتر) خمسة عشر نماذج - من الأنبوب الأول إلى الأجهزة عالية السرعة الدوائر المتكاملة.

"البروس-1"

فكرة الخطوط المعمارية، والتي تتجسد في وقت لاحق في المعالج الروسي "البروس"، ولدت في عام 1969. وكان السبب لتطوير ضرورة "العقلنة" النظم الاستراتيجية. أصبح كبير المصممين VS Burtsev، وهو خبير بارز في علوم الكمبيوتر، في وقت لاحق أكاديمي.

في عام 1979، ومثلت ITM والدولة VT جنة من قبل الجيل الأول من مجمع الحوسبة متعددة المعالجات "البروس" (IAC). وقد تم تصميم المعالج على أساس TTL منطق. النظام المستخدم في صناعة الأسلحة.

"البروس-2"

الجيل الثاني من MVK "البروس" بعد ست سنوات، مرت بنجاح اختبار. وكان المعالج وقاعدة العنصر جديدة للتنمية الوطنية تماما. ويقوم هذا النظام على سرعة عالية الدوائر المتكاملة مع منطق الباعث المقرن IC-100 سلسلة. وكان أداء "البروس-2" في تكوين desyatiprotsessornoy 125 ميل. لكل ثانية.

ERM بنيت بطريقة حدات مع زيادة الموثوقية. وقد استخدم بفضل سرعة ومرونة مجمع لسنوات عديدة في المرافق الرئيسية من النظم الاستراتيجية. فريدة من نوعها لخصائص وقتها حقق تنفيذ ERM وتطوير عدد من الأفكار المتقدمة في تنظيم عملية حسابية.

"البروس-3"

وكانت المرحلة المقبلة (1986-1994) خلق الجيل الثالث من MVK "البروس". المعالج هو الآن حتى المكونات الإلكترونية أكثر قوة - أكثر كمالا. مدير المشروع اختيار عضو في أكاديمية العلوم B. A. Babayana المقابلة. من جانب الطريق، وقال انه قدم مساهمات أساسية لتطوير MVK "البروس-1" و "البروس-2".

تقييم مزايا وعيوب منها وضعت الهيكل سوبرسكيلر تنفيذها في الجيل الثاني من ERM، اقترح بوريس Artashesovich تنفيذ أكثر تقدما من مفهوم كلمة تعليمات اسعة. قبل انهيار الاتحاد من الخبراء تمكنوا من تجميع النموذج لكن التمويل كما أوقفت السلطات الجديدة.

معاصر

ويرتبط استمرار هذا الخط المشروع مع أنشطة ZAO MCST. في هيكلها، وmikroelektronschiki المحلية الرائدة جعل رهان أساسي على استخدام تقنيات المعالجات الدقيقة، بدأت في إنشاء سلسلتين من المعالجات وأنظمة الكمبيوتر على اساس لها. ثم ساعد هذه الأعمال إلى إنشاء معالج الروسي قوي "البروس" 2014 الإصدار.

كان أساس مشروع السلسلة الأولى من البنية المفتوحة المعالج قابلة الهندسة المعمارية (SPARC)، والمحدد من قبل شركة صن مايكروسيستمز. وقد تم إنشاء معالجات «R» الأسرة على أساس ذلك.

كان أساس السلسلة الثانية الهيكل الأصلي من "البروس"، وتطوير المبادئ التي تمت الموافقة عليها والمنصوص عليها في IAC-3 (في الأصل كان يطلق عليه "الهندسة المعمارية E2K»). تم إنشاء هناك أربعة أنواع أساسية من المعالجات. وهكذا، فإن "البروس" (CPU): يعطى المقارنة بين النماذج في الجدول أدناه.

"ELBRUS-4C"

كان واحدا من آخر التطورات الناجحة للشركة MCST معالج "البروس-4C". ويستند هندسته المعمارية على التصميم الأصلي، والذي كان بمثابة قاعدة لVLIW المعمارية المصغرة. لحساب العمليات المسؤولة 4 النوى 800 ميغاهيرتز، وذاكرة التخزين المؤقت 2 MB على كل الأساسية.

وعلى الرغم من مهجور واضح من حيث تكنولوجيا الإنتاج (كبيرة، تردد صغير، والعمليات "من القرن الماضي" 65 نانومتر)، وكفاءة جهاز الإلكترونية غير قابلة للمقارنة مع سلسلة إنتل "أنا". مع أقل استهلاك الطاقة (45W) أدائها هو ما يصل الى 50 GFLOPS. وعلى سبيل المقارنة، أقدم نموذج إنتل كور i7-975 المتطرفة الطبعة لديه القدرة من 53 GFLOPS على ترددات أعلى من ذلك بكثير واستهلاك الطاقة. وضعت هذا المعالج الروسي الحديث "البروس" 2014 سنة نموذجية الاختبار وخرج في هذه السلسلة.

"البروس-8C"

ويبدو أن زمن التطور قد انتهى، وكان مطلع طفرة ثورية لالالكترونيات الدقيقة المحلية. ZAO "MCST" جنبا إلى جنب مع معهد آلات التحكم الإلكتروني طورت وأنتجت جيلا جديدا من تصميم المنتجات الهندسية. للإنتاج الصناعي من إعداد معالج "البروس 8C" التي تم إنشاؤها على تقنية التصنيع 28 نانومتر.

سوف يعمل الجهاز جنبا إلى جنب مع وحدة تحكم والتنمية الوطنية KPI-2. على الرغم من أن تحكم حتى أفرج عنه في تكنولوجيا عملية 65 نانومتر، وهو يدعم ثلاث حدة تحكم شبكة جيجابت إيثرنت، 20 خطوط PCI-Express لحافلة 2.0، 2.0 من ثمانية USB الموانئ، ثمانية SATA-الموانئ. التواصل مع المعالج هو 16 جيجابت / ثانية.

الخصائص التقنية

كشفت الشركة المصنعة الخصائص الرئيسية لل"البروس" النظام الجديد:

• معالج - 8 النوى دون gipertredinga.
• حجم الكريستال - 350 مم ^2.
• مخبأ المستوى الثاني لكل الأساسية - 512 كيلو فولت.
• مخبأ المستوى الثالث هو شائع - 16 MB.
• تنفيذ في كل دورة - 30 عملية.
• تردد على مدار الساعة - 1.3 غيغاهرتز، وعندما يتم ضمان هذه المعايير عملية متواصلة من كل وقت غير محدود النووي، تحميل حتى لو مئة في المئة.
• الأداء (الذروة) - 250 GFLOPS.
• قوة - 60-90 واط.
• استقلال ترخيص من إنتل، مع ضمان دعم أنظمة التشغيل الرئيسية مع إلى x86 / العمارة إكس86-64.

كما ترون، المعالج الروسي "البروس" أحدث جيل لمدة تصل إلى خمس مرات أكثر إنتاجية من طراز 4C.

هندسة معمارية

كنتيجة مهمة للشركة المتقدمة ZAO MCST الهيكل الأصلي من المعالج "البروس". ويهدف المعالج في تعظيم موارد الأجهزة للبيانات مقاييس الأداء. في التصنيف العام أنه ينتمي إلى فئة الهندسة المعمارية، وذلك باستخدام مبدأ كلمة واسعة تعليمات VLIW (كبير جدا وورد التعليمات)، البرمجي لتسلسل التنفيذ المتوازي للمجموعات (كلمات تعليمات واسعة)، والتي لا توجد التبعيات بين الفرق داخل الجماعة والاعتماد التقليل بين الفرق في مختلف الفئات.

وهكذا، والمعالج الروسي "البروس" يستخدم درجة عالية من التوازي على مستوى العمليات موجود في رمز البرنامج. والنتيجة هي سرعة المعمارية كبيرة من قبل الافراج عن وظائف جهاز الموازاة أبنية سوبرسكيلر الكامنة ونقل لهم تحسين مترجم. وقد أدى ذلك، وميزات أخرى هامة الكامنة العمارة "البروس" - الأجهزة استهلاك الطاقة المنخفضة.

جنبا إلى جنب مع الاستخدام الفعال للالتوازي في الهندسة المعمارية من عمليات "البروس" جهاز ضعت تنفيذ أنواع أخرى (المستويات) من التوازي المتأصلة في عملية الحوسبة:

• مشاكل التزامن في المجمعات multicomputer.
• تدفق التحكم التزامن على الذاكرة المشتركة.
• ناقلات التوازي.

متوافق مع الهندسة المعمارية إلى x86

باعتباره شرطا أساسيا في الهندسة المعمارية، والمطورين يعتبر في البداية توفير التوافق الثنائي الفعال مع بنية المعالج إنتل إلى x86 المهيمنة. ويتم تنفيذ ذلك على أساس دينامية ترجمة مخفي و لها المعالجات معدات الدعم "البروس". كما أنها تحدد خصائص العمارة المحلية الجديدة هو تطوير دعم الأجهزة الحوسبة الآمنة (وحدة البرمجة)، يسهل إلى حد كبير عمل للمبرمجين لإنشاء أنظمة البرمجيات كبيرة مع المواعيد النهائية محدودة.

التطبيق العملي

حيث يخطط لاستخدام معالجات الروسية؟ ينبغي أن يكون مفهوما أن هذا المنتج تم تصميم لغرض واحد - لتوفير الاكتفاء الذاتي، بغض النظر عن العرض والترخيص الالكترونيات الدقيقة والتكنولوجيا الكمبيوتر. أجهزة الكمبيوتر على "البروس" المعالج مع مستوى عال من الأمان والحماية من فيروسات الكمبيوتر في الطلب في صناعة الدفاع، في الأجهزة الأمنية والمؤسسات الهامة للدولة.

وفي الوقت نفسه، فإن النظام يسمح ويندوز المعتادة لينكس، والذي يفتح الطريق، إن لم يكن للمستهلك العادي، أن قطاع الشركات. تقدم MCST على أجهزة الكمبيوتر والخوادم المحمية، القادرة على العمل في البيئات القاسية.