Эльбрус-8С

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эльбрус-8С
Центральный процессор
Elbrus-8S.svg
Производство 2016
Разработчик МЦСТ
Производитель
Частота ЦП 1300 МГц
Технология производства 28 нм
Наборы инструкций «Эльбрус»
Микроархитектура VLIW
Маркировка 1891ВМ10Я
Число ядер 8
L2-кэш 4 МБ
L3-кэш 16 МБ

Эльбрус-8С и Эльбрус-8СВ — 8-ядерные процессоры с архитектурой «Эльбрус» для персональных компьютеров и серверов. Разработаны и выпускаются российской компанией МЦСТ[1]. Первые опытные образцы были выпущены в 2014 году. В 2016 году началось серийное производство процессора Эльбрус-8С (1891ВМ10Я)[2][3]. В 2018 году была завершена разработка его сильно модернизированной версии — Эльбрус-8СВ (1891ВМ12Я)[4], а на 2020 год запланировано начало серийного производства[5]. Заявленная производительность процессоров при операциях с данными двойной и одинарной точности (FP32) равна 250 и 576 гигафлоп/с соответственно.

Описание[править | править код]

Цель разработчиков процессора была достигнуть пиковой производительности в 250 Gflops[6].

Кристалл микропроцессора спроектирован по технологии 28 нм, имеет 8 процессорных ядер с улучшенной 64-разрядной архитектурой «Эльбрус» 3-го поколения, кэш-память 2-го уровня общим объёмом 4 мегабайта и 3-го уровня объёмом 16 мегабайт.

  • Основная особенность линейки отечественных процессоров «Эльбрус» — заложенный в архитектуру принцип явного параллелизма операций, он даёт возможность выполнять на каждом ядре за один машинный такт до 25 операций неупакованных 32- и 64-разрядных данных и до 41 операции в векторном режиме (упакованные 32-разрядные данные)[7], что обеспечивает высокую производительность при умеренной тактовой частоте;
  • технология динамической двоичной трансляции, позволяющая обеспечивать эффективное исполнение приложений и операционных систем, распространяемых в двоичных кодах x86;
  • поддержка режима защищённых вычислений с особым аппаратным контролем целостности структуры памяти, которая позволяет обеспечить высокий уровень информационной безопасности использующих его программных систем.

Процессор стал частью политики Российского правительства по импортозамещению.[8][6]. Базовой операционной системой для платформы Эльбрус является ОС Эльбрус, построенная на базе ядра Linux. Система программирования платформы поддерживает языки C, C++, Java, Фортран-77, Фортран-90[9]. Также на платформе могут работать ОС ALT Linux[10], ОСРВ QNX Нейтрино[11], ЛИНТЕР [12].

Как заявляется в компании: «Помимо создания традиционных вычислительных комплексов, прорабатываются и более масштабные проекты. В частности, производительность серверов на базе „Эльбрус-8С“ позволит в ближайшей перспективе приступить к практическому построению на их основе суперкомпьютера».

История[править | править код]

Архитектура, схемотехника и топология микропроцессора «Эльбрус-8С» разработаны специалистами Института электронных управляющих машин (ИНЭУМ) при участии компании МЦСТ (входит в ИНЭУМ). Сам ИНЭУМ является структурой концерна «Системы управления», который, в свою очередь, входит в «Объединённую приборостроительную корпорацию» (ОПК).

В июне 2014 года опытная партия микропроцессоров была запущена в производство[13][14][15], их изготовление ожидалось к октябрю[16], а в ноябре того же года первая партия инженерных образцов процессора и южного моста подготовлена к тестированию[17].

С середины 2014 идёт разработка новой модификации Эльбрус-8С под названием Эльбрус-8С2, в которой будет реализована поддержка ОЗУ стандарта DDR4 SDRAM и оптимизирована работа кэш-памяти процессора[18].

В январе 2016 года «ОПК» приступила к разработке первых устройств (настольные рабочие станции, ноутбуки и серверы) на базе процессора «Эльбрус-8С»[19]. Начало серийного производства планируется в первом полугодии 2016 года[20](стр. 15).

В октябре 2018 года концерн «Автоматика» госкорпорации «Ростех» начал серийное производство высокопроизводительных серверов «Эльбрус-804» в основе которого лежит четыре восьмиядерных процессора «Эльбрус-8С»[21].

20 декабря 2018 года был подписан акт приёмки выполненных работ по процессору «Эльбрус-8СВ» (1891ВМ12Я). Разработка длилась 5 лет, цена по госконтракту 621 млн. рублей[22].

Применение[править | править код]

Среди возможных применений серверов и рабочих станций, производимых на базе Эльбрус-8С, называются: государственные учреждения и бизнес-структуры, требующие повышенные свойства информационной безопасности, высокопроизводительные вычисления, обработка сигналов, телекоммуникационные применения.[9].

Эльбрус-8C[править | править код]

Технические характеристики[править | править код]

Основные характеристики микропроцессора «Эльбрус-8C»[6][23]
Тактовая частота 1300 МГц
Число ядер 8
Число одновременных операций за такт в каждом ядре, максимально 25 (41 в векторном режиме)
Пиковая производительность микросхемы, Gflops (64 разряда, двойная точность) 125
Пиковая производительность микросхемы, Gflops (32 разряда, одинарная точность) 250
Кэш-память 2-го уровня 8 * 512 КБ
Кэш-память 3-го уровня 16 МБ
Организация оперативной памяти DDR3-1600 ECC
Количество контроллеров памяти 4
Возможность объединения в многопроцессорную систему с когерентной общей памятью До 4 процессоров
Каналы межпроцессорного обмена 3, Каналы дуплексные
Пропускная способность каждого канала межпроцессорного обмена 8 ГБ/сек
Площадь кристалла 321 mm2[24](стр. 2)
Число транзисторов 2.73 миллиарда[24](стр. 2)
Энергопотребление 75—90 Вт[25](стр. 9) ~100 Вт[26](стр. 4)
Эльбрус-8СВ
Центральный процессор
Elbrus-8sv.svg
Разработчик МЦСТ
Производитель
Частота ЦП 1500 МГц
Технология производства 28 нм
Наборы инструкций «Эльбрус»
Микроархитектура VLIW
Маркировка 1891ВМ12Я
Число ядер 8
L2-кэш 4 МБ
L3-кэш 16 МБ

Эльбрус-8СВ[править | править код]

Эльбрус-8СВ — 8-ядерный микропроцессор серии «Эльбрус» 5-го поколения (микросхема центрального процессора 1891ВМ12Я). Разработан российской компанией МЦСТ. Производительность — 288 Гфлоп/с двойной точности[27], 576 Гфлоп/с одинарной точности. Заявленный техпроцесс — 28 нм[28]. Позволяет строить многопроцессорные серверы и рабочие станции, а также бортовые вычислители, требовательные к скорости обработки и передачи информации.

Опытно-конструкторские работы по проекту «Процессор 9 с архитектурой “Эльбрус”» с готовностью к серийному производству завершены в декабре 2018 года[29][30]. Торговые названия – «микросхема 1891ВМ12Я» или «процессор “Эльбрус-8СВ”», также упоминается под названием Elbrus-8CV[31](стр. 15-16).

Процессор получил двукратный рост числа операций за такт над числами с плавающей запятой, по сравнению с Эльбрус-8С, и оптимизированный кэш первого уровня[32][нет в источнике]. Разрядность блоков обработки чисел с плавающей запятой (FPU) увеличена с 64 до 128 бит. С учётом наличия в одном ядре 6 арифметико-логических каналов (АЛК), каждый из которых имеет в своём составе АЛУ и FPU, и способности FPU выполнять операции совмещённого умножения-сложения, каждое ядро микропроцессора исполняет до 24 операций с плавающей запятой за такт (двойная точность). Пиковая производительность – 50 операций в такт в каждом ядре (8 целочисленных, 24 вещественных).

Технические характеристики[править | править код]

Основные характеристики микропроцессора «Эльбрус-8CВ»[33]
Тактовая частота 1500 МГц
Число ядер 8
Число одновременных операций за такт в каждом ядре, максимально 50
Пиковая производительность микросхемы, Gflops (64 разряда, двойная точность) 288
Пиковая производительность микросхемы, Gflops (32 разряда, одинарная точность) 576
Кэш-память 2-го уровня 8 * 512 КБ
Кэш-память 3-го уровня 16 МБ
Организация оперативной памяти DDR4-2400 ECC
Количество контроллеров памяти 4
Возможность объединения в многопроцессорную систему с когерентной общей памятью До 4 процессоров
Площадь кристалла 350 mm2
Число транзисторов 3.5 миллиарда
Энергопотребление 90 Вт

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. Российская компания запустила производство отечественных восьмиядерных чипов // RT, 01.07.2014
  2. Серийное производство процессора "Эльбрус-8С" начнется в 2016 г. Дата обращения 16 мая 2018.
  3. Российский 28-нм процессор «Эльбрус-8С» пойдет в серию в 2016 г., CNews.ru. Дата обращения 16 мая 2018.
  4. Центральный процессор «Эльбрус-8СВ». АО «МЦСТ». Дата обращения: 26 декабря 2019.
  5. Центральный процессор «Эльбрус-8СВ» (ТВГИ.431281.023). АО «МЦСТ».
  6. 1 2 3 Восьмиядерный микропроцессор с архитектурой Эльбрус. Официальный сайт МЦСТ «Эльбрус». Дата обращения: 28 июня 2014. Архивировано 25 июня 2014 года.
  7. А.С. Кожин, М.И. Нейман-заде, В.В. Тихорский. Влияние подсистемы памяти восьмиядерного микропроцессора «Эльбрус-8C» на его производительность (рус.) // Вопросы радиоэлектроники. 2017 УДК 004.318. — 2017. — № 3. — С. 13–21.
  8. 8-ядерные российские процессоры «Эльбрус-8С» увидят свет в 2016 году // 3DNews, 26.05.2015
  9. 1 2 Новый 8-ядерный микропроцессор Эльбрус-8С. Официальный сайт МЦСТ «Эльбрус». Дата обращения: 28 июня 2014.
  10. "Базальт СПО" выпустил дистрибутив для платформы "Эльбрус" (рус.) (6 июня 2018). Дата обращения 10 июня 2018.
  11. ЗОСРВ «Нейтрино-Э» КПДА.10965-01. www.kpda.ru. Дата обращения: 10 июня 2018.
  12. Базы данных СУБД. Дата обращения: 25 января 2019.
  13. В производство запущена опытная партия процессоров Эльбрус-8С. habrahabr.ru (25 июня 2014). Дата обращения: 28 июня 2014.
  14. Началось производство российских процессоров «Эльбрус-8С» с восемью ядрами. 3dnews.ru (25 июня 2014). Дата обращения: 28 июня 2014.
  15. Создан российский процессор «Эльбрус» на базе технологии 28 нм. cnews.ru (1 июля 2014). Дата обращения: 4 июля 2014.
  16. Опытная партия 8-ядерных процессоров Эльбрус-8С запущена в производство. ferra.ru (28 июня 2014). Дата обращения: 4 июля 2014.
  17. Первая партия инженерных образцов процессора Эльбрус-8С и южного моста КПИ-2 готова к тестированию.. mcst.ru (14 ноября 2014).
  18. Ю.А.Недбайло. Повышение пропускной способности подсистемы памяти СнК Эльбрус-8С2. Институт электронных управляющих машин им. И.С. Брука.
  19. На базе новых российских процессоров «Эльбрус-8С» строят защищённые от кибершпионажа ПК и серверы // CNews, 20.01.2016
  20. Russian Microprocessors of the Elbrus Architecture Series for Servers and Supercomputers. russianscdays.org. Дата обращения: 7 ноября 2015.
  21. «Ростех» запустил производство самых мощных серверов «Эльбрус-804»
  22. Создан новый «Эльбрус» для обороны — аналог Intel Itanium и Xeon за 620 миллионов
  23. Центральный процессор «Эльбрус-8С» (ТВГИ.431281.016).
  24. 1 2 Разработка первого отечественного восьмиядерного микропроцессора по технологии 28 нм. mcst.ru (9 октября 2015). Дата обращения: 20 октября 2015.
  25. Российские технологии «Эльбрус» для персональных компьютеров, сер. mcst.ru (24 ноября 2014). Дата обращения: 20 октября 2015.
  26. И.Н. Бычков, А.С. Воробьев, Ю.С. Рябцев. СТЕНД ТЕСТИРОВАНИЯ И РАЗБРАКОВКИ МНОГОЯДЕРНЫХ ПРОЦЕССОРОВ. — ОАО «ИНЭУМ им.И.С. Брука. — 17 марта 2015. — 12 с.
  27. Архитектурные особенности и области применения современных российских микропроцессоров семейств Эльбрус и МЦСТ-R. МЦСТ (15 октября 2015). Проверено 22 июля 2015.
  28. Микропроцессор «Эльбрус-8СВ» (ТВГИ.431281.023) (1891ВМ12Я) — МЦСТ
  29. Создан новый «Эльбрус» для обороны — аналог Intel Itanium и Xeon за 620 миллионов - CNews
  30. Центральный процессор «Эльбрус-8СВ»
  31. Russian Microprocessors of the Elbrus Architecture Series for Servers and Supercomputers. russianscdays.org. Проверено 7 ноября 2015.
  32. Новый подход к физическому проектированию кэша первого уровня для микропроцессоров серии «Эльбрус». МЦСТ. Проверено 22 июля 2015.
  33. МЦСТ. mcst.ru.

Ссылки[править | править код]