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
Разъём
Ядра

Эльбрус-8С и Эльбрус-8СВ — 8-ядерные процессоры с архитектурой «Эльбрус» для персональных компьютеров и серверов. Разработаны российской компанией МЦСТ[1].

Первые опытные образцы Эльбрус-8С (1891ВМ10Я) были выпущены в 2014 году, а в 2016 году началось серийное производство процессора [2][3].

В 2018 году была завершена разработка его сильно модернизированной версии — Эльбрус-8СВ (1891ВМ12Я)[4], а на 2020 год было запланировано начало серийного производства[5]. Заявленная производительность процессоров при операциях с данными двойной и одинарной точности (FP32) равна 250 и 576 гигафлоп/с соответственно.

Производился на фабрике TSMC в Синьчжу, Тайвань. В связи с международными санкциями за вторжение на Украину, TSMC приостановила поставки процессоров в Россию и ее поставщикам[6].

Описание[править | править код]

Целью разработчиков процессора было достигнуть пиковой производительности в 250 Gflops[7].

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)[8], 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.[9][7]. 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[10]. Также на платформе могут работать ОС ALT Linux[11], ОСРВ QNX Нейтрино[12], ЛИНТЕР [13].

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[14][15][16], их изготовление ожидалось к октябрю[17], а в ноябре того же года первая партия инженерных образцов процессора и южного моста подготовлена к тестированию[18].

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[19].

В январе 2016 года «ОПК» приступила к разработке первых устройств (настольные рабочие станции, ноутбуки и серверы) на базе процессора «Эльбрус-8С»[20]. Начало серийного производства планируется в первом полугодии 2016 года[21](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»[22].

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[23].

Применение[править | править код]

Среди возможных применений серверов и рабочих станций, производимых на базе Эльбрус-8С, называются: государственные учреждения и бизнес-структуры, требующие повышенных свойств информационной безопасности, высокопроизводительные вычисления, обработка сигналов, телекоммуникационные применения.[10].

Эльбрус-8C[править | править код]

Технические характеристики[править | править код]

Основные характеристики микропроцессора «Эльбрус-8C»[7][24]
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/с
Площадь кристалла 321 мм2[25](с. 2)
Число транзисторов 2,73 миллиарда[25](с. 2)
Энергопотребление 75—90 Вт[26](стр. 9) ~100 Вт[27](с. 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
Разъём
Ядра

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[28], 576 Гфлоп/с одинарной точности. Заявленный техпроцесс — 28 нм[29]. 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[30][31]. Торговые названия – «микросхема 1891ВМ12Я» или «процессор “Эльбрус-8СВ”», также упоминается под названием Elbrus-8CV[32](с. 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[33][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»[34]
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 мм2
Число транзисторов 3,5 миллиарда
Энергопотребление 90 Вт

Критика[править | править код]

На протяжении четырёх месяцев 2021 года Сбербанк проводил тестирование двух типов серверов (двух- и четырёхпроцессорных), использовавших восьмиядерные микропроцессоры типа «Эльбрус-8С». В декабре 2021 года были оглашены результаты испытаний, оказавшиеся неудачными для «Эльбруса»: в результате функционального тестирования по методике Sberinfra на соответствие корпоративным эксплуатационным требованиям серверы с «Эльбрусом» показали соответствие всего 7 параметрам из 44 (16 %). Серверы на российских микропроцессорах значительно проиграли серверу с 20-ядерным чипом Intel Xeon Gold 6230, традиционно использующемуся Сбербанком. Впрочем, представители лаборатории новых технологических решений Сбербанка высказывали мнение, что переупаковка сервера без затрагивания процессора и ОС может помочь разрешить большую часть возникших проблем[35]. В том же месяце стало известно, что отбракованные процессоры Эльбрус-8СВ начали продаваться в России в виде сувениров на магнитной основе[36].

9 декабря 2021 года представители крупнейших российских потребителей серверного оборудования на совещании Минцифры раскритиковали вычислительную технику, работающую на отечественных процессорах, выразив недовольство низкой производительностью, высоким энергопотреблением и неконкурентной по сравнению с иностранными аналогами ценой оборудования[37]. Работу серверов на российских микропроцессорах раскритиковало также руководство МВД РФ: согласно письму заместителя главы МВД Виталия Шулики от 27 декабря 2021 года, серверы, работавшие на российских процессорах типа «Эльбрус-8С», не поддерживали загрузку операционной системы с носителей информации, объединённых в аппаратные рейды, что не позволяло обеспечить достаточный уровень отказоустойчивости программно-аппаратных комплексов[38]. Более того, 28 декабря 2021 года Минпромторг подал в суд на ИНЭУМ, выпускавший серверы под маркой «Эльбрус», потребовав вернуть всю субсидию, выданную Минпромторгом на разработку масштабируемой серверной системы на базе микропроцессоров Эльбрус-8С: компания, получив субсидию в размере 325,5 млн рублей, не уложилась в сроки проекта к концу мая 2020 года[39].

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. Российская компания запустила производство отечественных восьмиядерных чипов Архивная копия от 1 июля 2014 на Wayback Machine // RT, 01.07.2014
  2. Серийное производство процессора "Эльбрус-8С" начнется в 2016 г. Архивировано 17 мая 2018 года. Дата обращения 16 мая 2018.
  3. Российский 28-нм процессор «Эльбрус-8С» пойдет в серию в 2016 г., CNews.ru. Архивировано 27 апреля 2018 года. Дата обращения 16 мая 2018.
  4. Центральный процессор «Эльбрус-8СВ». АО «МЦСТ». Дата обращения: 26 декабря 2019. Архивировано 27 декабря 2019 года.
  5. Центральный процессор «Эльбрус-8СВ» (ТВГИ.431281.023). АО «МЦСТ». Дата обращения: 5 апреля 2018. Архивировано 2 апреля 2018 года.
  6. РИА Новости: производитель полупроводников TSMC прекратил поставки в Россию. Дата обращения: 27 февраля 2022. Архивировано 27 февраля 2022 года.
  7. 1 2 3 Восьмиядерный микропроцессор с архитектурой Эльбрус. Официальный сайт МЦСТ «Эльбрус». Дата обращения: 28 июня 2014. Архивировано 25 июня 2014 года.
  8. 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. Архивировано 10 декабря 2020 года.
  9. 8-ядерные российские процессоры «Эльбрус-8С» увидят свет в 2016 году Архивная копия от 3 июня 2015 на Wayback Machine // 3DNews, 26.05.2015
  10. 1 2 Новый 8-ядерный микропроцессор Эльбрус-8С. Официальный сайт МЦСТ «Эльбрус». Дата обращения: 28 июня 2014. Архивировано 11 ноября 2020 года.
  11. "Базальт СПО" выпустил дистрибутив для платформы "Эльбрус" (рус.) (6 июня 2018). Архивировано 12 июня 2018 года. Дата обращения 10 июня 2018.
  12. ЗОСРВ «Нейтрино-Э» КПДА.10965-01. www.kpda.ru. Дата обращения: 10 июня 2018. Архивировано 12 июня 2018 года.
  13. Базы данных СУБД. Дата обращения: 25 января 2019. Архивировано 26 января 2019 года.
  14. В производство запущена опытная партия процессоров Эльбрус-8С. habrahabr.ru (25 июня 2014). Дата обращения: 28 июня 2014. Архивировано 28 июня 2014 года.
  15. Началось производство российских процессоров «Эльбрус-8С» с восемью ядрами. 3dnews.ru (25 июня 2014). Дата обращения: 28 июня 2014. Архивировано 30 июня 2014 года.
  16. Создан российский процессор «Эльбрус» на базе технологии 28 нм. cnews.ru (1 июля 2014). Дата обращения: 4 июля 2014. Архивировано 8 июля 2014 года.
  17. Опытная партия 8-ядерных процессоров Эльбрус-8С запущена в производство. ferra.ru (28 июня 2014). Дата обращения: 4 июля 2014. Архивировано 1 июля 2014 года.
  18. Первая партия инженерных образцов процессора Эльбрус-8С и южного моста КПИ-2 готова к тестированию.. mcst.ru (14 ноября 2014). Дата обращения: 17 ноября 2014. Архивировано 29 ноября 2014 года.
  19. Ю.А.Недбайло. Повышение пропускной способности подсистемы памяти СнК Эльбрус-8С2. Институт электронных управляющих машин им. И.С. Брука. Дата обращения: 17 августа 2015. Архивировано 17 марта 2015 года.
  20. На базе новых российских процессоров «Эльбрус-8С» строят защищённые от кибершпионажа ПК и серверы Архивная копия от 18 января 2017 на Wayback Machine // CNews, 20.01.2016
  21. Russian Microprocessors of the Elbrus Architecture Series for Servers and Supercomputers. russianscdays.org. Дата обращения: 7 ноября 2015. Архивировано 4 марта 2016 года.
  22. «Ростех» запустил производство самых мощных серверов «Эльбрус-804». Дата обращения: 16 октября 2018. Архивировано 16 октября 2018 года.
  23. Создан новый «Эльбрус» для обороны — аналог Intel Itanium и Xeon за 620 миллионов. Дата обращения: 4 марта 2019. Архивировано 3 марта 2019 года.
  24. Центральный процессор «Эльбрус-8С» (ТВГИ.431281.016). Дата обращения: 5 апреля 2018. Архивировано 30 марта 2018 года.
  25. 1 2 Разработка первого отечественного восьмиядерного микропроцессора по технологии 28 нм. mcst.ru (9 октября 2015). Дата обращения: 20 октября 2015. Архивировано 4 марта 2016 года.
  26. Российские технологии «Эльбрус» для персональных компьютеров, сер. mcst.ru (24 ноября 2014). Дата обращения: 20 октября 2015. Архивировано 4 марта 2016 года.
  27. 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.
  28. Архитектурные особенности и области применения современных российских микропроцессоров семейств Эльбрус и МЦСТ-R Архивная копия от 17 апреля 2018 на Wayback Machine. МЦСТ (15 октября 2015). Проверено 22 июля 2015.
  29. Микропроцессор «Эльбрус-8СВ» (ТВГИ.431281.023) Архивная копия от 2 апреля 2018 на Wayback Machine (1891ВМ12Я) — МЦСТ
  30. Создан новый «Эльбрус» для обороны — аналог Intel Itanium и Xeon за 620 миллионов - CNews. Дата обращения: 30 октября 2019. Архивировано 30 октября 2019 года.
  31. Центральный процессор «Эльбрус-8СВ». Дата обращения: 5 апреля 2018. Архивировано 2 апреля 2018 года.
  32. Russian Microprocessors of the Elbrus Architecture Series for Servers and Supercomputers Архивная копия от 4 марта 2016 на Wayback Machine. russianscdays.org. Проверено 7 ноября 2015.
  33. Новый подход к физическому проектированию кэша первого уровня для микропроцессоров серии «Эльбрус» Архивная копия от 21 августа 2018 на Wayback Machine. МЦСТ. Проверено 22 июля 2015.
  34. МЦСТ. mcst.ru. Дата обращения: 5 апреля 2018. Архивировано 2 апреля 2018 года.
  35. Сбербанк заявил о катастрофическом несоответствии «Эльбрусов» своим требованиям. Cnews.ru (13 декабря 2021). Дата обращения: 17 декабря 2021. Архивировано 17 декабря 2021 года.
  36. В продаже появились бракованые процессоры «Эльбрус». Cnews.ru (13 декабря 2021). Дата обращения: 17 декабря 2021. Архивировано 17 декабря 2021 года.
  37. Никита Королёв. Суровый российский сервер // Коммерсантъ. — 2021. — 17 декабря (№ 230). — С. 1.
  38. Никита Королёв. Чип от чипу не легче // Коммерсантъ. — 2022. — 31 января (№ 16/П). — С. 10.
  39. Власти потребовали от создателей «Эльбрусов» вернуть огромные деньги за проваленную ИТ-разработку. Cnews.ru (24 января 2022). Дата обращения: 25 января 2022. Архивировано 24 января 2022 года.

Ссылки[править | править код]