Российская микроэлектроника продолжает движение в направлении импортозамещения.
8-ядерный процессор «Эльбрус-8С», выпускаемый по техпроцессу 28 нм, был представлен на 4-ой конференции “ИТ на службе оборонно-промышленного комплекса”.
Микропроцессор “Эльбрус-8С” обеспечивает решение вычислительно-интенсивных задач и предназначен для создания многопроцессорных и многомашинных систем и комплексов терафлопного класса производительности.
Работы ведутся в соответствии с ОКР “Разработка гетерогенного микропроцессора с пиковой производительностью более 150 Гигафлопс на базе высокопроизводительных 64-разрядных процессорных ядер”. Цель ОКР – создание многоядерного процессора серверного класса Эльбрус-8С с архитектурой “Эльбрус”.Объединенная приборостроительная корпорация
На этой неделе специалисты ИНЭУМ им. Брука и российский производитель МЦСТ выполнили один из очередных этапов завершающих испытаний российского 8-ядерного микропроцессора нового поколения — “Эльбрус-8С”.
В четверг 25.06.2015 в соответствии ОКР была выполнена настройка и комплексная регулировка различных программаторов и стенда (однопросессорный комплекс на КПИ-1) и произведены стендовые испытания микропроцессора “Эльбрус-8С” на различных частотах работы ЦП: 450, 600, 800, 900, 1000, 1200 МГц. Также (на подготовительных этапах тестирования) была выполнена настройка и предварительная проверка соответствия работоспособности опытного образца многопросессорного комплекса “Эльбрус-8С” (4ЦП) требованиям ТЗ и его совместимости и функционирования с южными мостами КПИ-1 и КПИ-2.
Исходные тексты ОС и код BIOS были положены в архив предприятия.
Сделано у нас
Архитектура, топология и схемотехника микропроцессора “Эльбрус-8С” полностью разработаны специалистами ИНЭУМа и МЦСТ.
Чип выйдет в серийное производство в 2016 году. Ниже приведены основные характеристики новейшего разрабатываемого в России микропроцессора.| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Архитектура процессора | «Эльбрус» | Количество вычислительных устройств с плавающей запятой увеличено с 4 до 6 |
| Количество ядер | 8 | |
| Кэш-память 2го уровня | 8 * 512 КБ | Отдельная кэш-память для каждого ядра |
| Кэш-память 3го уровня | 16 МБ | Разделяемая между всеми ядрами |
| Рабочая частота | 1.3 ГГц | Расчётное значение |
| Производительность | ~250 ГФлопс | На операциях с одинарной точностью (FP32) |
| Тип контроллеров памяти | DDR3-1600 | С поддержкой ECC |
| Кол-во контроллеров памяти | 4 | |
| Поддержка многопроцессорных систем | До 4 процессоров | В системе поддержки кэш-когерентности реализована фильтрация снупирования |
| Каналы межпроцессорного обмена (пропускная способность) | 3 (16 ГБ/с) | Каналы дуплексные (пропускная способность в каждую сторону – 8 ГБ/с) |
| Технологический процесс | 28 нм | |
| Пплощадь кристалла | 350 кв. мм | |
| Южный мост | КПИ-1 и КПИ-2 | |
| Рассеиваемая мощность на уровне | 60 – 90 Вт |
Микропроцессор совместим с южным мостом КПИ-1 или КПИ-2. Последний обеспечивает системам на основе «Эльбрусе-8С» современный уровень скорости обмена с внешними устройствами. КПИ-2 пока выпускается по техпроцессу 65 нм. В КПИ-2 реализована поддержка 20 линий шины PCI-Express 2.0 (8+8+4), трёх гигабитных сетевых контроллеров Ethernet, восьми портов SATA v.3.0 и восьми портов USB 2.0. Скорость обмена данными с процессором у КПИ-2 составляет 16 Гбайт/с.
Помимо поддержки основных интерфейсов КПИ-2 содержит встроенный контроллер SPMC, обеспечивающий энергосберегающие функции, а также контроллер прерываний.
Эльбрус-8С vs Intel Core i7
Имея рабочую частоту 1,3 ГГц Эльбрус-8С имеет производительность 250 гигафлопсов, для сравнения производительность процессора Intel Core i7-5960X (Haswell), частоты 3,0-3,5 ГГц (2014) — 350 гигафлопсов.
В июне 2014 года опытная партия микропроцессоров “Эльбрус-8С” была запущена в производство. “Эльбрус-8С” и отечественная архитектура «Эльбрус» разработаны у нас и имеют ряд уникальных особенностей, а именно: возможность выполнять 25-30 операций за такт, высокая производительность при умеренной тактовой частоте, технология динамической двоичной трансляции для запуска ПО в кодах x86 (производительности на уровне 80% от нативной), режим защищённых вычислений с особым аппаратным контролем целостности структуры памяти, что обеспечивает высокий уровень информационной безопасности, система команд с векторными ускорителями и инструкциями для ускорения математических расчётов, шифрования и обработки сигналов (они не выделяются в отдельные расширения, а предусмотрены изначально), встроенные механизмы защиты от запуска вредоносного кода: структурированная память с доступом к объектам через дескрипторы и контекстной защитой по языковым областям видимости; определение нарушения границ объекта (переполнения буфера), использования не инициализированных данных и опасных отклонений от стандартов программирования.
Операционная система и ПО
Базовой операционной системой для платформы Эльбрус является ОС Эльбрус, построенная на базе ядра Linux. Система программирования платформы поддерживает языки С, С++, Java, Фортран-77, Фортран-90
Аппаратная часть взаимодействует с операционной системой через собственный микрокод BIOS. Возможна работа с дистрибутивами Linux, FreeBSD, QNX, Windows XP, но для ответственных сфер применения рекомендуется ОС «Эльбрус» на базе ядра Linux 2.6.33. Коллективом МЦСТ проделана огромная работа по созданию ОС реального времени с собственными механизмами обработки прерываний, синхронизации, управления памятью и поддержки тегированных вычислений. Всё это направлено на раскрытие потенциала архитектуры отечественного процессора и защиты от распространённых эксплоитов.
Оптимизация кода программ с учётом архитектуры «Эльбрус» достигается за счёт применения специализированных средств разработки: оптимизирующих компиляторов с языков C и C++, Фортран и Java, отладчики, средства и библиотеки для распараллеливания вычислений. Среди последних возможно использование интерфейса передачи сообщений между процессами (MPI) и открытого стандарта OpenMP.
Уже создаются служебные программы и вспомогательные компоненты, оптимизированные для выполнения на процессорах «Эльбрус». Это утилиты, сервисы, библиотеки общего назначения, поддержка баз данных, графическая подсистема (на базе Xorg, GTK+ и Qt), средства для работы с сетью и периферийными устройствами.
Свежие комментарии