Ты наверняка слышал о том, что в России делают процессоры, и даже раздумывал, повод ли это для гордости или только для горькой усмешки. Но интересны ответы на другие вопросы: сколько русского в русских процессорах и на что они годны?

 

Intro

К теме «русского процессора» можно подходить с разных сторон, таких, например, как «показ кузькиной матери» и «наш ответ Чемберлену». В конце концов, изничтожаем же мы бульдозерами сыр с плесенью, чем импортные процессоры хуже? В топку их, пусть хрустят под цилиндрами строительных катков со всех экранов страны! Даешь российский кремний!

Это, конечно, страшный популизм. На самом деле стоит задуматься вот о чем: если зависимость российского потребителя от дорблю и маскарпоне достаточно эфемерна, то микроэлектронные компоненты сегодня в буквальном смысле повсюду. Большинство из них — зарубежного производства.

Вот вопрос на засыпку: можно ли считать сыр российским, если технологическая линия на российской сыроварне управляется импортными процессорами и контроллерами? Это плохо или ничего ужасного в этом нет? В конце концов, жили же мы десятки лет с массовыми закупками электроники. Сейчас она повсюду: помогает управлять транспортом и финансовыми потоками, производством и торговлей.

Сторонники теории заговоров говорят, что это плохо. Случись перебои с поставками ключевых кремниевых комплектующих, и важные информационные системы встанут. Или, хуже того, окажется, что в процессорах, которые рулят ответственным госуправлением, супостат разместил аппаратную или микропрограммную закладку, которая жахнет в нужный момент.

При нынешних наноразмерных техпроцессах производства чипов в них можно напихать что угодно. Для защиты от этого, конечно, существуют различные сертификационные лаборатории, которые в поте лица ищут недокументированные возможности в железе для стратегически важных систем. Но при таких проверках речь идет о математической статистике: из огромной партии выбираются для проверки лишь несколько экземпляров. Как говорится, «лучше перебдеть» и начать обеспечивать себя процессорами.

Но развитие отечественной микро- и наноэлектроники — это не только вопрос государственной безопасности. Самое важное — это вовлеченные в процесс разработки люди. Любое улучшение производительности процессора — сложнейшая многофакторная оптимизационная задача, которая требует работы высококвалифицированных инженеров, программистов и персонала фабрик. Люди, способные решать такие задачи, должны быть для государства значительно более ценным ресурсом, чем ломящиеся от сыра закрома, да простят меня сыровары.

 

Горы и озера

Сегодня даже далекий от ИТ человек слышал о «наших» процессорах «Эльбрус» и «Байкал» — гордости отечественного процессоростроения. А вот какие конкретно разработки кроются за этими известными названиями, знает не каждый.

За словом «Эльбрус» стоит важная историческая ветвь развития отечественной вычислительной техники: многопроцессорные вычислительные комплексы, разрабатываемые с семидесятых по девяностые годы, а также машинная (а ныне — микропроцессорная) архитектура, которая значительно отличается от существующих на массовом рынке решений. С этим названием связана целая группа компаний — МЦСТ, «ИНЭУМ им. И. С. Брука» и «Эльбрус-2000». Заодно «Эльбрус» — это торговая марка микропроцессоров и компьютеров, которые проектирует и выпускает компания МЦСТ.

Костяк модельной линейки «Эльбрусов» составляют три разновидности систем на чипе (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.
Восьмиядерник «Эльбрусов-8С» в железе
Восьмиядерник «Эльбрусов-8С» в железе

В этом же году должна завершиться разработка системы на чипе «Эльбрус-1С+» — развития одноядерного энергоэффективного решения «Эльбрус-1С» с интегрированным графическим ядром. Вот его спецификации: одно ядро, работающее на частоте 1 ГГц, до 25 операций в такт, кеш второго уровня 2 Мбайт, два канала DDR3-1600. Для планшетов — самое то!

Блок-схема новейшего восьмиядерника «Эльбрус-8С»
Блок-схема новейшего восьмиядерника «Эльбрус-8С»

В целом же роадмап «Эльбрусов» прописан до 2021 года и предусматривает появление шестнадцати- и даже тридцатидвухъядерных моделей.

Roadmap «Эльбрусов». Перспектива: 32 ядра и 10 нанометров
Roadmap «Эльбрусов». Перспектива: 32 ядра и 10 нанометров

Ну и поскольку «Эльбрус» — это еще и компьютеры, то в производственной линейке МЦСТ имеются микросхемы КПИ и КПИ-2 («контроллеры периферийных интерфейсов»), что в переводе с бюрократического обычно называется «южный мост».

Первая серия КПИ-2 была выпущена в 2014 году. Контроллер поддерживает SATA, USB 2.0 и Gigabit Ethernet, а также спецификацию шины PCI Express 3.0, а значит, потенциально позволит комплектовать компьютеры «Эльбрус» быстрыми видеокартами и прочей новейшей периферией.

Продолжение доступно только подписчикам

Вариант 1. Оформи подписку на «Хакер», чтобы читать все материалы на сайте

Подписка позволит тебе в течение указанного срока читать ВСЕ платные материалы сайта. Мы принимаем оплату банковскими картами, электронными деньгами и переводами со счетов мобильных операторов. Подробнее о подписке

Вариант 2. Купи один материал

Заинтересовала информация, но нет возможности оплатить подписку? Тогда этот вариант для тебя! Обрати внимание: этот способ покупки доступен только для материалов, опубликованных более двух месяцев назад.


7 комментариев

  1. Unknown

    09.11.2015 at 16:27

    Эта статья просто какой-то ватный позор. Предложение о подписке после этого выглядит как издевка.

    • eugene.lityushkin

      09.11.2015 at 17:40

      В чём конкретно позор?

      С моей точки зрения статья неплохая.

      Из недостатков:

      — некоторая сумбурность изложения

      — отсутствие экономической составляющей.

      Так xakep — популярный технический журнал, а не издание IEEE

    • Ufanext

      11.11.2015 at 06:14

      иди пожуй укроп

  2. Dofkin

    09.11.2015 at 22:08

    Спасибо познавательной, было бы интересно почитать мировую историю isa.

  3. SanekJRH

    10.11.2015 at 11:07

    «Эльбрус-1С:Предприятие 8.3»

  4. mighty.yoda@gmail.com

    12.11.2015 at 14:59

    В статье присутствует некоторый сумбур…
    Если это задумывалось как ликбез, то посты Михаила Сваричевского (BarsMonster) на хабре гораздо полнее описывают картину, так как включают важные вопросы экономической целесообразности.
    Странно выглядит вопрос «зачем искусственно создавать конкурента Эльбрусу?» за которым следует много текста о том какие чужие IP кто из отечественных разработчиков использует и вывод «у нас тоже не все так страшно с IP» который совсем не отвечает на поставленный вопрос, да и сам по себе необоснован.
    МЦСТ на деньги Минпрома разрабатывает и выпускает продукцию для минобороны. Тиражи одного номинала, в лучшем случае исчисляются, десятками тысяч. Но при этом микросхемы проходят комплекс тестов по стойкости и надежности по требованиям МО.
    Байкал же сразу целился на массовый рынок, то есть миллионы кристаллов. Т1, это система на кристалле, тогда как все существующие Эльбрусы требуют КПИ или КПИ-2. Требования минобороны его не затрагивают. И, судя по всему, Т1 это проходной кристалл для отработки маршрута, основная цель — Байкал-М на базе АРМ-а для серверов.
    Так что в перспективе, Эльбрус 8с, вероятно можно будет сравнить с Байколом-М, но пока сравнивать Т1 со всем, что делается за деньги Минпрома просто не корректно.
    Вот КОМДИВ-ы, это конкурент продукции МЦСТ.
    Тезис о закладках, высказанный в шутливой форме, на самом деле волнует не только отечественных чиновников, в США более 10-ти лет назад бы ла открыта соответствующая программа по обеспечению доверенности электроники. Так что это только у нас наконец-то поняли, что эта угроза не так иллюзорна, как кажется.
    И в свете вопроса доверенности есть много разных аспектов технологии разработки, которые вносят много оттенков в понятие «российский процессор».
    Например IP можно купить в виде soft-IP (синтезируемое описание на HDL) и иметь хотя-бы гипотетическую возможность изучить его внутренности, а можно купить hard-IP (кусок готовой топологии, анализ которой по сложности значительно превышает все разумные пределы). И в плане доверенности «российские» микросхемы при проектировании которых пошли вторым путем (он сильно дешевле и проще) ничем не лучше полностью зарубежных аналогов.
    Ну и техпроцесс тоже влияет… для относительно «толстых» старых технологий можно провести в разумное время полную послойную проверку того, что на фабрике при производстве не добавили новых соединений, а вот для 28 нанометров это уже совсем не так.
    Так же не стоит все привязывать к одной «линейке» — топологической норме техпроцесса. Это хорошо видно на примере Apple «chipgate»: более «толстая» технология TSMC в итоге дала лучшие результаты чем 14nm Samsung. А для большого количества применений вообще нет никакой необходимости забираться дальше 65 или даже 180nm.
    Ну и напоследок — Ангстрем-Т1 еще строится и, если вспомнить когда вся эта история началась, не факт, что достоится, так что записывать его в конкуренты производству Микрона тоже не корректно.

Оставить мнение

Check Also

Кавычкой по «Джумле». Учимся проводить SQL-инъекцию второго порядка на примере уязвимости в Joomla

Joomla — вторая по популярности система управления сайтами после WordPress. Уязвимость, о …