Эльбрус

Продукт
Разработчики: МЦСТ
Дата последнего релиза: июнь 2014 года
Отрасли: ВПК
Технологии: Процессоры

Содержание

Эльбрус — серия советских супер-ЭВМ, разработанных в Институте точной механики и вычислительной техники (ИТМиВТ) в 1970-х — 1990-х гг. Такое же название получили процессоры, разрабатывающиеся для применения в высокотехнологичных военных комплексах, ПВО и ПРО.

2018: В России создан процессор — аналог Intel Xeon и AMD Opteron

Как стало известно CNews, новый процессор российской компании МЦСТ, известной как разработчик микропроцессорной линейки «Эльбрус», получил характеристики, аналогичные свойствам серверных процессоров Intel Xeon E5-2640 v2 и AMD Opteron 6370. Об этом CNews в январе 2018 года сообщили представители Минпромторга. Первый из зарубежных продуктов был выведен на рынок в третьем квартале 2013 г., второй — в начале 2014 г[1].

Разработка отечественной новинки по заказу Минпромторга началась в ноябре 2015 г. и завершилась в ноябре 2017 г. Каких-либо анонсов в ее отношении ни МЦСТ, ни министерство пока не выпускали. Стоимость работ составила 500 млн руб.

Контракт с МЦСТ был подписан по итогам конкурса на выполнение тематических опытно-конструкторских работ (ОКР) в рамках подпрограммы повышения конкурентоспособности отечественной промышленности «Ускоренное развитие оборонно-промышленного комплекса». Дословное название лота звучало как разработка и освоение производства микропроцессора для реализации системы двоичной совместимости с архитектурой x86, x86-64 и модулей ЭВМ на его основе. Конкуренцию на тендере МЦСТ безуспешно пытался составить Научно-технический центр «НТЦ Модуль».

Как сообщают в Минпромторге, все работы по контракту были выполнены МЦСТ в полном объеме технического задания, в установленные сроки (до 30 ноября 2017 г.) и приняты государственной комиссией.

2017: Выпущены ПК и серверы на платформе «Эльбрус 8С»

25 мая 2017 года компания «Росэлектроника» представила образцы персональных компьютеров и серверов на платформе микропроцессоров «Эльбрус-8С».

Созданные вычислительные устройства заявлены как системы с повышенной производительностью и гарантией высокого уровня защиты информации. Восьмиядерный чип производится по технологии 28 нм[2].

ПК на платформе «Эльбрус 8С», (2017)
«
Это следующее поколение отечественной вычислительной техники. Все этапы сборки осуществляются на наших производственных площадках и на предприятиях отечественных партнёров. Все это гарантирует высокий уровень информационной безопасности оборудования. Мы ожидаем, что первая опытная партия персональных компьютеров на основе процессора будет готова уже к концу 2 квартала 2017 года.

Арсений Брыкин, заместитель генерального директора АО «Росэлектроника»
»

Установочная партия 2- и 4-процессорных серверов на основе «Эльбрус-8С» будет выпущена к концу 2017 года. Серверы предназначены для обработки больших объемов информации, в том числе - в режиме реального времени.

2016: Цена достижений "Эльбруса"

10 августа 2016 года стала известна стоимость разработки двух новейших моделей из процессорной линейки «Эльбрус» - 1,25 млрд руб.

Разработка «Эльбрус-8С» и «Эльбрус-1С+» — велась в течение трех лет и обошлась бюджету в 836 млн и 410 млн соответственно (в сумме ~ 1,25 млрд). Работы выполнены в рамках исполнения контрактов Минпромторга по первым двум лотам тендера 2011 года «на выполнение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по подпрограмме федеральной целевой программы № 1 Часть 28». Под программой №1 подразумевается «Развитие электронной компонентной базы и радиоэлектроники» в 2008–2015 годах[3].

Работы по лоту №1 именовались «Разработка гетерогенного микропроцессора с пиковой производительностью более 150 ГФлопс на базе высокопроизводительных универсальных 64-разрядных процессорных ядер». По лоту №2 — «Разработка 64-разрядного микропроцессора со встроенной графикой с пиковой производительностью более 24 Гфлопс».

Контракты по этим лотам выиграны в декабре 2011 года разработчиком «Эльбрусов» — компанией МЦСТ. Их исполнение предполагалось завершить до декабря 2015 года.

31 декабря 2015 года Александр Ким, генеральный директор МЦСТ, в новогоднем поздравлении на сайте компании сообщил о завершении испытаний процессоров и стадии оформления документов.

На два последних процессора линейки «Эльбрус» государство истратило 1,25 млрд руб. в течение трех лет, при том, что процессоры создавались не «с нуля» - архитектура «Эльбрус» используется компанией в ее модельном ряду более десяти лет.


Представление

  • «Эльбрус-8С» - 8-ядерный процессор, созданный по технологии 28 нм. Его назначение - первичная и вторичная обработка больших объемов оцифрованных сигналов в режиме реального времени, решения других задач обработки информации с использованием, как универсальных алгоритмов обработки информации, так и специализированных: ПК, серверы, высокопроизводительные системы.

  • «Эльбрус-1С+» изготовлен по технологии 40 нм. Он содержит одно ядро архитектуры «Эльбрус» и одно графическое ядро с поддержкой аппаратного ускорения 3D-графики. Он предназначен для использования в экономичных одноплатных носимых и встроенных ЭВМ, терминалах, промышленной автоматике.

«Эльбрус-8С», (2016)


Минпромторг склонен видеть создание на их основе вычислителей разнообразного конструктивного исполнения для машиностроительной, авиационной, космической промышленности, топливно-энергетического комплекса, других отраслей.

Какова степень доступности, сроки начала серийного производства и свободной продажи, на 10 августа 2016 года, не известно. Тем не менее, в январе 2016 года «Объединенная приборостроительная корпорация» сообщила о начале разработки защищенного от кибершпионажа оборудования на платформе «Эльбрус-8С».

«Эльбрус-8С» фигурирует и в утвержденном Правительством плане гарантированных закупок российской гражданской микроэлектронной продукции на среднесрочную перспективу. МВД заявляло о намерении в 2017-2018 годы закупить изделия на этой платформе.

«
Ведется проектирование микропроцессора "Эльбрус-8СВ", имеющего пиковую производительность свыше 500 ГФлопс. Закладываются основы для следующего поколения, с производительностью свыше 1 ТФлопс.
»

2015: Эльбрус-8С выйдет в серию в 2016 году

26 мая 2015 года стало известно о планах компании МЦСТ начать серийные поставки процессора «Эльбрус-8С» в 2016 году. Процессор создан на основе технологии 28-нм и обеспечит в пять раз более высокую вычислительную производительность, в сравнении со своим предшественником[4].

Александр Якунин, генеральный директор Объединенной приборостроительной корпорации, сообщил: "Разработка этого чипа вышла на завершающую стадию. В конце этого года процессор должен выйти на государственные испытания, в 2016 году его планируется запустить в серийное производство".

Опытную партию процессоров «Эльбрус-8С» запустили в производство в июле 2014 года.

Процессор Эльбрус-8с на плате компьютера, 2014

На 26 мая 2015 года 8-ядерный чип «Эльбрус-8С» действует на тактовой частоте 1,3 ГГц, производительность - 250 Гфлопс. Для сравнения, производительность предыдущего поколения микропроцессора — 4-ядерного «Эльбрус-4С», созданного на основе 65-нм технологии, в пять раз ниже — 50 Гфлопс (разработка этого процессора, работающего на частоте 800 МГц, завершена в 2014 году).

Основная особенность линейки отечественных процессоров «Эльбрус» — заложенный в архитектуру принцип явного параллелизма операций. Помимо высокой производительности и энергоэффективности процессоров он дает применять их в замещении импортных вычислительных систем там, где этого требуют соображения информационной безопасности и технологической независимости.

Компьютеры на платформе «Эльбрус» работают под управлением ОС «Эльбрус», основанной на ядре Linux и имеющей систему управления пакетами Debian. Для платформы «Эльбрус» созданы версии компиляторов С, С++, Java, Fortran-77 и Fortran-90, СУБД POstgreSQL, большое количество специального ПО.

Компания планирует выпустить одновременно с процессором «Эльбрус-8С» контроллер периферийных интерфейсов — КПИ-2. По словам разработчиков, это позволит системам на «Эльбрус-8С» достичь более высокой скорости обмена с внешними устройствами. В нем будут использованы:

  • шина PCI-Express 2.0 на 20 линий,
  • три контроллера Gigabit Ethernet
  • восемь портов SATA 3.0.

Якунин отметил - в планах на 2018 год, представить следующее поколение «Эльбруса» — «Эльбрус-16С». Он будет 8-ядерным и создан по производственной технологии 28 нм, но работать на частоте 1,5 ГГц и предлагать повышенную вычислительную мощность — 512 Гфлопс.

«Эльбрус-8С» не одинок на отечественном поле процессоров - компания «Байкал электроникс» сообщила о завершении выпуска инженерных образцов многоядерного процессора «Байкал-Т1», созданного по топологии 28 нм. Чип предназначен для промышленных и потребительских устройств на рынках коммуникационных решений, промышленной автоматики и встроенных систем.

2014: Российский процессор «Эльбрус-8С» на базе технологии 28 нм

Компания МЦСТ запустила летом 2014 года в производство опытную партию микропроцессоров «Эльбрус-8С» с технологией производства 28 нм, расчетной рабочей частотой чипа 1,3 ГГц и вычислительной мощностью 250 Гфлопс. Получение готовых образцов микросхем ожидается в октябре текущего года. А создание инженерных образцов 4-процессорного сервера на базе «Эльбрус-8С» с производительностью 1 Тфлопс намечено на конец 2014 г.

Как уточнили CNews в МЦСТ, микросхемы и серверы, готовые к серийному производству, должны появиться в 2015 г. Изначально серверное решение будет спроектировано и создано силами МЦСТ, а дальше компания станет рассматривать предложения по выпуску продукции сторонними подрядчиками.

Известно, что сервер будет размещен в 19-дюймовой стандартной стойке, и по предварительным оптимистичным прогнозам решение будет потреблять порядка 60 Вт на процессор (реальное потребление может оказаться выше).

В базовой конфигурации сервер будет иметь до 6 портов Gigabit Ethernet, 2 порта PCI-Express 2.0 x16 и 2 порта PCI-Express 2.0 х4 и до 16 портов Serial ATA 3.0. Возможности расширения включат в себя дополнительные 4 порта Gigabit Ethernet и дополнительные 16 портов SATA 3.0.

В МЦСТ обращают внимание на то, что "Эльбрус-8С" — это полностью российская разработка. Кристалл микропроцессора имеет 8 ядер с 64-разрядной архитектурой "Эльбруса" 3-го поколения, кэш-память 2-го уровня общим объемом 4 мегабайта и 3-го уровня объемом 16 МБ.

На базе микропроцессора Эльбрус-8С планируется организовать массовое производство серверов, рабочих станций и других средств вычислительной техники, предназначенных для применения в госучреждениях и бизнес-структурах, предъявляющих повышенные требования к информационной безопасности, а также для применения в области высокопроизводительных вычислений, обработки сигналов, телекоммуникации.

В МЦСТ обращают внимание на то, что разработанная в России архитектура «Эльбрус» имеет ряд исключительных особенностей. К ним в компании относят возможность выполнять на каждом ядре до 25 операций за один машинный такт (что обеспечивает высокую производительность при умеренной тактовой частоте), технологию динамической двоичной трансляции (что обеспечивает эффективное исполнение приложений и ОС, распространяемых в двоичных кодах x86, в том числе в многопоточном режиме), поддержку режима защищенных вычислений с особым аппаратным контролем целостности структуры памяти (что позволяет обеспечить высокий уровень информационной безопасности использующих его программных систем).

Базовой операционной системой для платформы «Эльбрус» является одноименная ОС, построенная на базе ядра Linux. Система программирования платформы поддерживает языки С, С++, Java, Фортран-77, Фортран-90.

2008: Эльбрус-3М

В июле 2008 был представлен первый полностью отечественный серийный компьютерный процессор «Эльбрус-3м». На базе этого ЦП для военных целей собираются 64-процессорные системы с тем же названием — «Эльбрус-3М». Такой процессор, большую часть разработок для которого сделали еще в Советском Союзе, использует принцип работы, отличный от современных западных процессоров, устанавливаемых в массовые компьютеры. «Явно параллельная» архитектура процессора теоретически дает чипу гораздо большие возможности по производительности. Так, российский процессор при тактовой частоте в 300 Мгц за такт обрабатывает до 23 команд в то время как у процессора типа Pentium этот показатель не превышает десяти. В результате при меньшей тактовой частоте можно обеспечить производительность, аналогичную Pentium с частотой 500 МГц — 1,5 ГГц в зависимости от задачи. Однако другая архитектура процессора подразумевает несколько иной принцип программирования. Тем не менее, «Эльбрус-3М» может с помощью программной эмуляции запускать ОС семейства Linux и Windows-2000, а также использовать программы пакета Microsoft Office. Также без проблем проигрываются ролики формата MPEG-4 с разрешением 720x416 и запускается Quake (первый из четырех). Понятно, что состязаться такие процессоры с западными компьютерами пока не могут, однако они будут использоваться в российском оборудовании военного назначения. Правда, к сожалению, производить такие процессоры в России пока невозможно. «Эльбрус-3М» изготавливается с учетом техпроцесса 130-нанометров. В силу отсутствия в России таких сборочных линий, собирают процессор сейчас мелкими сериями на Тайване.

1984: Эльбрус-2

Многопроцессорный вычислительный комплекс Эльбрус-2 — разработан в 1977—1984 гг., сдан в 1985 году. Производительность на 10 процессорах — 125 млн операций в секунду. Построен на базе ЭСЛ интегральных схем ИС-100 (аналог серии Motorola 10000), из-за высокой потребляемой мощности требовал мощную систему кондиционирования. Всего было выпущено порядка 30 машин «Эльбрус-2», из них некоторе количество 10-процессорных. Использовался в ПРО Москвы А-135.

Эльбрус-2


Эльбрус-1 и Эльбрус-2 были освоены в серийном производстве. При создании этих комплексов были решены принципиальные вопросы построения универсальных процессоров предельной производительности. Так динамическое распределение ресурсов сверхоперативной памяти исполнительных устройств и ряд других решений, впервые используемых в схемотехнике, позволили в несколько раз увеличить производительность каждого процессора. С целью дальнейшего повышения производительности комплекса были решены фундаментальные вопросы построения многопроцессорных систем, такие как исключение взаимного влияния модулей на общую производительность, обеспечение обезличенной работы модулей и их взаимной синхронизации.

Примечания





Подрядчики-лидеры по количеству проектов

За всю историю
2015 год
2016 год
2017 год
Текущий год

Данные не найдены

Распределение вендоров по количеству проектов внедрений (систем, проектов) с учётом партнёров

За всю историю
2015 год
2016 год
2017 год
Текущий год

  Oracle (8, 6)
  МЦСТ (11, 5)
  ИНЭУМ им. И.С. Брука (1, 3)
  Байкал Электроникс (Baikal Electronics) (4, 2)
  Intel (25, 1)
  Другие (84, 3)

Данные не найдены

  ИНЭУМ им. И.С. Брука (1, 2)
  Другие (0, 0)

  Байкал Электроникс (Baikal Electronics) (1, 1)
  Intel (1, 1)
  Другие (0, 0)

  Oracle (1, 1)
  Nvidia (Нвидиа) (1, 1)
  AMD (1, 1)
  МЦСТ (1, 1)
  Байкал Электроникс (Baikal Electronics) (1, 1)
  Другие (0, 0)

Распределение базовых систем по количеству проектов, включая партнерские решения

За всю историю
2015 год
2016 год
2017 год
Текущий год

  Oracle SPARC - 6 (6, 0)
  Эльбрус - 4 (1, 3)
  Baikal-Т1 - 2 (2, 0)
  AMD EPYC (ранее Opteron) - 1 (1, 0)
  Intel Xeon Scalable - 1 (1, 0)
  Другие 0
Данные не найдены

  Эльбрус 4.4 - 2 (2, 0)
  Другие 0

  Intel Xeon Scalable - 1 (1, 0)
  Baikal-Т1 - 1 (1, 0)
  Другие 0

  AMD EPYC (ранее Opteron) - 1 (1, 0)
  Nvidia Quadro - 1 (1, 0)
  Oracle SPARC - 1 (1, 0)
  Baikal-Т1 - 1 (1, 0)
  Эльбрус-4С - 1 (1, 0)
  Другие 0