Російський процесор. Процесори російського виробництва

Розробники з РФ почали створювати власні мікропроцесори, які вважаються цілком конкурентоспроможними відносно продукції провідних світових брендів. Є вже як серійні зразки, що готуються до промислового випуску, так і плановані розробки. Які російські процесори - діючі або перспективні - заслуговують особливої уваги?

Основні розробники російських процесорів

Російська IT-індустрія активно розвивається. У числі найбільш технологічних її сегментів - це розробка мікропроцесорів, призначених для використання у складі ПК, і серверів, які прийнято відносити до IBM-архітектурі. Зараз на цьому ринку панують дві світових бренду - Intel і AMD. Конкурентних їм розробок у світі дуже небагато. Але такі можуть бути запропоновані російськими інженерами.

У числі перспективних мікросхем з РФ, які можуть стати конкурентами Intel і AMD, прийнято вважати процесор «Байкал». Передбачається, що даний чіп буде встановлюватися на комп`ютери, які замовляються держструктурами. Самий, ймовірно, відомий мікропроцесорний вендор, який створив працюючі і готуються до серійного випуску зразки мікросхем, - це компанія МЦСТ. Він випускає чіпи під брендом «Ельбрус» в широкому спектрі модифікацій.

Розглянемо докладніше, якими особливостями характеризуються перспективні і діючі процесори російського виробництва.

Процесор на перспективу: «Байкал»

У червні 2014 року російські ЗМІ облетіла новина: Міністерство промисловості і торгівлі здійснило замовлення на розробку мікропроцесорів, які передбачалося згодом встановлювати на ПК, придбані для державних потреб. Мова йде про чіпах під брендом «Байкал». Які примітні факти характерні для даної мікросхеми? Процесор «Байкал» почала розробляти компанія «Байкал Електронікс». Фінансується проект центром «Т-Нано», який створений корпорацією «Т-Платформи», за участю «Роснано». У роботі над процесором зайнята також Об`єднана приладобудівна корпорація. Відомо, що в проекті, можливо, братимуть участь такі бренди, як Depo Computers, «Акваріус», а також Kraftway.

Передбачається, що процесор «Байкал» буде створений в декількох модифікаціях. Першими будуть, згідно з деякими даними, 8-ядерні мікросхеми Baikal M, а також M / S для ПК і серверів. Вони будуть випускатися на базі технології 28 нм, а також ядер Cortex A57, що працюють по 64-розрядному принципом. Продуктивність процесорів «Байкал» складе близько 2 ГГц. Очікується, що мікросхеми будуть сумісні з ОС Linux. Згодом будуть випускатися також 16-ядерні мікросхеми. Вони будуть виконані за технологією 16 нм. Є відомості про те, що російський процесор «Байкал» в рамках перших партій буде вироблятися тайванською компанією TSMC.

Бренд «Ельбрус»: основні факти

Інші відомі як в РФ, так і за кордоном мікропроцесорний бренд - «Ельбрус». Чіпи під цією маркою вже випущені в декількох різновидах. Є двоядерний процесор «Ельбрус». Є чіпи з 4 і навіть 8 ядрами.

Є відомості, що найближчим часом ПК на основі даних процесорів будуть виведені на ринок. Зараз на базі чіпів «Ельбрус» створені діючі зразки комп`ютерів самих різних модифікацій - ноутбуків, моноблоків, десктопів, серверів. Основними замовниками ПК, в яких буде встановлюватися російський процесор, розроблений компанією МЦСТ, як очікується, будуть оборонні структури. Також є надії на попит з боку великих бізнесів. Чіпи «Ельбрус» можуть працювати під основними ОС для комп`ютерів IBM-архітектури - Windows, Linux.

Розглянемо докладніше, як створювалися процесори «Ельбрус».

Процесори «Ельбрус»: історія

Перший комп`ютер, з якого починається історія бренду, був створений радянськими вченими в 70-х роках. Ним став обчислювальний комплекс «Ельбрус-1». Він був заснований на мікросхемах типу TTL і містив у своїй структурі 10 процесорів загальною продуктивністю близько 15 мегафлопс. В деякій мірі це була унікальна машина: зокрема, в ній був реалізований принцип паралельного виконання команд. За деякими даними, у світі подібних ЕОМ ще розроблено тоді не було. Обсяг ОЗУ в «Ельбрус-1» становив 64 МБ - більш ніж пристойно.

Для унікального радянського комп`ютера почала розроблятися власна операційна система і окремі мови програмування. У 1985 році з`явився комплекс «Ельбрус-2», що представляв собою вдосконалену модель першої машини. Він відрізнявся оновленої елементної базою на мікросхемах типу ЕСЛ. Загальна продуктивність процесорів обчислювального комплексу була більш 125 мегафлопс. В архітектурі даного комп`ютера був реалізований модульний принцип. Комплекс «Ельбрус-2» характеризувався високим рівнем швидкодії і стійкістю роботи. Відомо, що він використовувався на різних військових об`єктах. Всього радянська промисловість випустила 30 комплексів «Ельбрус-2».

У 1990 році був виготовлений дослідний зразок комп`ютера «Ельбрус-3». Але в той час, у зв`язку зі складною політичною обстановкою в країні, фінансування проекту було припинено. Тим не менш, вже в 1992-му було утворено ТОО «Московський центр SPARC-технологій», незабаром перейменоване в компанію МЦСТ. Фірма стала випускати промислові системи, які базувалися на популярній тоді технології SPARC, створеної Sun Microsystems.

Рішення на базі SPARC

Працюючи з рішеннями на базі SPARC, компанія МЦСТ розробляла власний продукт у вигляді мікропроцесора. У ранніх версіях його архітектура була відома під назвою E2k. Перша модель процесора на її основі, що отримала назву R150, була випущена в 2001 році. Техпроцес припускав використання технології 350 нм. Працював той російський процесор на частоті в 150 МГц при продуктивності, складової порядку 150 мегафлопс.

У 2004 році з`явився набагато більш потужний чіп - R500. Його тактова частота становила 500 МГц. Випускався він в рамках більш високих технологічних стандартів - 130 нм. У 2007-му компанія МЦСТ випустила двоядерний процесор R500S, що включив в себе напрацювання у сфері технології SPARC. Його продуктивність становила 1 гігафлопс.

Одночасно з розвитком мікросхем на базі SPARC компанія МЦСТ займалася створенням процесора, повністю заснованого на власних розробках її інженерів. Так, до 2007 року був створений і пройшов державні випробування російський процесор «Ельбрус». Він був виготовлений у відповідності зі стандартом 130 нм і працював на частоті 300 МГц. Процесор був оснащений одним ядром і функціонував на швидкості 4,8 гігафлопс. Даний чіп, а також напрацювання по ньому, поклали початок цілому сімейству мікросхем, що виросли в технологічні, високопродуктивні рішення. Розглянемо їх.

«Ельбрус-S»

Перший серійний чіп від МЦСТ - це процесор «Ельбрус-S», який з`явився в 2010 році. Він випускався за стандартом 90 нм. Дана мікросхема могла працювати при частоті в 500 МГц і забезпечувати продуктивність близько 8 гігафлопс.

Можна відзначити, що аналогічну продуктивність тоді міг показувати чіп AMD Athlon 64, що функціонує на частоті 2,2 ГГц.

«Ельбрус-2С +»

У 2011-му з`явилася наступна модифікація процесора - чіп «Ельбрус-2С +». Він був виготовлений також відповідно до архітектури 90 нм, але його продуктивність була набагато вища - 28 гігафлопс. Можна відзначити, що аналогічних показників могли досягати такі чіпи, як Intel Core 2 Duo, а також Intel Core i3. Є відомості, що подібного прогресу розробникам вдалося досягти завдяки тому, що супроводжують процесор 4 ядра додаткової мікросхеми. Даний компонент здійснює цифрову обробку сигналу. Однак вбудований процесор відповідного типу, як порахували інженери МЦСТ, характеризувався занадто високою ресурсоемкостью в процесі випуску. Тож у наступних моделях «Ельбрус» він був замінений альтернативними рішеннями.

«Ельбрус-4С»

У 2014 році почався серійний випуск чергового мікропроцесорного шедевра - «Ельбрус-4С». Даний чіп виготовлений за технологією 65 нм. Його ядра (всього їх, відповідно, 4) функціонують на частоті 800 МГц. Кожне з них оснащено 2 МБ кеш-пам`яті. Це дозволило добитися продуктивності процесора в 50 гігафлопс. Це майже стільки ж, як, наприклад, у чіпа Intel Core i7-975 - 53 гігафлопс. При цьому потужність російського чіпа - 45 Вт У даному аспекті харчування процесора «Ельбрус-4С», як вважають багато експертів, економічніше, ніж у американської розробки.

Чіп з 4 ядрами від МЦСТ - один з найбільш універсальних. Типи комп`ютерів, в які може бути встановлений даний процесор, - ПК, ноутбуки, сервери, моноблоки. Власне, в лінійці обчислювальних комплексів, які також випускає компанія МЦСТ, присутні машини у всіх зазначених конфігураціях.

«Ельбрус-8С»

Новітній процесор від МЦСТ - володіє 8 ядрами «Ельбрус-8С». Чіп працює на базі стандарту 28 нм, що впритул наближає його до провідних світовим зразкам мікропроцесорів. Кеш-пам`ять другого рівня на ядрах мікросхеми «Ельбрус-8С» - 4 МБ, третьої - 16 МБ. Процесор може працювати з поширеним стандартом ОЗУ типу DDR3 1600. Продуктивність чіпа, вимірювана на обчисленнях з одинарною точністю, - 250 гігафлопс. У процесорі є 4 контролера пам`яті. Показник пропускної здатності для каналів межпроцессорного обміну даними - 16 ГБ / сек. Зазначена продуктивність чіпа - 250 гігафлопс. Як вона співвідноситься з показниками світових аналогів російського процесора? Можна відзначити, що чіп Intel Core i7 4930K видає близько 130-140 гігафлопс. Спеціально для новітніх процесорів «Ельбрус» створюються нові материнські плати, а також окрема версія ОС. Також, можливо, будуть розроблені багатопроцесорні комп`ютери на базі чіпа.

Є відомості, що до 2018 року компанія МЦСТ випустить процесори типу «Ельбрус-16С». Їх розрахункова продуктивність - 1 терафлопс. Очікується також, що технологічний процес чіпів базуватиметься на стандартах менше 28 нм.

Перспективи чіпів

Як оцінюють експерти випускаються російським брендом процесори? Відгуки дуже багатьох IT-фахівців, можна сказати, захоплені.

Причин тому кілька. Наприклад, багато розробники пишаються вже тим, що процесор був створений саме в Росії, причому в умовах, коли довгий час економічна ситуація не сприяла активному розвитку IT-індустрії в настільки високотехнологічному і наукомістка сегменті. У плані продуктивності процесорів оцінки також в цілому позитивні.

Є деякі зауваження у фахівців, які стосуються маркетингових перспектив чіпів. Щоб зробити їх рентабельними, потрібні великі ринки збуту, які зайняті світовими лідерами. Змагатися з ними, вважають експерти, буде непросто.

Разом з тим, як вважають деякі аналітики, процесори «Ельбрус» цілком можуть стати гідною альтернативою рішенням від Intel і AMD всередині РФ, особливо в частині військових поставок, при яких до розробників висуваються найжорсткіші вимоги в аспекті надійності електронних компонентів і безпеки їх використання. Компанія МЦСТ, вважають експерти, цілком здатна забезпечити відповідність випускаються нею процесорів даним вимогам.

ОС «Ельбрус»

Варто відзначити, що спеціально для обчислювальних комплексів від МЦСТ, що працюють на процесорі «Ельбрус», була створена окрема операційна система. Її основою стало ядро Linux у версії 2.6.33, проте піддалося глибокої фундаментальної переробці. У результаті з`явилася ОС «Ельбрус», що характеризується найвищим рівнем безпеки і стійкості в роботі. У створенні російської операційної системи брали активну участь фахівці ВАТ ІНЕУМ ім. І. С. Брука.