«Эльбру́с» — серия советских суперкомпьютеров, разработанных в Институте точной механики и вычислительной техники (ИТМиВТ) в 1970—1980-х годах под руководством Всеволода Сергеевича Бурцева. Производство велось на Загорском электромеханическом заводе (ЗЭМЗ) «Звезда». Архитектура «Эльбрус-3», разработка которого началась в конце 80-х, принципиально отличалась от предыдущих моделей. Опытный образец Эльбрус-3 прошёл испытания, но в серийное производство запущен не был.
Многопроцессорный вычислительный комплекс (МВК) Эльбрус-1 — разработан в 1973—1979 гг., сдан государственной комиссии в 1980 году. Построен на базе ТТЛ-микросхем. Производительность — до 12 млн оп/с в комплектации Э1-10 с десятью ЦП[1]. Главный конструктор серии — Всеволод Сергеевич Бурцев.
МВК Эльбрус-2 — разработан в 1977—1984 гг., сдан в 1985 году. Производительность на 10 процессорах (из них 2 считались резервными) — 125 млн оп/с[2]. Построен на базе ЭСЛ интегральных схем ИС-100 (аналог серии Motorola 10000), из-за высокой потребляемой мощности требовал мощную систему охлаждения. По словам Бориса Бабаяна, всего было выпущено до 200 машин «Эльбрус-2» с разным числом процессоров[3].
Используется в управлении РЛС Дон-2H[4][5].
По справке «Красной звезды» от 1 марта 2001 года, Эльбрус-2 используется в «системе ПРО второго поколения, ЦУПе, Арзамасе-16 и Челябинске-70»[6].
Используется в системе ПРО Москвы А-135[7].
Эльбрус-1К2 (также известен как СВС[10] с жаргонной расшифровкой «Система, Воспроизводящая Систему»[10]) был разработан на основе компонентов и технологий Эльбруса-2 для замены БЭСМ-6. Сохранял полную программную совместимость с предшественником. Было произведено порядка 60 машин.[11]
Эльбрус-Б (или Эльбрус-1КБ) — это усовершенствованная версия БЭСМ-6, выполненная на интегральных микросхемах, в которой устранены некоторые ограничения архитектуры БЭСМ-6. Главный конструктор — Г. Г. Рябов.
Характеристика | БЭСМ-6 (1968) | Эльбрус-1К2 | Эльбрус-Б |
---|---|---|---|
Производительность (млн. оп/с) | 1 | 2,5 — 3 | 4 — 5 |
Частота, МГц | 10 | 20 | 20 |
Разрядность, бит | 48 | 48 | 48 или 64 |
Разрядность адресации ОЗУ, бит | 15 | 15 | 15 или 27 |
Объём ОЗУ, МБ | 0,032-0,128 | 0,77 | 64 |
Объём дискового ЗУ, МБ (в стандартной комплектации) | 116 | 58 | 800 |
Занимаемая площадь, м² (со всей периферией) | 150-200 | 250 | 70 |
Потребляемая мощность, кВт | 30 | 105 | 25 |
Всего выпущено | 355 | 60 | 60 |
МВК Эльбрус-3 — разрабатывался в 1986—1994 гг. группой сотрудников ИТМиВТ под руководством Б. А. Бабаяна на основании совершенно новых архитектурных идей. МВК Эльбрус-3 должен был содержать 16 суперскалярных процессоров с VLIW системой команд. Не был запущен в серию.
Архитектура «Эльбрус-3» получила дальнейшее развитие в архитектуре микропроцессоров Эльбрус 2000 и Эльбрус-3М1.[12]
Конструктор А. А. Соколов. В 1993 году был успешно завершён первый этап Государственных испытаний «Эльбрус-3-1» — МКП (модульный конвейерный процессор) (Премия имени С. А. Лебедева РАН). В МКП основная идея заключалась в возможности подключения процессоров с различной специализацией (радиолокационная обработка, структурная обработка, быстрые преобразования Фурье и т. д.). У МКП было несколько счётчиков команд, поэтому он мог работать с несколькими потоками команд. Одновременно на едином поле памяти в процессоре выполнялось до четырёх потоков команд.
Основным отличием системы Эльбрус является ориентация на языки высокого уровня 1980-х годов. Языки класса Ассемблер в системе отсутствуют. Базовый язык — Автокод Эльбрус Эль-76 (автор В. М. Пентковский), на котором написано общесистемное программное обеспечение (ОСПО), является языком класса Алгол. Он напоминает язык Алгол-68. Основное различие состоит в динамическом связывании типов, которое поддерживается на аппаратном уровне. При компиляции программа на Эль-76 переводилась в безоперандные команды стековой архитектуры.
Главное отличие архитектуры Эльбрус от большинства существующих систем — это использование тегов. В системе Эльбрус каждое слово памяти имеет кроме информационной части, содержащей элемент данных, ещё и управляющую часть — тег элемента, на основании которого аппаратура процессора динамически выполняет выбор нужного варианта операции и контроль типов операндов.
Очень похожие принципы: Алгол как управляющий язык и система тегов применялись в компьютере B5000 фирмы Burroughs Corporation. Среди пользователей Эльбруса ходила шутка: называть систему «Эль-Берроуз».
В аппаратуре и ОС реализован гибкий механизм управления виртуальной памятью (называющейся в документации «математической»). Программисту предоставляется возможность описывать массивы размерами до 220 элементов. Разрешённые форматы элементов массива: бит, цифра (4 бит), байт, полуслово (32 бит), слово (64 бит), слово удвоенной точности (128 бит). Каждой задаче предоставляется 232 слов.
Архитектура SPARC | R150 | R500 | R500S | R1000 | R2000 | |
Год выпуска | 2001 | 2004 | 2007 | 2011 | ||
Техпроцесс, нм | 350 | 130 | 130 | 90 | ||
Архитектура | SPARC v8 | SPARC v8 | SPARC v8 | SPARC v9, VIS1, VIS2 | ||
Количество ядер | 1 | 1 | 2 | 4 | ||
Тактовая частота, МГц | 150 | 500 | 500 | 1000 | ||
Производительность (32 бита), Гфлопс | 0,15 | 0,5 | 1 | 16 | ||
Производительность (64 бита), Гфлопс | 0,15 | 0,5 | 1 | 8 | ||
Потребляемая мощность, Вт | 5 | 1 | 5 | 15 | ||
Команд на 1 такт | 1 | 1 | 1 | 2 | ||
Кеш уровня 2, МБ | 0* | 0** | 0,5 | 2 | ||
Пропускная способность шины памяти, Гбайт/с | 0,4 | 0,8 | 2,6 | 6,4 | ||
Площадь кристалла, мм² | 100 | 25 | 81 | 128 | ||
Число транзисторов, млн | 2,8 | 5 | 51 | 180 | ||
Число слоёв металла | 4 | 8 | 8 | 10 | ||
Тип корпуса | BGA 480 | BGA 376 | HFCBGA 900 | HFCBGA 1156 | ||
Максимальное число ядер в системе с общей памятью | 1 | 4 | 2 | 16 | ||
Каналы межпроцессорного обмена ccLVDS | - | - | - | 3 | ||
Пропускная способность канала ccLVDS, Гбайт/с | - | - | - | 4 | ||
Пропускная способность канала ioLVDS, Гбайт/с | - | - | 1,3 | 2 | ||
Комплексирование машин через каналы RDMA | - | - | до 4 | до 4 | ||
Южный мост | - | - | встроенный | КПИ | ||
Архитектура Эльбрус | Эльбрус | Эльбрус-S | Эльбрус-2C+ | Эльбрус-4C | Эльбрус-1C+ | Эльбрус-8C[15] |
Год выпуска | 2005 | 2010 | 2011 | 2014 | 2016
1 квартал |
2015
(серийно с 2016) |
Техпроцесс, нм | 130 | 90 | 90 | 65 | 40 | 28 |
Архитектура | Эльбрус | Эльбрус | Эльбрус, ElCore9 | Эльбрус | Эльбрус, MGA2,
Vivante GC2500 |
Эльбрус |
Количество ядер | 1 | 1 | 2 (+4 DSP) | 4 | 1 (+1 2D, +1 3D) | 8 |
Тактовая частота, МГц | 300 | 500 | 500 | 800 | 1000 | 1300 |
Производительность (32 бита), Гфлопс | 4,8 | 8 | 28 | 50 | 24 | 250 |
Производительность (64 бита), Гфлопс | 2,4 | 4 | 8 | 25 | 12 | 125 |
Потребляемая мощность, Вт | 6 | 20 | 25 | 45 | 10 | 80 |
Команд на 1 такт | 23 | 23 | 23 | 23 | 25 | 25 |
Кеш уровня 1, КБ (данные + команды) | 64 + 128 | (64 + 128) / ядро | ||||
Кеш уровня 2, МБ | 0,25 | 2 | 2 | 8 | 2 | 4
0,512 / ядро |
Кеш уровня 3, МБ | 16 | |||||
Тип встроенного контроллера памяти | - | DDR2-500 | DDR2-800 | DDR3-1600 | DDR3-1600 | DDR3-1600 |
Количество каналов обмена с памятью | - | 1 | 1 | 3 | 2 | 4 |
Пропускная способность шины памяти, Гбайт/с | 4,8 | 8 | 12,8 | 38,4 | 25,6 | 51,2 |
Площадь кристалла, мм² | 189 | 142 | 289 | 380 | 122 | 321 |
Число транзисторов, млн | 75,8 | 218 | 368 | 986 | 375 | 2730 |
Число слоёв металла | 8 | 9 | 9 | 9 | ||
Тип корпуса | HFCBGA 900 | HFCBGA 1156 | HFCBGA 1296 | HFCBGA 1600 | HFCBGA 1156 | FCBGA 2028 |
Максимальное число ядер в системе с общей памятью (прямое соединение) |
2 | 4 | 8 | 16 | 32 ? | |
Максимальное число ядер в системе с общей памятью (через чип-коммутатор) |
- | 16 | 32 | 64 | ||
Каналы межпроцессорного обмена ccLVDS | - | 3 | 3 | 3 | 3 | |
Пропускная способность одного канала ccLVDS, Гбайт/с | - | 4 | 4 | 12 | 16 | |
Пропускная способность канала ioLVDS, Гбайт/с | - | 2 | 2 | 4 | ||
Комплексирование машин через каналы RDMA | до 2 | до 4 | до 4 | до 4 | ||
Пропускная способность канала ввода-вывода/RemoteDMA, Гбайт/с | 2 | 2 | 2 | 4 | ||
Южный мост | на базе FPGA | КПИ | КПИ | КПИ | КПИ2 | КПИ2 |
* возможно подключение внешней кеш-памяти объёмом до 1 МБ |
Эльбрус-90микро — вычислительный комплекс, основанный на микропроцессорах серии МЦСТ-R с архитектурой SPARC.
Вычислительный комплекс «Эльбрус-3М1» создан на основе VLIW-процессора с архитектурой Эльбрус 2k фирмы МЦСТ[16]. В режиме двоичной компиляции эмулирует систему команд x86; поставляется с операционной системой МСВС-Э (на основе Linux 2.6.14), системой программирования с оптимизирующим компилятором, системой двоичной компиляции, системой тестовых и диагностических программ, средствами для обеспечения программной совместимости с многопроцессорными вычислительными комплексами (МВК) «Эльбрус-2» и «Эльбрус-1». Прошёл государственные испытания[17].
В тесте SPEC «Эльбрус» с тактовой частотой 300 MHz в режиме совместимости с платформой x86 обогнал Pentium III 500 MHz.
Предполагалось, что в 2008 году будут построены 100 серверов «Эльбрус-3М» для оборонной отрасли. Теоретическая производительность двухпроцессорной системы, работающей на частоте 300 МГц, составляет 4,8 Гфлопс (64-bit double) — для сравнения, двухъядерный процессор Intel Core 2 Duo 2,4 ГГц = 19,2 Гфлопс (64-bit double), двухъядерный Itanium 2 1,66 ГГц — 13,2 Гфлопс (64-bit double), четырёхъядерный Sandy Bridge 3,8 ГГц = 121,6 Гфлопс (64-bit double). Процессоры Эльбрус имеют площадь 189 мм², произведены по технологии 130-нм и содержат 75,8 млн транзисторов. Оригинальная архитектура E2K позволяет выполнять до 23 операций за такт и обеспечивает низкое энергопотребление: 0,4 Вт/Гфлопс[18][19].
Информация в этой статье или некоторых её разделах устарела. |
В декабре 2012 г. ЗАО «МЦСТ» получило пилотную партию моноблочных компьютеров «КМ-4», оснащённых материнской платой «Монокуб»[20], построенной на базе процессора Эльбрус-2С+ и южного моста КПИ.
В 2009 году планируется начало производства процессоров по технологии 90 нм. А компьютер получит 4 таких процессора с частотой 500 МГц. В планах дальнейшее развитие процессоров:
План текущих исследований и разработок на сайте ЗАО МЦСТ.
Информация в этом разделе устарела. |
Архитектура ELBRUS (англ. ExpLicit Basic Resources Utilization Scheduling — «явное планирование использования основных ресурсов»).
Архитектура «Эльбрус» разработана в России и имеет ряд уникальных особенностей:
Помимо высокой производительности и энергоэффективности процессоров, это дает возможность применять их в замещении импортных вычислительных систем там, где этого требуют соображения информационной безопасности и технологической независимости.
Этот раздел не завершён. |
Операционные системы поддерживающие процессоры архитектуры Эльбрус:
Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.
Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .