«Эльбру́с» — процессорная архитектура и одноимённое семейство универсальных VLIW-микропроцессоров, разрабатываемых российской компанией МЦСТ при участии ИНЭУМ, продолжая развитие процессорных технологий советских вычислительных комплексов «Эльбрус».
Наименование Наименование «Elbrus» — акроним от — «явное планирование использования основных ресурсов».
Особенности
Основные особенности: длинное командное слово — способность выполнять несколько операций за один такт операций, что обеспечивает высокую производительность при умеренной тактовой частоте; динамическая двоичная трансляция — эмуляция работы процессора на архитектуре x86, используемая для выполнения x86-программ (требует 2 ядра для работы); защищённый режим — аппаратный контроль целостности структуры памяти, обеспечивающий информационную безопасность; отсутствие микрокода — компилятор переводит исходный код сразу в двоичный код, минуя микрокод, как это реализовано на x86.
Работа с периферией в процессоре обеспечивается через контроллеры серии КПИ (контролер периферийных устройств) — название серии южных мостов, разработанных компанией МЦСТ для компьютеров на процессорах Эльбрус и МЦСТ R. Серия КПИ (2010) предназначена для процессоров 4С, 2СМ, 2С+ и МЦСТ R1000В, серия КПИ-2 — для 8С, 1С+, МЦСТ R1000, в последующих моделях процессора южный мост встроен, однако сохранена возможность подключать дополнительно контроллер КПИ-2 для расширения набора периферии.
Производство
В связи с ограниченным спросом процессоры «Эльбрус» производят малыми сериями под заказ, используются две площадки — завод Микрон в Зеленограде (техпроцесс до 90 нм) и фабрика TSMC в Синьчжу, Тайвань. В 2017 году планировалось наладить выпуск Эльбрус-4СМ — адаптированную версию Эльбрус-4С под мощности завода «Микрон», но предприятие не смогло перейти на необходимый для этого техпроцесс 65 нм.
Санкции
Из-за санкций против РФ производство российских процессоров «Эльбрус» и «Байкал», возможно, придется переносить с тайваньского завода в Китай, на это понадобится полтора-два года, заявил в интервью «Газете.Ru» исполнительный директор Консорциума отечественных разработчиков систем хранения данных РосСХД Олег Изумрудов.
До марта 2022 года процессоры «Байкал» и «Эльбрус» выпускала тайваньская компания TSMC. В 2022 году готовые партии данных процессоров не отпускались в Россию.
Совместимые операционные системы Операционные системы, поддерживающие процессоры архитектуры «Эльбрус»: QNX (российская сборка ЗОСРВ «Нейтрино-Э» КПДА.10965-01), ОСРВ «БагрОС-4000», также выпущен ряд дистрибутивов Linux — ОС Эльбрус, МСВС, ALT Linux, Astra Linux Special Edition «Ленинград», Лотос.
Сотрудничество В июле 2024 года компания МЦСТ (разработчик процессоров «Эльбрус»), объявила об открытии исходных кодов ядра Linux и других компонентов, необходимых для работы с архитектурой процессора. Этот шаг направлен на привлечение разработчиков и превращение «Эльбруса» в экосистему с открытым ПО.
Список процессоров Наименование процессораЭльбрус 2000Эльбрус-SЭльбрус-2С+Эльбрус-4СЭльбрус-1С+Эльбрус-8СЭльбрус-8СВЭльбрус-2С3Эльбрус-12СЭльбрус-16СЭльбрус-32CГод выпуска20052010201120142016 1 квартал2015 (серийно с 2016)(серийно с 2020)(в планах 2021)(в планах 2022)(в планах 2022)по плану в 2025 инж. образецТехпроцесс, нм1309090654028281616167АрхитектураЭльбрус 1 поколениеЭльбрус 2 поколениеЭльбрус 2 поколение, ElCore9 (DSP)Эльбрус 3 поколениеЭльбрус 4 поколение, MGA2, Vivante GC2500 (3D-ускоритель)Эльбрус 4 поколениеЭльбрус 5 поколениеЭльбрус 6 поколение, PowerVR GC6650Эльбрус 6 поколениеЭльбрус 6 поколениеЭльбрус 7 поколениеВерсия системы команд12234456667Количество ядер112 (+4 DSP)41 (+1 3D, +1 2D)882 (+1 3D, +2 2D, +4 видео)121632Тактовая частота, МГц3005005008001000130015002000200020002500Производительность (32 бита), Гфлопс4,88285024250576192115215003000Производительность (64 бита), Гфлопс2,4482512125288965767501500Потребляемая мощность, Вт62025451080901095130Команд на 1 такт232323232525 (41 в векторном режиме)50505050Кеш уровня 1, КБ (данные + команды)64 + 128(64 + 128) / ядро(64 + 128) / ядро(64 + 128) / ядро(64 + 128) / ядро(64 + 128) / ядроКеш уровня 2, МБ0,2522824 0,5 / ядро4 0,5 / ядро4
2 / ядро12
1 / ядро16
1 / ядроКеш уровня 3, МБ1616243264 суммарно 1+2+3Тип встроенного контроллера памяти -DDR2-500DDR2-800DDR3-1600DDR3-1600DDR3-1600DDR4-2400DDR4-3200 ECCDDR4-3200 ECCDDR4-3200 ECCDDR5 ECCКоличество каналов обмена с памятью -1132442286Пропускная способность шины памяти, Гбайт/с4,8812,838,425,651,268,351,251,2200170Площадь кристалла, мм²189142289380122321350222300618Число транзисторов, млн75,8218368986375273035006000Число слоёв металла8999Тип корпусаHFCBGA 900HFCBGA 1156HFCBGA 1296HFCBGA 1600HFCBGA 1156FCBGA 2028FCBGA 2028FCBGA 1903HFCBGA 4804Максимальное число ядер в системе
с общей памятью (прямое соединение)24816323222464128Максимальное число ядер в системе
с общей памятью (через чип-коммутатор) -163264Каналы межпроцессорного обмена ccLVDS -333033013Пропускная способность одного канала ccLVDS, Гбайт/с -441216Пропускная способность канала ioLVDS, Гбайт/с -2248889,6Комплексирование машин через каналы RDMAдо 2до 4до 4до 4Пропускная способность канала ввода-вывода/RemoteDMA, Гбайт/с2224Южный мостна базе FPGAКПИКПИКПИКПИ2КПИ2КПИ2встроенвстроенвстроенвстроен
Примечания
Ссылки
Краткое описание архитектуры «Эльбрус» Микропроцессоры и вычислительные комплексы семейства «Эльбрус» (книга, PDF, 2013) ALT Linux — Архитектура «Эльбрус»
Категория:Микропроцессоры Категория:Технологии процессоров