Российский ноутбук эльбрус

Российский «внедорожный» ноутбук получил процессор «Эльбрус 1С+»

Холдинг Росэлектроника госкорпорации Ростех продемонстрировал серийный образец новой версии отечественного защищённого ноутбука для экстремальных условий эксплуатации.

Ростех / Александр Уткин

Портативный компьютер имеет обозначение ЕС1866. Его основой служит российский процессор «Эльбрус 1С+». Этот чип изготавливается по 40-нанометровой технологии. Он содержит одно вычислительное ядро с частотой 1 ГГц и интегрированный видеоконтроллер с частотой приблизительно 800 МГц. Поддерживается аппаратное ускорение 3D-графики.

Ноутбук получил герметичный корпус из прочного алюминиевого сплава. Устройству не страшны удары, вибрации, влага и пыль. Заявленный диапазон рабочих температур — от минус 20 до плюс 55 градусов Цельсия.

Компьютер наделён 17-дюймовым дисплеем с неназванным разрешением. Габариты составляют приблизительно 413 × 340 × 80 мм.

Ноутбук функционирует под управлением российской операционной системы «Эльбрус», однако на него может быть установлена и любая другая операционная система, в том числе ОС специального назначения Astra Linux.

Компьютер ЕС1866 может использоваться силовыми структурами для решения различных задач управления и работы с секретной информацией в полевых условиях. Кроме того, ноутбук может применяться в гражданских целях — для решения задач промышленности, логистики, сельского хозяйства и пр.

«Импортозамещение в сфере ИТ — одна из ключевых задач Ростеха. Разработки в данном направлении системно ведутся многими предприятиями госкорпорации. Эта работа особенно важна в условиях растущего числа киберугроз. Созданный нами продукт основан на отечественной защищенной платформе «Эльбрус» и работает под управлением программного обеспечения российской разработки. Такой подход максимально защищает пользователей от возможных утечек информации», — отмечает Ростех.

Ноутбук демонстрируется на международной промышленной выставке «Иннопром-2018», которая проходит с 9 по 12 июля в МВЦ «Екатеринбург-ЭКСПО». Информации о цене и сроках начала продаж портативного компьютера нет.

Технические характеристики

ELBRUS

Разработчик

МЦСТ

Разрядность

Версии

e3m, e3s, e2s

Архитектура

VLIW (EPIC)

Тип

Регистр-Pегистр

Кодирование СК

8, 16, 24,.. 64 байта

Реализация переходов

предикатные регистры, станки подготовки переходов

Порядок байтов

Little (Bi)

Размер страницы

4 KiB

Открытая?

нет

Регистры

Общего назначения

224 (32 глобальных регистра, два вращающихся регистровых окна), 80 бит

Предикатные

Процессор Эльбрус-2000 основан на архитектуре ELBRUS (англ. ExpLicit Basic Resources Utilization Scheduling — «явное планирование использования основных ресурсов»), отличительной чертой которой является наиболее глубокое на сегодняшний день распараллеливание ресурсов для одновременно исполняющихся VLIW-инструкций. Пиковая производительность 23,7 GIPS.

Основные характеристики микропроцессора «Эльбрус»

Технологический процесс

КМОП 0,13 мкм

Рабочая тактовая частота

300 МГц

Пиковая производительность

  • 64 бита — 6,67 GIPS / 2,4 GFLOPS
  • 32 бита — 9,5 GIPS / 4,8 GFLOPS
  • 8/16 бит — 22,6 GIPS / 12,2 GFLOPS

Разрядность данных

  • целые — 8, 16, 32, 64
  • вещественные — 32, 64, 80

Кеш-память

  • команд 1-го уровня — 64 Кбайт
  • данных 1-го уровня — 64 Кбайт
  • 2-го уровня — 256 Кбайт

Кеш-таблица страниц

512 входов

Пропускная способность

  • шин связи с кеш-памятью — 9,6 Гбайт/с
  • шин связи с оперативной памятью — 4,8 Гбайт/с

Площадь кристалла

189 мм²

Количество транзисторов

75,8 млн

Количество слоев металла

Тип корпуса / количество выводов

HFCBGA / 900

Размеры корпуса

31×31×2,4 мм

Напряжение питания

1,05 / 3,3 В

Рассеиваемая мощность

6 Вт

История создания

Проект процессора получил широкую известность после статьи Кейта Дифендорфа (Keith Diefendorff) «Русские идут!» («The Russians Are Coming») в журнале Microprocessor Report в феврале 1999 года. Дэйв Дитцел (Dave Ditzel), основатель корпорации Transmeta, также хорошо отзывался об этом проекте.

Не следует путать Эльбрус 2000 (E2K) и российский вычислительный комплекс Эльбрус-90микро, основанный на 32-разрядной архитектуре SPARC.

В 2002 году в интервью ExtremeTech Борис Бабаян сообщил, что при технологических нормах 0,1 мкм процессор будет иметь тактовую частоту 3 ГГц и обеспечит производительность порядка 500 SPECint95 (англ.) и 1200 SPECfp95 (англ.).

Микропроцессор «Эльбрус-3м Кристалл» (первоначальный тестовый вариант)

В 2005 году появились сообщения, что процессор «Эльбрус-3м Кристалл» для комплекса «Эльбрус-3М» реализован в виде микросхемы и проходит испытания. Его параметры:

Производительность

1—2 млрд оп/c (в зависимости от решаемых задач)

Пиковая производительность

23,7 GIPS / 2,4 GFLOPS (64 бит)

Проектные нормы

0,13 мкм

Количество транзисторов

50 млн

Это была «упрощённая модель», разработанная на основе библиотеки стандартных ячеек. Тактовая частота процессора составила 300 МГц.

В 2007 году появились сообщения о завершении государственных испытаний ВК Эльбрус-3М1 на базе опытных образцов данного микропроцессора.

В июле 2008 года процессор впервые показали прессе. Компьютер Эльбрус-3М при частоте 300 МГц в режиме совместимости с IA-32 обогнал 500 МГц Intel Pentium III в тестах SPEC. При работе в «родных» кодах Эльбруса процессор показал скорость, сравнимую с Pentium 4 2 ГГц. Линейку процессоров «Эльбрус» в компании МЦСТ собираются развивать в соответствии с Законом Мура, каждые два года удваивая число транзисторов на кристалле.

По обещаниям разработчиков, в 2008 году должна была начаться поставка вычислительных комплексов на базе Эльбруса-3M для нужд ПВО и ПРО, планировалась разработка многоядерных вариантов и переход на более совершенные топологии (сейчас это 130 нм). К концу 2010 года в ЗАО «МЦСТ» завершена разработка микросхемы «Эльбрус-S».

Держателем патентов на процессор является компания Elbrus International, которой владеет Elbrus Services, зарегистрированная на Каймановых островах. По заявлению Британского инвестиционного банка Robert Flemings, финансировавшего проект, компания решила использовать такую офшорную схему из-за слабости российского законодательства в области интеллектуальной собственности (на 1999 год).

Информация в этом разделе устарела. Вы можете помочь проекту, обновив его и убрав после этого данный шаблон.

Примечания

  1. «Российское — значит лучшее!» Кажется, почти не осталось того, о чём мы могли бы с гордостью сказать это. А уж чтобы так заявить о продукции из области электроники, тем более …
  2. 1 2 100% российский компьютер представлен публике. CNews (7 июля 2008). Дата обращения 29 января 2009. Архивировано 22 августа 2011 года.
  3. Да и njet — «Компьютерра», 1999
  4. Russian «Itanium Killer» Isn’t Dead Yet // ExtremeTech
  5. Выпуск вычислительного комплекса «Эльбрус-3М1»>
  6. Выпуск системы на кристалле «Эльбрус-S»
  7. Российский чип опережает по быстродействию процессоры INTEL? // Деловая пресса №19, 1 декабря 1999
  8. Разработка микропроцессора с архитектурой Эльбрус, адаптированного для производства на отечественной фабрике.
  9. Экономичный микропроцессор с архитектурой Эльбрус и встроенным графическим ядром.
  10. Восьмиядерный микропроцессор с архитектурой Эльбрус (недоступная ссылка). Дата обращения 19 июля 2014. Архивировано 25 июня 2014 года.
  11. Про еще один новый 8-ядерный российский процессор — Эльбрус-8СВ
  12. А.К. Ким, В.И. Перекатов, В.М. Фельдман, ПАО «ИНЭУМ им. И.С. Брука», АО «МЦСТ», МФТИ (ГУ) На пути к российской экзасистеме: Планы разработчиков аппаратно-программной платформы «Эльбрус» по созданию суперкомпьютера экзафлопной производительности
  13. Российские технологии «Эльбрус» для персональных компьютеров, серверов и суперкомпьютеров

Ссылки

  • Микропроцессор «Эльбрус» на сайте МЦСТ
  • Краткое описание архитектуры Эльбрус
  • Основные принципы архитектуры (2001) на сайте МЦСТ
  • Защищенные информационные системы. Б. А. Бабаян, 2003 (pdf)
  • Elbrus E2K Speculations (англ.) — статья на сайте X-bit labs, 7 мая 1999
  • Anna Filatova. Elbrus E2K: to Come or Not to Come? X-bit labs, 17 июля 2002
  • Intel Hires Elbrus Microprocessor Design Team (англ.) eWeek, 24 мая 2004
  • Игорь Левшин. «Эльбрус» растёт // Computerworld Россия. — 1999. — № 48.
  • Наталья Дубова. От «Эльбруса-3» — к «Эльбрусу-2000» // Computerworld Россия. — 2000. — № 27—28.
  • Михаил Кузьминский. От «Эльбруса-3» — к «Эльбрусу-2000» // Computerworld Россия. — 2003. — № 43.
  • Виктор Картунов. Кое-что об Эльбрусе-2000 — критическая статья на FCenter, 17 декабря 2005
  • Владислав Мещеряков. 100% российский компьютер возродился. CNews (30 июня 2008). Дата обращения 6 августа 2009. Архивировано 22 августа 2011 года.
  • Российским компьютерам быть? // Хабрахабр
  • Куда идет Эльбрус? // osp.ru
  • «ЭЛЬБРУС-2С+» — новый шестиядерный российский процессор для компьютеров // 4pda
  • Новые российские компьютеры: характеристики, подробности, разъяснения // 4pda, 3.11.2011
  • Обсуждение судьбы E2K и «критической статьи» на форуме Balancer
  • Дизайн системной платы Эльбрус-3M1 (недоступная ссылка с 12-10-2016 )
  • Paul DeMone. From Russia, With Skepticism. Real World Technologies (13 августа 2000). Дата обращения 10 ноября 2011. Архивировано 3 февраля 2012 года.

Российский процессор Эльбрус-8С

Добрый день, уважаемые читатели. Сегодняшняя тема будет очень интересна заядлым патриотам. Россия вперед!!! А поговорим мы сегодня о российских процессорах «Эльбрус» и «Байкал». Очень жаль, что статью уж никак нельзя назвать «Процессоры российского производства», потому что по факту производятся они в восточной Азии (как и большинство электроники мировых лидеров), а не в России. Но вполне можно гордиться тем, что Россия одна из немногих стран мира, которая способна разрабатывать свои микропроцессоры, ведь за ними стоит будущее.

А есть среди вас те, кто для поиска статьи вбили в Яндексе фразу «русские процессоры»? Если говорить о людях, то «Не все россияне русские». А если говорить о процессорах, то они российские. Инфа 100%, я проверял!

Итак, что мы имеем на сегодня? А сегодня у нас первая половина 2017 года и российские процессоры неугомонно развиваются.

Российские процессоры «Процессор-9» с поддержкой памяти DDR4

Что мы видим в подзаголовке? С поддержкой оперативной памяти DDR4! Это означает не что иное, как то, что Процессор-9 будет составлять прямую конкуренцию существующим гигантам Intel и AMD. Тут уж можно действительно гордиться Россией.

Что же такое Процессор-9? Это кодовое название топового российского процессора Эльбрус-16С от компании МЦСТ. Планируется, что он начнет выпускаться в 2018 году. Будет два варианта процессора с 8 и 16 ядрами. В общем, характеристики процессора вот:

Основные технические характеристики процессора Эльбрус-16С (Процессор-9)

Тактовая частота 1500Мгц
Разрядность 64/128 бит
К-во ядер 8/16
Кэш второго уровня 8 х 512Кб
Кэш третьего уровня 16Мб
Поддержка ОЗУ 4 х DDR4-2400
Техпроцесс 28нм (по некоторым данным 16нм)
Потребление энергии 60-90Вт

Ранее уже продавались компьютеры на базе российских процессоров Эльбрус-4С, но стоили они заоблачную сумму денег. Это обуславливалось тем, что не было налажено массовое производство процессоров. Эти компьютеры были скорее экспериментальными образцами, потому и стоили до 400 000 рублей. В случае же с Эльбрус-16С ситуацию исправит массовое производство процессоров в Тайване. К тому же производитель должен понимать, что при такой цене ни о какой конкурентоспособности и речи быть не может.

Новость! Представлены первые компьютеры на базе процессора Эльбрус-8С. Ждем массовое производство.

Почему бы нам не сопоставить информацию о всей линейке процессоров Эльбрус? Интересно ведь.

Эльбрус-2С+ Эльбрус-4С Эльбрус-8С Эльбрус-16С
Год выпуска 2011 2014 2015-2018 (доработки) 2018 (план)
Тактовая частота 500 МГц 800 Мгц 1300 МГц 1500 Мгц
Разрядность хз 32/64 бит 64 бит 64/128 бит
К-во ядер 2 4 8 8/16
Кэш первого уровня 64 Кб 128 Кб
Кэш второго уровня 1 Мб 8 Мб 4 Мб 4 Мб
Кэш третьего уровня 16 Мб 16 Мб
Поддержка ОЗУ DDR2-800 3 х DDR3-1600 4 х DDR3-1600 4 х DDR4-2400
Техпроцесс 90 нм 65 нм 28 нм 28 нм (или 16)
Потребление энергии 25 Вт 45 Вт 75-100 Вт 60-90 Вт

Были еще разработки процессоров, которые не прошли государственную аттестацию. Но это было давно и не правда.

А что вы думаете о российских процессорах? Вы бы купили компьютер за 400000 только потому, что он российский? Пишите, пообщаемся на эту тему.

Российские процессоры Эльбрус в сравнении с Intel

Знаю, что очень многих интересует сравнение российских процессоров с процессорами Intel. В этом нет ничего удивительного, русские – гордый народ, и поэтому мы хотим сравнивать свои достижения с самыми лучшими. А компания Intel такими как раз и являются в мире компьютерных процессоров.

В общем, блуждает в сети некая табличка со сравнением процессоров Эльбрус с Intel, а вот насколько она достоверная решайте сами. Как я понимаю, таблица эта не новая, потому что сравнение происходит не с самыми новыми процессорами Intel, но некоторые из них все же язык не поворачивается назвать старыми. Тем более часть из них это мощные серверные процессоры Intel Xeon. В таблице вы сможете сравнить основные технические характеристики, а также производительность процессоров в Гигафлопсах.

В общем вот и сама таблица сравнения процессоров. Вставляю ее в таком виде, в котором нашел, не судите строго. Жаль, что там только сравнение Эльбрус и Интел, а процессоров Байкал там нет, но думаю, найдутся еще энтузиасты, которые поправят этот недочет.

Российские процессоры Эльбрус: сравнение с Intel

Российские процессоры Байкал-Т1 и Байкал-М

Если процессоры Эльбрус предназначены сугубо для компьютеров и готовы конкурировать с другими фирмами-изготовителями процессоров для ПК, то процессоры Байкал предназначены больше для промышленного сегмента и не столкнутся с такой жесткой конкуренцией. Однако уже разрабатываются и процессоры Байкал-М, которые можно будет использовать для настольных ПК.

Процессор Байкал-Т1

По данным Байкал Электроникс, процессоры Байкал-Т1 можно использовать для маршрутизаторов, роутеров и другого телекоммуникационного оборудования, для тонких клиентов и офисной техники, для мультимедийных центров, систем ЧПУ. А вот процессоры Байкал-М смогут стать сердцем для рабочих ПК, для промышленной автоматизации и для управления зданиями. Уже интереснее! Но подробной информации о технических характеристиках пока нет. Знаем только, что он будет работать на 8 ядрах ARMv8-A и будет иметь на борту до восьми графических ядер ARM Mali-T628 и, что тоже немаловажно, производители обещают сделать его очень энергоэкономным. Посмотрим, что из этого выйдет.

Пока писал статью сделал запрос в АО «Байкал Электроникс», и ответ не заставил себя долго ждать. Уважаемый Малафеев Андрей Петрович (менеджер по связям с общественностью и корпоративным мероприятиям) любезно поделился с нами самой свежей информацией о процессоре Байкал-М.

Первые инженерные образцы процессора Байкал-М компания планирует выпустить уже осенью этого года. А дальше цитирую, дабы ни коем образом не исказить суть информации:

— Начало цитаты —

Процессор Байкал-M – система на кристалле, включающая энергоэффективные процессорные ядра с архитектурой ARMv8, графическую подсистему и набор высокоскоростных интерфейсов. Байкал-М может использоваться в качестве доверенного процессора с широкими возможностями защиты данных в ряде устройств B2C и В2В сегментов.

Области применения Байкал-М

  • моноблок, автоматизированное рабочее место, графическая рабочая станция;
  • домашний (офисный) медиа-центр;
  • сервер и терминал видеоконференций;
  • микросервер;
  • NAS уровня небольшого предприятия;
  • маршрутизатор / брандмауэр.

Высокая степень интеграции процессора Baikal—M позволяет разрабатывать компактные продукты, в которых основная доля добавленной стоимости приходится на отечественный процессор. Наличие полной информации о логической схеме и физической топологии микросхемы в сочетании с доверенным программным обеспечением и соответствующими аппаратными решениями позволяет использовать процессор в составе систем, предназначенных для обработки конфиденциальной информации.

Применяемое ПО

Широкое распространение архитектуры ARMv8 (AArch64) позволяет использовать огромное количество готового прикладного и системного программного обеспечения. Поддерживаются операционные системы Linux и Android, в том числе на уровне бинарных дистрибутивов и пакетов. Доступны драйверы многочисленных устройств, подключаемых к шинам PCIe и USB. В состав поставляемого «Байкал Электроникс» комплекта программного обеспечения входит ядро Linux в исходных текстах и скомпилированном виде, а также драйверы для встроенных в Baikal-M контроллеров.

Основные характеристики процессора Байкал-М

  • 8 ядер ARM Cortex-A57 (разрядность 64 бит).
  • Рабочая частота до 2 ГГц.
  • Аппаратная поддержка виртуализации и технологии Trust Zone на уровне всей СнК.
  • Интерфейс с оперативной памятью – два 64-битных канала DDR3/DDR4-2133 с поддержкой ECC
  • Кэш-память – 4 МБ (L2) + 8 МБ (L3).
  • Восьмиядерный графический сопроцессор Mali-T628.
  • Видеотракт, обеспечивающий поддержку HDMI, LVDS
  • Аппаратное декодирование видео
  • Встроенный контроллер PCI Express поддерживает 16 линий PCIe Gen. 3.
  • Два контроллера 10-гигабитной сети Ethernet, два контроллера гигабитной сети Ethernet. Контроллеры поддерживают виртуальные сети VLAN и приоритезацию трафика.
  • Два контроллера SATA 6G, обеспечивающих скорость обмена данными до 6 Гбит/с каждый.
  • 2 канала USB v.3.0 и 4 канала USB v.2.0.
  • Поддержка режима доверенной загрузки.
  • Аппаратные ускорители, поддерживающие ГОСТ 28147-89, ГОСТ Р 34.11-2012.
  • Энергопотребление – не более 30 Вт.

— Конец цитаты —

Что скажете, друзья? Российские процессоры вас впечатлили или оставили равнодушными? Лично я верю в великое будущее российских цифровых технологий!

Российские процессоры: прошлое, настоящее и будущее

Российские процессоры — это вообще явление крайне неоднозначное. Если в Советском Союзе «линия партии» менялась от «кибернетика = лженаука» до «догнать и перегнать Америку», то после распада СССР с компьютерной техникой все стало совсем печально: на рынок хлынули дешевые западные х86-машины, которые уже в девяностых были вполне по карману многим благополучным домохозяйствам.

Собственно, ситуация, которая сложилась на российском процессорном рынке сейчас, предельно проста: есть неплохие конкурентоспособные промышленные «камни», есть сделанные «на коленке» операционные системы на базе Linux, под них заточенные, («Эльбрус»); есть даже парочка ARM-процессоров разных не очень известных производителей, но в бытовом сегменте по состоянию на 2016 год нет ничего, от слова «совсем». Здесь Россия действительно отстала так далеко, как это вообще возможно.

На это можно возразить самой «большой надежной» российского IT-прома, «Эльбрусом» — мол, вон, даже компьютеры выпускает. Выпускает, это да. На Linux. С собственной ОС. И ноутбуки в громоздких корпусах, защищенные по всяким грозным многобуквенным стандартам. Даже супер-ЭВМ есть одна с ОЗУ в 6 Тбайт. В рекламных презентациях декларируется совместимость с Windows. XP. Не старше. А так…

«Эльбрус» 2016

Подробнее про первый российский 64-битный четырехъядерник «Эльбрус-4С» вы можете прочитать в нашей отдельной статье. Здесь мы вкратце упомянем про то, что разработка SPARC-процессоров этой марки возродилась в 2001 году процессором собственной разработки R150 с нормами 350 нм под брендом МЦСТ: это был одноядерный 150-мегагерцовый чип с производительностью 150 Мфлопс. Затем, через 3 года, народился чип R500, выпускающийся по нормам 500 Мфлопс, а еще три года, в 2007, появился в семье третий – SPARC-процессор, двухъядерный с производительностью уже в 1 Гфлопс. Да, это все были процессоры SPARC, то есть для пользовательских нужд совсем непригодные. Эльбрус, конечно, и «бытовой» процессор создал: только вот 300 МГц с одним ядром и производительностью в 4,8 Гфлопс даже в далеком 2008 году было уже как-то никак.

Сегодня после громкой презентации нового процессора можно констатировать, что в ряде задач — это достойный конкурент Intel Core i7 (опять-таки, отсылаем к нашей статье с результатами тестов), но в бытовом применении они непригодны, разве что в промышленном. Да и производятся на самом деле на мощностях азиатских стран, так что это тоже нельзя назвать «100% российской разработкой».

Конечно, в этом году должен уже быть разработан и сконструирован восьмиядерник «Эльбрус-8С», но пока что ПК, производимые на его основе, даже отдаленно не конкуренты Intel и AMD в бытовом сегменте, но заказов у производителя МЦСТ в промышленном секторе более чем хватает. Есть в плане у МЦСТ и другой 8-ядерный процессор с производительностью в 1 Тфлопс на техпроцессе 16 нм – «Эльбрус-16С». Выпуск запланирован на 2018 год.

Кстати, все разработки ведутся в Зеленограде, на заводе «Микрон». А выпуск, как уже было сказано выше, на заводах в Азии – дешевле.

Baikal T-1

Это на самом деле еще один промышленный процессор, на этот раз с архитектурой MIPS32 R5 Warrior разработки российской компании «Байкал Электроникс». У него два 32-битных ядра Р5600 с частотой до 1,2 ГГц, и предполагается создание на его основе различных роутеров (в том числе и домашних), а также устройств промышленной автоматизации и даже телефонов и тонкого клиента. Строго говоря, в России разработан только чип, а функциональные блоки процессорного ядра лицензированы у компании Imagination Technologies, а сам процессор произведен на Тайване по техпроцессу 28 нм.

Он был представлен весной прошедшего года. Представитель «Байкал Электроникс» Андрей Малафеев рассказал, что среди заказчиков компании более 100 фирм, около 20 из которых зарубежные, в том числе разработчик решений в области автоматизации «Акситех», тайваньский производитель встраиваемых компьютеров Lanner и другие.

Выпуск «Байкала» начнется в текущем квартале, планируется всего выпустить до 100 тыс. экземпляров. Стоимость чипа составит 60 долларов США в партиях от 100 штук. В мае же было показано и первое устройство на его основе: система управления станками СЧПУ «Ресурс-30».

Прямыми конкурентами Baikal-T1 являются процессоры американской компании Broadcom серии StrataGX, а также компании Freescale серии QorIQ T1020.

Другие участники

Помимо появляющихся на полосах медиа «Эльбрусов» и «Байкалов», в постперестроечной России существуют и другие бренды.

К примеру, в 2008 году увидел свет процессор «Орхидея» с 32-разрядной RISC-архитектурой и DSP производства компании «Юникор Микросистемс». Компания безвременно сгинула, и даже домен продается очень уныло, а найти изображения процессора в Сети весьма затруднительно.

И это далеко не единственный представитель. Свои силы в новой реальности пробовал и Научно-исследовательский институт системных исследований РАН (НИИСИ), разработав еще в 1999 году семейство процессоров со смешным названием KOMDIV-32. Название неслучайно: процессор применяется в промышленных компьютерах, выпускаемых для нужд Министерства Обороны РФ и для военно-космических исследований. В 2007 году выходит 64-битный процессор KOMDIV-64 — но это опять же всё не для массового применения.

Из интересного можно еще отметить так называемые мультиклеточные процессоры. В России их производит ОАО «Мультиклет», образованное еще в 2010 году в Сколково, оно и придумало такой термин, а также и синоним «синпьютер». На самом деле это процессоры общего назначения, спроектированные на базе архитектуры MIMD. Их отличие от традиционных процессоров, по словам Николая Стрельцова, технического директора «Уральской Архитектурной Лаборатории», заключается в «аналоге многоклеточного организма, тогда как все делают сейчас только одноклеточные процессоры». Пример – «каждая клетка может напрямую работать с любой другой», в отличие от обычных процессоров, где обмен данных идет через память.

Преимущества, согласно данным самой компании, заключаются в увеличенной производительности при одновременном снижении энергопотребления, уменьшение площади кристалла за счет предельного простого устройства управления, «иммунитете» к вирусам, отказоустойчивости, выполнение задач без рекомпиляции — в общем, только кофе не варят. Сравнение с существующими процессорами, что любопытно, даже сегодня производится почему-то на основе уже давно забытого Pentium 4, включая различные процессоры производства TI и AD. Хотя, если подумать, то за рубежом технология известна уже десять лет как, но что-то «не взлетело» … Даже несмотря на то, что «эта пост-неймановская архитектура лучше вашей устаревшей».

А в прошлом году ЗАО «ЭЛВИС-НеоТек» — портфельная компания известного пожирателя денег «Роснано» (но на самом деле это довольно пожилая компания, которая конструировала приборы еще в советские времена для станций «Салют») — представила однокристальную систему VIP-1 (Video Intelligence Processor), выполненная по 40-нм технологическому процессу. Формально, это опять-таки не 100% российская разработка: в основе чипа лежат два ядра ARM Cortex-A9 с тактовой частотой 1 ГГц, видеоускоритель Mali-300 (старее некуда), видеопроцессор VELCore-01A и навигационное ядро с поддержкой трёх основных систем глобальной спутниковой навигации — GPS, российской ГЛОНАСС и китайской Baidu.

Впрочем, устарелость тут тоже не первична: процессор также ориентирован на встраивание в промышленные изделия, точнее говоря, на аппаратуру видеонаблюдения; например, в видеокамеры, фиксирующие нарушителей правил дорожного движения. По предварительным оценкам, стоимость камеры составит 200–500 долларов США. Несмотря даже на очень скромную мощность, по мнению президента группы компаний «ЭЛВИС-НеоТек» Ярослава Петричковича, их процессоры могли бы использоваться в ноутбуках, планшетных компьютерах, навигаторах и другой портативной электронике.

Насчет навигаторов согласиться можем, но вот ноутбуки и планшеты… Разве что ну совсем промышленные.

⇡Как мы дошли до жизни такой?

Перво-наперво очень рекомендуется ознакомиться с двумя буквально программными статьями на «Хабре»: раз («Микроэлектронная индустрия в России «) и два («Почему в России почти нет гражданского/коммерческого высокотехнологичного производства?»). В целом они до сих пор актуальны — с поправками в некоторых цифрах, но суть, впрочем, не изменилась. Также полезно ознакомиться с историей о том, какие решения были приняты в СССР, — хотя бы на примере НИЦЭВТ. Напомним, что в 60-х пришли к выводу о необходимости создания серии мощных, унифицированных ЭВМ с единой архитектурой (ЕС ЭВМ) и в качестве основы для таковой была выбрана IBM System/360, хотя многие до сих пор считают этот выбор неудачным, потому что надежды на переиспользование стороннего ПО в итоге не оправдались. Более того, затраты на софт, по мнению некоторых исследователей, оказались много выше, чем на «железо». В этой истории есть несколько важных нюансов. Во-первых, тогда это было вполне законно, так как патентовалось обычно конкретное исполнение, а не сама архитектура. Представительство IBM появилось в СССР аж 1974 году, а оборудование в том числе и закупалось.

Во-вторых, выбор конкретной архитектуры занял не один год. Конкурентом IBM в этом вопросе была британская ICL, которая была готова продать лицензии со всей документацией и исходными кодами. По иронии судьбы ICL уже сама в 1991 году выкупила долю Казанского завода электронно-вычислительных машин и создала совместное предприятие. А после упразднения головной корпорации в 2013-м только российское подразделение, сильно разросшееся, стало работать под этим брендом. Наконец в-третьих, в СССР разработку собственных вычислительных систем вовсе не забросили, хотя и уделялось этому меньше внимания. Кроме того, за IBM вскоре последовали клоны PDP, а затем вообще стали копировать все хоть сколько-нибудь заметные на западном рынке архитектуры, процессоры, ПК, микроконтроллеры, периферию, софт и так далее.

Зачастую без оглядки на патенты и лицензии. Получалось всё это с переменным успехом. Что-то улучшали, что-то ухудшали, но в итоге всё это так или иначе работало и, что важно, с экономической точки зрения было вполне оправданно. Хотя многое и закупалось, пусть тоже не всегда и не совсем легально. С другой стороны, в отношении СССР с 1980 года в рамках программы КоКом (CoCom) были введены запреты — в том числе и на поставку вычислительной техники. Если вам интересна история, то можно начать знакомство с книги «Информационные технологии в СССР. Создатели советской компьютерной техники» за авторством Ю. Ревича. После распада ситуация поменялась кардинально — почти всё можно было купить или лицензировать, были бы деньги.

⇡Наше или не наше?

В связи с этим очень часто возникают споры. Если купили, например, лицензию на ядра и прочие IP-блоки, довели всю конструкцию до ума и отправили на производство за рубеж, то отечественное ли это изделие — или всё-таки нет? А если самостоятельно сделали схему под чужую систему команд? А если полностью выкупили всё-всё, но производят в России? В проекте Минпромторга, если коротко, предполагается двухуровневая классификация. В обоих случаях компания-разработчик юридически обязана быть российской. Для чипов первого уровня она должна заниматься разработкой «структуры, логической и (или) электрической принципиальной схемы, топологии, <…> ПО», а «производство интегральной схемы, включая транзисторный цикл и изготовление слоев металлизации, осуществляется на территории РФ». При этом вполне допускается покупка лицензий у любых компаний.

Для чипов второго уровня всё несколько проще. Тут нужно, чтобы права на топологию были в РФ, а выпускать микросхемы можно где угодно, но только если внутри страны нет требуемой производственной базы. Критерии вообще-то вполне справедливые, потому что покупка лицензий и готовых блоков — это даже не полдела. Перевести абстрактную «логику» в массовое производство «кремния», попутно обеспечив всё это программной платформой, очень непросто, особенно при уменьшении техпроцесса. К тому же многие почему-то любят говорить именно про микропроцессоры, но забывают о десятках категорий других компонентов или IP-блоков — какие-нибудь микроконтроллеры или просто контроллеры периферии/шин не менее важны. Опасения по поводу внедрения закладок в исходники или на этапе зарубежного производства небезосновательны, но, видимо, сочтены или слишком труднореализуемыми, или легко выявляемыми — ну или и то и другое. Да и в целом векторов атак намного больше.

Кроме того, ещё есть большая и важная область создания готовых продуктов, решений, систем. Просто для примера — компания YADRO занимается созданием СХД на базе платформы OpenPOWER. О некоторых аспектах работы она открыто рассказывает. Компания хоть и отнекивалась долгое время, но, похоже, именно её решения в комплексе «Купол» используются для реализации «пакета Яровой» на сети «Мегафон». Это тоже огромная инженерная работа и пример импортозамещения. С последним, правда, не всё так гладко. С другой стороны, замещение это далеко не всегда нужно. Приятно, конечно, потешить собственное самолюбие, попытавшись побороться в гражданском секторе с крупными западными игроками, но экономически это просто самоубийственно.

Поэтому вкладываются только в критически важные области, где в случае эмбарго есть риск остаться ни с чем: ВПК и ТЭК в первую очередь, а также в связь, медицину, космос. С этим, кстати, связано ещё несколько особенностей нашего рынка. Во-первых, практически невозможно найти детальную публичную информацию о реальных объёмах производства и конкретных заказчиках. Во-вторых, немало продукции имеет радиационно стойкое исполнение, расширенный температурный режим работы и прочие прелести. В-третьих, большинство разработчиков формально являются независимыми коммерческими предприятиями, но нередко складывается ощущение, что фактически деньги они прямо или опосредованно получают от единственного заказчика — государства и его структур. Иными словами, далеко не всегда и везде они конкурентоспособны на мировом рынке.

⇡Тоньше работать надо?

В частности, очень часто попрекают отечественное производство микроэлектроники отсутствием современных техпроцессов. Среди крупных заводов есть «Микрон», «Ангстрем» и «Ангстрем-Т», на которых доступны нормы вплоть до 90 нм, а когда-нибудь появится и 65 нм. Имеются и другие, более мелкие производственные площадки для норм микрометрового уровня или толще. Естественно, для действительно сложной электроники вроде CPU или SoC техпроцесс может быть критически важным, но для всего остального это далеко не всегда так. Вообще, подавляющее большинство компаний-разработчиков электроники уже давно перешли в стадию fabless, отдав производство на откуп профессионалам или изначально не вкладываясь в постройку собственных фабрик.

В свежем отчёте TSMC за второй квартал можно найти хорошую иллюстрацию. На современные нормы 10 нм приходится только 13 % заработка, 16/20 нм и 28 нм приносят 25 % и 23 % соответственно. При этом до сих пор сохраняются линии на 250 нм и толще. Обратите внимание, что речь в отчёте идёт о деньгах, а не о количестве кристаллов или пластин. Более старые техпроцессы дешевле современных, так что в реальности объёмы поставок чипов с суперкрошечными транзисторами существенно меньше, чем с относительно крупными. Просто так за «тонкостью» гнаться смысла нет. Вот с этим знанием можно приступить к знакомству с отечественной продукцией. В первой части мы рассмотрим CPU и SoC на базе зарубежных архитектур, а во второй обратимся к собственным разработкам. В обзор включены только наиболее интересные и заметные решения, а также несколько оригинальных архитектур и DSP. Вся информация получена из открытых источников, а некоторые технические нюансы опущены или осознанно упрощены для простоты понимания.