Процессор МЦСТ R1000. 1 ГГц и 4 российских ядра

МЦСТ R1000Периодически заглядываю на сайт разработчиков российского процессора МЦСТ на базе архитектуры SPARC, более известной как платформа «Эльбрус».

Московский центр СПАРК-технологий известен своей разработкой Elbrus 2k конца 90-х годов, а сегодня системы МЦСТ базируются на двух семействах микропроцессоров: МЦСТ-R, совместимых со SPARC v8 и v9, и «Эльбрус» с архитектурой собственной разработки.

Первые поколения RISC-процессоров МЦСТ-R используются в системах ПВО С-300 и С-400, что, по моему мнению, позволило компании выжить в условиях тотального разрушения производств электроники в РФ начиная с 90-х годов. Могу представить что бы они сейчас выпускали, не будь их продукция столь узко-специализированной и при нормальном финансировании…

R1000

С удивлением обнаружил что в декабре 2011г. компания-разработчик сделала серьёзный шаг вперёд, передав в серийное производство новый 4-х ядерный процессор R1000, микросхема 1891ВМ6Я.

МЦСТ R1000 содержит 4 ядра 64-разрядной архитектуры SPARC V9, каждое ядро декодирует и отправляет на исполнение до 2 команд за такт.

Для сравнения производительности процессора возьмём табличку с Википедии

  • AMD Athlon 64 2,211 ГГц (2003) — 8 Гфлопс
  • AMD Athlon 64 X2 4200+ 2,2 ГГц (2006) — 13.2 Гфлопс
  • Intel Core 2 Duo 2,4 ГГц (2006) — 19,2 Гфлопс
  • AMD Athlon II X4 645 (ADX645W) 3.1 ГГц (2010) — 38.44 Гфлопс
  • Intel Core 2 Quad Q8300 2,5 ГГц — 40 Гфлопс
  • Intel Core i7-975 XE 3,33 ГГц (2009) — 53.328 Гфлопс
  • Intel Core i5-2500K 4,6 ГГц (2011) — 66.32 Гфлопс
  • AMD Athlon XP 1800+ — 2.32 Гфлопс
  • МЦСТ R1000 (1 ядро, 32/64бит) — 4/2  Гфлопс

Основные характеристики микросхемы МЦСТ R1000

Характеристики Значения
1 Процессорное ядро
Тактовая частота, Ггц
Количество процессорных ядер
SPARC V9 + VIS2
1
4
2 Производительность одного ядра:
GIPS (Dhrystone)
GFLOPS (32 разряда)
GFLOPS (64 разряда)
2
4
2
3 Кэш первого уровня (одно ядро), КбайтКэш второго уровня (общий), Мбайт 16 (I)
32 (D)
2
4 Пропускная способность канала ОЗУ, Гбайт/с
Тип ОЗУ
4
DDR2-800
5 Пропускная способность канала ввода вывода, Гбайт/с 2
6 Пропускная способность канала межпроцессорного обмена, ГБайт/с
(3 канала в микрохеме)
4
7 Потребляемая мощность, Вт не более 20
8 Количество транзисторов, млн. шт. 180
9 Напряжение питания, В 1,0 / 1,8 / 2,5
10 Корпус HFCBGA 1156
11 Технология 90 нм, 10 слоев металла
12 Площадь кристалла, мм2 128

На базе процессора МЦСТ R1000 уже разработаны модули МВС4/С и МВС4-РС, которые обеспечивают многопроцессорные, многопользовательские и многопрограммные вычисления в режиме жесткого реального времени.

Реализация этих возможностей поддерживается общим программным обеспечением, включающим операционные системы ОС «Эльбрус» и ОС МСВС 3.0, оптимизирующий компилятор с языков С/С++, высокопроизводительные математические библиотеки и ряд других компонентов.

МВС4/С

МЦСТ R1000

Наименование параметра

Значение
параметра

Количество микросхем «МЦСТ-4R»/процессорных ядер, шт.

4/16

Производительность модуля, MIPS

24992,4

Архитектура процессоров

SPARC V9

Объем оперативной памяти, Гбайт

4

Объем постоянной памяти, Кбайт

512

Объем flash-памяти, Гбайт

1

Канал ввода-вывода IOC
— пропускная способность в одном направлении, Мбайт/с

дуплексный
1000

Пропускная способность шины PCI, Мбайт/с

264

Пропускная способность канала IEEE1284, Мбайт/с

5

Внешние каналы ввода/вывода

RS-232, USB 2.0,
Ethernet 1000/100/10, SATA

Конструктив

«Евромеханика-6U» с системной шиной  Compact PCI на двух системных платах

МВС4-PC

МЦСТ R1000

Наименование параметра

Значение
параметра

Количество микросхем «МЦСТ-4R»/процессорных ядер, шт.

4/16

Производительность модуля, MIPS

25004,3

Архитектура процессоров

SPARC V9

Объем оперативной памяти, Гбайт

16

Объем постоянной памяти, Кбайт

512

Объем flash-памяти, Гбайт

1

Канал ввода-вывода IOC
— пропускная способность в одном направлении, Мбайт/с

дуплексный
1000

Пропускная способность шины PCI, Мбайт/с

264

Пропускная способность шины PCI Express, Мбайт/с

500

Пропускная способность канала IEEE 1284, Мбайт/с

5

Внешние каналы ввода/вывода

RS-232, USB 2.0,
Ethernet 1000/100/10, SATA

Конструктив

ATX PC на одной плате

Для ВК с архитектурой Эльбрус и SPARC созданы, сопровождаются и постоянно развиваются две операционные системы:

  • OS_E90 на базе операционной системы Solaris 2.5.1
  • ОС «Эльбрус» на базе Linux 2.6.14
Cодержат средства защиты от несанкционированного доступа к данным и имеют сертификаты МО РФ по второму уровню контроля.

Возможно исполнение как привилегированных, так и не привилегированных кодов архитектуры x86, включая операционные системы MS-DOS, Windows, Linux, QNX, FreeBSD, без каких-либо дополнительных модификаций на базе системы двоичной битовой компиляции.


СИСТЕМА НА КРИСТАЛЛЕ ЭЛЬБРУС-2С+

МЦСТ ЭЛЬБРУСЭльбрус-2С+ — первый гибридный высокопроизводительный микропроцессор фирмы МЦСТ, микросхема 1891ВМ7Я. Он содержит 2 ядра архитектуры Эльбрус и 4 ядра цифровых сигнальных процессоров (DSP) фирмы Элвис. Основная сфера применения процессора Эльбрус-2С+ — системы цифровой интеллектуальной обработки сигнала, такие как радары, анализаторы изображений и т.п.

Для гибридного процессора реализована версия компилятора с языка Си, позволяющая компилировать код для ядер DSP и обеспечивать эффективное взаимодействие основной программы, исполняющейся на ядрах CPU, и процедур для DSP.

Основные характеристики системы на кристалле Эльбрус-2C+

Характеристики Значения
1 Технологический процесс 90 нм
2 Тактовая частота 500 МГц
3 Число ядер архитектуры Эльбрус
Число ядер DSP (Elcore-09)
2
4
4 Пиковая производительность микросхемы (ядра CPU + ядра DSP)
64 разряда, GIPS
64 разряда, GFlops
32 разряда, GIPS
32 разряда, GFlops
16 разрядов, GIPS
20 + 2
8 + 0
33 + 16
16 + 12
43 + 48
5 Кэш-память команд (на ядро), КБ 64
6 Кэш-память данных (на ядро), КБ 64
7 Кэш-память второго уровня (на ядро), МБ 1
8 Встроенная память DSP (на ядро DSP), КБ 128
9 Пропускная способность шины связи с кэш памятью , ГБ/с 16
10 Пропускная способность шин связи с оперативной памятью , ГБ/с 12,8
11 Количество каналов межпроцессорного обмена
Пропускная способность канала межпроцессорного обмена, ГБ/с
Количество каналов ввода-вывода
Пропускная способность канала ввода-вывода, ГБ/с
3
4
2
2
12 Площадь кристалла, мм2 289
13 Количество транзисторов 368 млн
14 Количество слоев металла 9
15 Тип корпуса / количество выводов HFCBGA 1296
16 Размеры корпуса 37,5х37,5 мм
17 Напряжение питания, В 1,0 /1,8/2,5
18 Средняя рассеиваемая мощность ~25 Вт

Оригинальной особенностью микроархитектуры «Эльбрус» является применение устройства предварительной подкачки буфера. Подобного механизма предварительной подгрузки данных нет сегодня ни в одном из современных процессоров.

К числу замечательных особенностей «Эльбрус-С», кроме механизма асинхронной подкачки массивов, относятся возможности защищенного исполнения с помощью тегов (позволяют отличать адреса от данных) и дескрипторов (позволяют контролировать выход за границы объектов программы). Это дает возможность обнаруживать некоторые виды программных ошибок и бороться с вирусами.

Аппаратная поддержка динамической компиляции кодов х86 в команды «Эльбрус» позволяет работать совместно с BIOS и ОС для архитектуры х86, достигая при этом достаточно высокой производительности. Напомним, что Itanium также первоначально имел режим совместимости с х86 благодаря аппаратной эмуляции, но затем x86-совместимые процессоры оказались впереди по производительности, и от этого режима в Itanium отказались.

По результатам тестирования, «Эльбрус» первого поколения имел производительность на уровне Pentium4/2 ГГц, а «Эльбрус-С» — в два раза больше.

В 2012 году будет создан двухъядерный «Эльбрус 2С» для технологии 65 нм и четырехъядерный «Эльбрус 4С» c производительностью 64 GFLOPS. В 2015 году ожидается появление четырехъядерного «Эльбрус 4С» с производительностью 150 GFLOPS, который будет выпускаться по технологии 40 нм, а в 2017 году — по технологии 28 нм, иметь восемь ядер и 256 GFLOPS, при этом разработчики намерены достигнуть производительности 4 GFLOPS/Вт. Изготовление процессоров по технологии 90 нм в МЦСТ надеются наладить на заводе «Микрон» на базе приобретаемых у компании STMicroelectronics технологий.


Вычислительные системы

В вычислительных комплексах на базе «Эльбрус» и МЦСT-R применяются традиционные для x86-систем северный и южный мост — довольно дорогие наборы компонентов микросхем, выпускаемые на базе программируемых интегральных схем FPGA.

Для компьютеров на базе «Эльбрус-С» основная функция северного моста — контроллер памяти, интегрированный в процессор, а южный мост был спроектирован заново и именуется «контроллер периферийных интерфейсов». Он появился в прошлом году и поддерживает интерфейсы PCI, PCI-E x8 1.0, SATA, IDE, USB 2.0, Ethernet, RS-232/RS-485, IEEE-1384, AC’97, шину I2C.

Стоимость «Эльбрус-C» первого поколения в партии 10 тыс. штук составляет $70..80, стоимость южного моста — $40..50.

Базовая продажная цена для компьютеров на их основе в настольном исполнении составляет 70 тыс. руб., а для систем с сPCI — втрое дороже. Удешевление компьютеров и их компонентов — одна из важных задач МЦСT.

В варианте ОС «Эльбрус» на базе ядра Linux 2.6 имеются среды разработки, компиляторы Си/Си++/Фортран, средства реального времени, СУБД и др. Кроме того, при работе в режиме эмуляции х86 возможно применение операционных систем QNX, FreeBSD и т. д., а также операционных систем Microsoft.

Источник
http://www.mcst.ru
http://www.osp.ru/os/2011/07/13010501/

Утащить к себе
  • Добавить ВКонтакте заметку об этой странице
  • Мой Мир
  • Facebook
  • Twitter
  • LiveJournal
  • В закладки Google
  • PDF
  • Одноклассники
  • email
  • Print
  • RSS
  • LinkedIn
.

You may also like...

10 Responses

  1. Алексей Кощеев:

    1 июня 2012 года http://www.mcst.ru/hardware.shtml
    К серийному производству рекомендованы изделия на базе микропроцессора МЦСТ-R500S: носимый терминал и тонкий клиент.

    В завершающей стадии находится разработка платы «Монокуб» в форм-факторе mini-ITX.

    МоноКуб МЦСТ

    В плату вмонтирован многоядерный гетерогенный процессор «Эльбрус-2С+» с тактовой частотой 500 МГЦ. Встроенный в процессор контроллер памяти обеспечивает работу в двухканальном режиме. Для установки планок ОЗУ на плате распаяно два слота стандарта DDR2-800.

    «Монокуб» также оснащен разработанным в ЗАО «МЦСТ» южным мостом «КПИ», который обеспечивает поддержку наиболее распространенных на сегодняшний день интерфейсов USB 2.0, SATAII, eSATA, PCI-Express 1.0 х8 и COM-порт. В этот же чип интегрирован гигабитный Ethernet-котроллер, а соответствующий разъем выведен на заднюю панель. Там же размещены интерфейсы для ввода и вывода аудио, разъемы USB 2.0 и eSATA, а также DVI-видеовыход, работоспособность которого обеспечивает интегрированный в плату видеоадаптер. В качестве средства охлаждения процессора возможно использование кулеров под сокет LGA775, в том числе и низкопрофильных.

    В ближайшее время планируется подготовка платы к серийному производству. Она включает усовершенствование конструкции (например, увеличение количества разъемов USB 2.0 на задней панели и установку полноразмерного разъёма PCI Express x16) и меры по удешевлению стоимости.

    Благодаря стандартному конструктиву, небольшим размерам и большому количеству поддерживаемых интерфейсов плата, устанавливаемая в различные типы корпусов, имеет широкий круг применений. На ее основе можно собрать небольшой офисный компьютер, моноблок, мини-сервер, либо сетевое хранилище данных.

  2. Holynik:

    А кулер для чего? Если не ошибаюсь там тепловыделение в десятки раз меньше чем на Intel

  3. alina:

    О чудо-процессоре Эльбрус «гения» Бабаяна: http://www.fcenter.ru/online.shtml?articles/hardware/processors/15730

  4. Они все же родили Эльбрус!
    http://www.linexp.ru/mtsst-vypustila-pervuyu-partiyu-protsessorov-elbrus

    Только лучше бы молоко отечественное научились делать и туалеты общественные в порядок привели.

  5. Тамара:

    Да, собрали по отрытой с 2002 года IBM технологии и горды. Это как новости про школьника, написавшего свою операционную систему.

  6. Константин:

    Наконец то … замечательно, что кое-что уже работает в С300 …. реальный продукт обнадеживает и вселяет оптимизм

Добавить комментарий

%d такие блоггеры, как: