Российский 8-ядерный микропроцессор Эльбрус- 8CB на техпроцессе TSMC 28 нм

Все крупнейшие державы мира заинтересованы в создании собственных кремниевых микропроцессоров. Обладание ключевым компонентом компьютера позволяет сверхдержаве избавиться от зависимости от американских процессоров, гарантировать отсутствие каких-либо лазеек для обхода системы защиты, а при необходимости, создать свои собственные.

Ранее уже публиковались материалы о Китае, где на повестке дня, похоже стоит создание собственного чипа на основе интеловского x86 или семейства ARM Limited. И вот теперь речь пойдет о России, разрабатывающей собственный дизайн «Эльбрус» VLIW (архитектура с несколькими вычислительными устройствами), который, похоже, берет начало в архитектуре SPARC (масштабируемая архитектура процессора).

Россия уже несколько лет создает семейство процессоров под названием «Эльбрус». Для тех из нас, кто не живет в России, самое интересное – что под капотом, то есть, как он устроен внутри. Эти чипы, как известно, созданы для пользовательских серверов и офисных персональных компьютеров по указанию правительства России и в соответствии с его требованиями. Благодаря документам с российских конференций по вычислительным технологиям, у нас были некоторые обрывочные сведения, но этой информации уже несколько лет. Если вы не живете в России, едва ли этот процессор когда-нибудь попадет вам в руки. Тем не менее, недавно нам попалось на глаза новое онлайн-руководство по программированию, где представлены последние версии процессоров Эльбрус-8СВ.

Новейший чип Эльбрус-8СВ, как разъясняется в документе, опубликованном на прошлой неделе, построен на техпроцессе TSMC 28 нанометров, имеет площадь кристалла 333 квадратных миллиметра с 8 ядрами на частоте 1,5 гигагерц. Пиковая пропускная способность, в соответствии упомянутым документом, составляет 576 Гфлоп/с одинарной точности, причем этот чип предлагает четыре канала памяти DDR4-2400, что соответствует 68,3 гигабайтам в секунду. Кэши памяти L1 и L2 являются закрытыми, причем кэш L1 имеет объем 64 кбайт, кэш L1-I – 128 кбайт и кэш L2 – 512 кбайт. Кэш-память L3 распределяется между ядрами по 2 мегабайта на ядро, и составляет ​​в общей сложности 16 МБ. Процессор также поддерживает четырехпроцессорные комбинации многопроцессорных серверов, хотя в документе не указано, по какому протоколу и каком диапазоне частот.

Это дизайн, ориентированный на программу-компилятор, так же как и некоторые другие сложные микросхемы, в которых большинство оптимизаций происходит на уровне компилятора. Если судить по первым аналогичным разработкам в прошлом, этот путь, как правило, не приводит к созданию успешного продукта. В документах 2015 года говорится, что долгосрочной целью является двоичный перевод x86 и x86-64 с непроизводительными издержками всего на уровне 20 процентов, что обеспечивает полную поддержку кода x86, а также операционных систем x86, включая Windows 7 (возможно, после 2015эта информация была обновлена​​).

Ядро имеет шесть исполнительных портов, причем многие порты являются многоцелевыми. Например, четыре порта могут выполнять функции портов загрузки, а два других – быть портами хранения. Но при этом все они могут выполнять целочисленные операции, и большинство из них – операции с плавающей запятой. Четыре порта способны выполнять операции сравнения, и они же могут выполнять векторные вычисления.

Этот короткий новостной материал не имеет целью полностью раскрыть возможности российского процессора «Эльбрус». Мы хорошо позабавились, прикидывая, на какой частоте процессор Cortex X1 с переводом x86 будет соответствовать возможностям 8-ядерного «Эльбруса», однако, тем, кто захочет всерьез разобраться с этим дизайном, придется сделать это самостоятельно.

Гораздо более серьезный вопрос заключается в том, насколько высока вероятность, что любой из этих финансируемых государством проектов будет успешным на мировом уровне. Теоретически, финансируемые государством группы разработчиков должны обеспечиваться лучше всех, однако, даже при всех деньгах мира инженеры все же должны выполнять поставленные задачи.

Даже если в конечном итоге в той или иной супердержаве будет создан новый супер-процессор, она всегда будет заинтересована в определенной степени безопасности, особенно если аппаратное обеспечение разработано специально для обслуживания вычислений с высоким уровнем секретности.

Есть также дополнительное осложнение, связанное с тем, что Соединенные Штаты ужесточают свои ограничения по поводу архитектуры TSMC и ASML, в соответствии с которыми не будут приниматься заказы от конкретных компаний. Нельзя исключить, что возникнут планы по расширению этих мер, в зависимости от того, насколько хороши конкретные продукты и насколько высок уровень воспринимаемой угрозы от тех или иных стран.

Источник