Российский микропроцессор Эльбрус-4С

ЗАО МЦСТ, с апреля 1992 года работающее на базе отделений Института точной механики и вычислительной техники имени С.А. Лебедева (ИТМ и ВТ) и являющееся правопреемником ТОО «Московский Центр SPARC-технологий», сообщило о завершении цикла испытаний микропроцессора Эльбрус-4С.

Это наиболее высокопроизводительный микропроцессор, созданный специалистами компании. В разработке процессора, сервера на его основе и программного обеспечения принимали участие сотрудники ОАО ИНЭУМ им. И.С.Брука, ключевого партнера МЦСТ.

Эльбрус-4С является развитием линии микропроцессоров на разработанной в МЦСТ архитектуре Эльбрус. Он представляет собой 64-разрядный четырех-ядерный универсальный микропроцессор, рассчитанный на тактовую частоту 800 МГц. За один такт каждое ядро нового процессора может выполнить 23 операции — в несколько раз больше, чем процессоры типа RISC. По оценке разработчика, суммарная вычислительная мощность четырех ядер составляет около 50 млрд операций с плавающей запятой (GFLOPS) с одинарной точностью и 25 GFLOPS — с двойной. Как утверждается, на многих реальных задачах Эльбрус-4 С по производительности сопоставим с ведущими зарубежными микропроцессорами, хотя работает на относительно невысокой тактовой частоте.

Встроенный контроллер памяти поддерживает три канала DDR3-1600. Возможно объединение до четырех процессоров в многопроцессорную систему с общей памятью.

По сравнению с предыдущим поколением, процессором Эльбрус-2С+, в архитектуру нового процессора были внесены существенные улучшения: введена аппаратная поддержка для двоичной трансляции 64-разрядных кодов Intel/AMD, добавлена поддержка двоичной трансляции в много поточном режиме, увеличена кэш-память. Также была переработана подсистема работы с памятью: освоен стандарт DDR3-1600, увеличено количество каналов памяти, повышена эффективность работы в многопроцессорных системах. Процессор, изготавливаемый по 65-нанометровой технологии, характеризуется средним энергопотреблением 45 Вт.

На базе процессора Эльбрус-4С разработан сервер, содержащий четыре процессора и два южных моста КПИ, также разработанных в МЦСТ.

Базовой операционной системой для процессора является ОС «Эльбрус» на ядре Linux версии 2.6.33. Она включает менеджер пакетов и более 3 тысяч программных пакетов из состава дистрибутива Debian 5.0. Есть полный набор инструментов разработчика, в который входят оптимизирующие компиляторы для языков высокого уровня Си, Си++, Фортран-77 и Фортран-90, отладчик, профилировщик, а также библиотека математических функций и сигнальной обработки. ОС «Эльбрус» поддерживает режим реального времени, сертифицирована по 2-му классу защиты от несанкционированного доступа и 2-му уровню контроля не декларированных возможностей.

Разработчик подчеркивает, что отличительной чертой разработанных им платформ является доверенность: все их ключевые программные и аппаратные компоненты разработаны силами специалистов компании и сопровождаются полной конструкторской документацией. Процессор Эльбрус-4С послужит основой для широкого спектра доверенной отечественной вычислительной техники: серверов, персональных компьютеров и встраиваемых решений.

Системы, созданные специалистами ИТМ и ВТ, в свое время составляли основу вычислительных ресурсов в главных наукоемких отраслях нашего общества, к которым можно отнести освоение космоса, атомную энергетику, фундаментальные и прикладные научные исследования. К числу таких систем относятся супер-компьютеры БЭСМ, Эльбрус-1КБ, «Эльбрус-1» и «Эльбрус-2». Микропроцессор Эльбрус-4С и системы на его основе займут достойное место в этом ряду.