За какво е необходим процесорът Baikal? Руски процесор Байкал. Области на приложение на Байкал-М

Разработчиците от Руската федерация започнаха да създават свои собствени микропроцесори, които се считат за доста конкурентни на продуктите на водещите световни марки. Вече има серийни образци, които се подготвят за промишлено производство, както и планирани разработки. Кои руски процесори - настоящи или обещаващи - заслужават специално внимание?

Основни разработчици на руски процесори

Руската ИТ индустрия се развива активно. Сред неговите най-напреднали в технологично отношение сегменти е разработването на микропроцесори, предназначени за използване в компютри и сървъри, които обикновено се класифицират като архитектура на IBM. Сега този пазар е доминиран от две световни марки - Intel и AMD. В света има много малко конкурентни разработки. Но те могат да бъдат предложени от руски инженери.

Сред обещаващите микросхеми от Руската федерация, които могат да станат конкуренти на Intel и AMD, е процесорът Baikal. Предполага се, че този чип ще бъде инсталиран на компютри, поръчани от държавни агенции. Вероятно най-известният доставчик на микропроцесори, който е създал работещи образци на микросхеми, които се подготвят за серийно производство, е компанията MCST. Произвежда чипс под марката Elbrus в широк обхватмодификации.

Нека да разгледаме по-подробно какви характеристики характеризират обещаващите и настоящи процесори, произведени в Русия.

Процесор за бъдещето: “Байкал”

През юни 2014 г. в руските медии се разпространи новина: Министерството на промишлеността и търговията направи поръчка за разработване на микропроцесори, които впоследствие трябваше да бъдат инсталирани на компютри, закупени за държавни нужди. Говорим за чипове под марката Baikal. Какви забележителни факти са характерни за тази микросхема? Процесорът Baikal започва да се разработва от компанията Baikal Electronics. Проектът се финансира от центъра T-Nano, създаден от корпорацията T-Platforms с участието на Rusnano. Обединената приборостроителна корпорация също работи върху процесора. Известно е, че в проекта могат да участват марки като Depo Computers, Aquarius и Kraftway.

Предполага се, че процесорът Baikal ще бъде създаден в няколко модификации. Първият, според някои данни, ще бъде 8-ядрени чипове Baikal M, както и M/S за компютри и сървъри. Те ще се произвеждат по 28 nm технология, както и ядра Cortex A57, работещи на 64-битов принцип. Производителността на процесорите Baikal ще бъде около 2 GHz. Очаква се чиповете да са съвместими с Linux OS. Впоследствие ще се произвеждат и 16-ядрени микросхеми. Те ще бъдат направени по 16 nm технология. Има информация, че руският процесор Baikal ще бъде произведен от тайванската компания TSMC в първите партиди.

Марка "Елбрус": основни факти

Друга известна марка микропроцесори както в Руската федерация, така и в чужбина, е Elbrus. Чиповете под тази марка вече са пуснати в няколко разновидности. Има двуядрен процесор Elbrus. Има чипове с 4 и дори 8 ядра.

Има информация, че персонални компютри, базирани на тези процесори, ще бъдат пуснати на пазара в близко бъдеще. В момента на базата на чипове Elbrus са създадени работещи образци компютри с различни модификации - лаптопи, компютри "всичко в едно", настолни компютри, сървъри. Основните клиенти на персонални компютри, в които ще бъде инсталиран руският процесор, разработен от MCST, се очаква да бъдат отбранителни структури. Има надежди и за търсене отвън големи предприятия. Чиповете Elbrus могат да работят под основните операционни системи за компютри с IBM-архитектура - Windows, Linux.

Нека да разгледаме по-отблизо как са създадени процесорите Elbrus.

Процесори Elbrus: история

Първият компютър, с който започва историята на марката, е създаден от съветски учени през 70-те години. Това беше компютърният комплекс Елбрус-1. Той беше базиран на чипове от тип TTL и съдържаше 10 процесора с обща производителност от около 15 мегафлопа. До известна степен това беше уникална машина: по-специално тя прилагаше принципа на паралелно изпълнение на команди. Според някои източници такива компютри по това време все още не са били разработени в света. Размерът на RAM в Elbrus-1 беше 64 MB - повече от приличен.

За уникален старт да развиете свой собствен операционна системаи отделни езици за програмиране. През 1985 г. се появява комплексът Елбрус-2, който е подобрен модел, който се отличава с актуализиран с микросхеми тип ESL. Общата производителност на процесорите на компютърния комплекс беше повече от 125 мегафлопа. В архитектурата на този компютъре реализиран модулен принцип. Комплексът Елбрус-2 се характеризира с високо ниво на производителност и експлоатационна стабилност. Известно е, че е бил използван в различни военни съоръжения. Общо съветската индустрия произвежда 30 комплекса Елбрус-2.

През 1990 г. е произведен прототип на компютъра Елбрус-3. Но по това време, поради трудната политическа ситуация в страната, финансирането на проекта беше спряно. Въпреки това, още през 1992 г. е създаден Московският център за SPARC Technologies LLP, който скоро е преименуван на компанията MCST. Компанията започва да произвежда индустриални системи, които са базирани на популярната тогава технология SPARC, създадена от Sun Microsystems.

Базирани на SPARC решения

Работейки с решения, базирани на SPARC, компанията MCST разработи свой собствен продукт под формата на микропроцесор. IN по-ранни версиинеговата архитектура беше известна като E2k. Първият модел процесор, базиран на него, наречен R150, беше пуснат през 2001 г. Техническият процес включваше използването на 350 nm технология. Този руски процесор работеше на честота 150 MHz с производителност около 150 мегафлопа.

През 2004 г. се появи много по-мощен чип - R500. Беше 500 MHz. Произведен е в рамките на по-високи технологични стандарти - 130 nm. През 2007 г. компанията MCST пусна двуядрения процесор R500S, който включва разработки в областта на технологията SPARC. Производителността му беше 1 гигафлопс.

Едновременно с разработването на чипове, базирани на SPARC, MCST създава процесор, изцяло базиран на собствените разработки на своите инженери. Така до 2007 г. руският процесор Elbrus беше създаден и премина държавни тестове. Той е произведен по 130 nm стандарт и работи на 300 MHz. Процесорът беше оборудван с едно ядро и работеше със скорост от 4,8 гигафлопа. Този чип, както и разработките върху него, поставиха основата на цяло семейство микросхеми, които се превърнаха в технологично напреднали решения с висока производителност. Нека да ги разгледаме.

"Елбрус-С"

Първият сериен чип от MCST е процесорът Elbrus-S, който се появи през 2010 г. Произведен е по стандарт 90 nm. Този чип може да работи на честота от 500 MHz и да осигурява производителност от около 8 гигафлопа.

Може да се отбележи, че след това чипът може да покаже подобна производителност AMD Athlon 64, работещ на честота 2,2 GHz.

"Елбрус-2С+"

През 2011 г. се появи следващата модификация на процесора - чипът Elbrus-2C+. Той също беше произведен в съответствие с 90 nm архитектура, но производителността му беше много по-висока - 28 гигафлопа. Може да се отбележи, че подобни показатели могат да бъдат постигнати от такива чипове като Intel Core 2 Duo, както и Intel Core i3. Има информация, че разработчиците са успели да постигнат такъв напредък поради факта, че процесорът е придружен от 4 ядра на допълнителен чип. Този компонент извършва цифрова обработка на сигнала. Въпреки това, вграденият процесор от съответния тип, според инженерите на MCST, се характеризира с твърде висока интензивност на ресурсите по време на процеса на освобождаване. Поради това в следващите модели Elbrus той беше заменен с алтернативни решения.

"Елбрус-4S"

През 2014 г. започна серийното производство на друг микропроцесорен шедьовър - Elbrus-4C. Този чип е произведен по 65 nm технология. Ядрата му (общо 4) работят на честота 800 MHz. Всеки от тях е оборудван с 2 MB кеш памет. Това направи възможно постигането на производителност на процесора от 50 гигафлопа. Това е почти същото като например чипа Intel Core i7-975 - 53 гигафлопа. В същото време мощността на руския чип е 45 W. В този аспект захранването на процесора Elbrus-4C, както смятат много експерти, е по-икономично от това на американския дизайн.

Чипът с 4 ядра от MCST е един от най-универсалните. Видове компютри, на които може да се инсталира този процесор, - компютри, лаптопи, сървъри, компютри всичко в едно. Всъщност в линията на изчислителните системи, които също се произвеждат от компанията MCST, има машини във всички споменати конфигурации.

"Елбрус-8S"

Най-новият процесор от MCST има 8 ядра Elbrus-8S. Чипът работи по 28 nm стандарт, което го доближава много до водещите микропроцесори в света. Кешът от второ ниво на ядрата на чипа Elbrus-8S е 4 MB, третото ниво е 16 MB. Процесорът може да работи с обичайния стандарт RAM тип DDR3 1600. Производителността на чипа, измерена при изчисления с единична точност, е 250 гигафлопа. Процесорът има 4 контролера на паметта. Показателят за междупроцесорни канали за обмен на данни е 16 GB/sec. Отчетената производителност на чипа е 250 гигафлопа. Как се сравнява с производителността на световните аналози на руския процесор? Може да се отбележи, че чипът 4930K произвежда около 130-140 гигафлопа. Особено за най-новите процесори"Елбрус" се създават нови дънни платки, както и отделна версия на ОС. Възможно е също така да бъдат разработени многопроцесорни компютри, базирани на чипа.

Има информация, че до 2018 г. компанията MCST ще пусне процесори от типа Elbrus-16S. Очакваната им производителност е 1 терафлопс. Очаква се също чиповете да са базирани на стандарти под 28 nm.

Перспективи за чипове

Как експертите оценяват процесорите, произведени от руската марка? Отзивите на много ИТ специалисти са, може да се каже, ентусиазирани.

Причините за това са няколко. Например, много разработчици вече се гордеят с факта, че процесорът е създаден в Русия и в условия, където за дълго времеИкономическата ситуация не беше благоприятна за активното развитие на ИТ индустрията в такъв високотехнологичен и интензивен на знания сегмент. По отношение на производителността на процесора оценките като цяло също са положителни.

Има някои коментари от експерти относно маркетинговите перспективи на чиповете. За да бъдат печеливши, са необходими големи пазари за продажби, които са заети от световни лидери. Експертите смятат, че няма да е лесно да се конкурирате с тях.

В същото време, според някои анализатори, процесорите Elbrus могат да се превърнат в достойна алтернатива на решенията на Intel и AMD в рамките на Руската федерация, особено по отношение на военните доставки, при които на разработчиците се налагат най-строги изисквания по отношение на надеждността на електронните компоненти и безопасността на тяхното използване. Компанията MCST, според експертите, е напълно способна да гарантира, че произвежданите от нея процесори отговарят на тези изисквания.

ОС "Елбрус"

Заслужава да се отбележи, че е създадена отделна операционна система специално за изчислителни системи от MCST, работещи на процесора Elbrus. Неговата основа беше ядрото на Linux във версия 2.6.33, но претърпя дълбока фундаментална преработка. В резултат на това се появи Elbrus OS, характеризираща се най-високото нивобезопасност и стабилност при работа. Активно участие в създаването взеха специалисти от АД ИНЕУМ на име. И. С. Брук.

Този малък процесор консумира само 5 W и може да работи дори без радиатор. Процесорът има три вградени Ethernet контролера (два гигабитови и един 10-гигабитов), контролер за памет DDR3-1600, поддържащ до 8 GB, контролер PCIe Gen.3, SATA контролер 3.0 (6 Gbit), USB 2.0 контролер.
Процесорът е изграден върху 2-ядрен MIPS 32 r5 P5600 (това е първата в света реализация на процесор на това ядро), работещ на честота до 1,2 GHz, вграден 1 MB кеш, 28 nm технологичен процес.

По отношение на производителността Байкал-Т1 е сравним с Процесори на Intel Atom и процесори модерни смартфони. Ще се използва предимно в мощно телекомуникационно оборудване (рутери, управлявани комутатори), но е подходящ и за тънки клиенти.

Компанията T-Platform започва производството на моноблокове Tavolga Terminal TP-T22BT на процесора Baikal T1. Те ще бъдат използвани за създаване на автоматизирани работни станции, където се изискват специални изисквания за безопасност.

"Таволга" работи под Linux контроли може да бъде оборудван с всякакви приложни програми, съвместими с него - офис пакетът LibreOffice, Браузър Firefoxи много други.

Tavolga Terminal също работи в терминален режим като уеб клиент, предоставяйки отдалечен достъпкъм всяко приложение чрез уеб браузър или чрез протоколи за отдалечен работен плот като RDP или VNC.

Baikal Electronics подписа меморандум за научно-техническо сътрудничество с Lenovo.
Lenovo вече демонстрира работещ образец на моноблока ThinkCentre Tiny-in-one 23, изграден върху процесора Baikal-T1.

Днес за първи път публикувам данни за производителността на процесора Baikal-T1, работещ на 1 GHz.

Coremark: 10342 основни марки (2 нишки), Whetsnone: 1052 MWIPS (2 нишки), Dhrystone: 3651 VAX MIPS (1 нишки).
Резултатите от Coremark за повечето процесори могат да се видят.

По времето, когато разработката на процесора Baikal-T1 е завършена, компанията вече е съществувала от три години, в която работят 70 руски хардуерни инженери и програмисти.

За основа беше взето лицензираното ядро MIPS P5600; в допълнение бяха лицензирани Ethernet, SATA и USB контролери. Руските разработчици трябваше да сглобят тези компоненти заедно, да ги накарат да работят правилно един с друг и да разположат чипа според съвременната 28 nm топология. Някои компоненти на процесора са разработени от нулата.

Поисках да покажа топологията на процесора Baikal-T1.

Ето как изглежда едно малко парче от него.

В процесора има милиони такива.

Виждате ли и странни тъжни животни в топологията на връзките на езерото Байкал? ;)

Това е само един слой от връзки.

За процесора Baikal-T1 е разработена и пусната платка за отстраняване на грешки в стандартния формат MicroATX.

Това са първите две дъски.

Табло № 0001. Кодово име "Кон". :)

Байкал Електроникс не допуска никого в електронната лаборатория, дори по-голямата част от служителите си. Допуснаха ме да вляза. :)

Офис за разработка на софтуер.

Тестването е в ход.

Процесорът Baikal-T1 се оказа доста конкурентен и поради големия брой различни интерфейси на чипа има предимства пред конкурентни продукти от чуждестранни разработчици. На цена от около $60, той ще ви позволи да създавате телекомуникационно и индустриално оборудване, диспечерски звена и тънки клиенти, системи за автоматизация и контрол. Руският произход гарантира липсата на „отметки“ и ще позволи използването му в структури с повишени изисквания за информационна сигурност.

В момента Baikal Electronics работи върху разработването на нови процесори, базирани на ARM архитектурата - Baikal-M за настолни компютри, вградени системи, индустриална автоматизация, смарт камери и Baikal-MS за микросървъри и вградени системи.

2016 г., Алексей Надежин

Преди няколко седмици темата за заместването на вноса в може би най-модерната индустрия за микроелектроника - процесорите - отново изплува в новините. Нов руски процесор Baikal-T1, изграден върху ядрото MIPS P5600, от компанията Baikal Electronics, дъщерно дружество на известния руски разработчик на суперкомпютри T-Platforms. Lenta.ru се опита да разбере кой процесор може да се счита за руски и защо изобщо е необходим домашен процесор.

Руската микроелектронна индустрия е доста традиционен обект на шеги (да не кажа подигравки) от съветско време: курсът, избран в СССР през 80-те години на миналия век за копиране на западни модели, всъщност доведе до колапса на съветската микроелектроника. В онези години се ражда вицът за микропроцесор, изпратен на клиент от три железопътни платформи.

Буквално ден преди обявяването на Baikal-T1, RuNet ентусиазирано обсъждаше това, което изглеждаше като продължение на шегата - лаптопът HT-ElbrusS, произведен от друг местен разработчик на процесори, компанията MCST: тази десеткилограмова машина, с цена от 150 хиляди рубли, може да работи с едно зареждане на батерията „поне 1 час“. Вярно, скоро стана ясно, че този модел е от 2012 г. и най-важното е, че принадлежи към класа на здравите лаптопи, тоест може да издържи на падане върху бетон, работа в дъжд и други неприятности. Като пример за конкуренти на HT-ElbrusS може да се посочи 15-инчовият Getac X500, който струва повече от 300 хиляди рубли и може да издържи на електромагнитния импулс на ядрен взрив, и „преносими компютри“ от German Bit Tradition, един от чиито модели - Bit-RPC 1522-MIL - тежи около 20 килограма и може да се похвали с батерия за 30 минути работа.

Наличието на конкуренти обаче не е отговорът на въпроса дали изобщо са необходими местни процесори и компютри или дали съществуващите продукти могат да се считат за местни.

Baikal Electronics, MCST и KM211, както и един от световните лидери в разработването на съвременни процесори, британската компания Imagination Technologies, която притежава процесорната архитектура MIPS, дадоха своите коментари за руския компонент на устройствата. И трите руски компанииразработват модерни процесори, макар и в различни посоки: MCST се насочва към пазара на работни станции и сървъри, KM211 е по-фокусиран върху използване в системи за сигурност и автоматизация, а Baikal Electronics зае междинна позиция, като представи чип за продуктивно мрежово оборудване.

Голям път към малък процесор

Разработването на модерен процесор е дълъг и сложен процес. Започва се с избор на архитектура - набор от команди, които даден процесор може да изпълни. Не само производителността на процесора зависи от архитектурата, но и неговата съвместимост с софтуер: Софтуерът, издаден за една архитектура, най-често няма да работи на друга.

Последното обстоятелство доведе до широкото разпространение процесорни архитектурине са много в света; почти целият пазар е разделен между трима лидери - Intel x86, ARM и MIPS. Първият доминира в настолните компютри и лаптопи от десетилетия, а останалите два намериха своето призвание мобилни устройстваи вградени индустриални компютри. Интересно е, че ARM Holdings и Imagination Technologies - разработчици на архитектурите ARM и MIPS - не произвеждат сами процесори, предпочитайки да продават лицензи.

Когато говорим за процесорни архитектури, е необходимо да се разбере, че те не могат да бъдат пряко сравнявани една с друга - всяка от тях има своите силни страни и Слабости, определяйки обхвата на приложението му. Например сред руските процесори, които се разработват в момента, само Elbrus се състезава за пазара на компютри, но те са много различни от процесорите с архитектура x86, познати на потребителите. Основната цел на Elbrus е да работи на компютри в промишлени и държавни съоръжения, тоест там, където Windows и Microsoft Officeте се опитват да не го използват в никакъв случай и следователно съвместимостта с този софтуер не е критична точка. Baikal-T1 дори е предназначен за мрежово оборудване и системи за автоматизация - сравняването му с компютърни процесори е толкова абсурдно, колкото камион KamAZ с лек автомобил Mercedes: аудио системата на втория е много по-добра, но в задачите, за които е първият предназначени, това не са важни пиеси.

Командите се изпълняват на ядрото на процесора - верига, която осигурява всички необходими изчислителни ресурси. Въпреки че можете сами да създадете ядро, което поддържа определена архитектура, най-често то също се закупува от разработчика на архитектурата. Но такова ядро все още не е завършен чип, а само изходни кодове, които изглеждат подобни на изходните кодове компютърна програма.

На следващия етап ядрото се „натежава“ с допълнителни периферни модули - например USB или Ethernet контролери, ако е необходимо - ядрото се добавя GPU, отговорен за показване на изображението на монитора и т.н. Някои модули се разработват самостоятелно, други могат да бъдат лицензирани от други компании – отново под формата на изходни кодове.

Предпоследният етап на развитие е преходът от абстрактни кодове към чертежи на конкретен чип. За съвременните процесори, работещи на честоти до няколко гигагерца, това също е много нетривиално - в процеса трябва да се вземат предвид огромен брой нюанси и ограничения. Според Тони Кинг-Смит, изпълнителен вицепрезидент на Imagination Technologies, „времето от лицензирането на ядро до поставянето му в силиций става все по-кратко, но все още е средно от 9 до 18 месеца“ и процесът изисква екип от висококвалифицирани разработчици.

И едва след преминаване през всички тези етапи се стартира конвейерът на фабриката за полупроводници, на изхода от който виждаме познати чипове.

Пета точка

Дискусиите за националността на процесорите традиционно се въртят около два факта. Първо, в момента в Русия няма модерно производство на полупроводници и следователно домашните процесори се произвеждат, като правило, в съоръженията на тайванската TSMC - един от най-големите производители на чипове в света, който не разработва собствени чипове , а предоставя само услуги по производството им. Второ, много от процесорите са базирани на архитектура и ядра, разработени от западни компании - например Baikal-T1 използва ядрото MIPS P5600.

Въпреки това, в случая с MCST и KM211 произходът на архитектурата вече не е под съмнение - и двете компании използват собствени разработки Elbrus и Quark. В случая с MCST понякога възниква малко объркване - на него се приписва използването на доста старата архитектура SPARC v9 в Elbrus, разработена от Sun Microsystems още в средата на 90-те; MCST наистина произвежда процесори SPARC, но това са моделите R500 и R1000, а не Elbrus.

За разлика от подхода MCST, Baikal Electronics предпочита да използва готови процесорни ядра: компанията има споразумения както с Imagination, така и с ARM Holdings. Този подход ви позволява да концентрирате ресурси върху пускането на крайния продукт - и световната практика показва, че е много ефективен: нито един от големи производителипроцесорите не пренебрегват лицензирането на проекти на други хора и много от тях използват ARM или MIPS ядра.

Въпреки това, лицензът за готово ядро, както беше отбелязано по-горе, не спестява компанията от сериозни разходи за труд. И в двата случая изпълнението на проекта изисква интелектуален ресурс - група разработчици с дълбоко разбиране на архитектурата на съвременните процесори и принципите на проектиране на интегрални схеми. А при местните компании този ресурс се създава и поддържа в Русия.

В същото време трябва да се признае, че производството на самите чипове, въпреки че присъства в Русия, изостава радикално от чуждите мощности по отношение на своите възможности. Въпреки това, в модерен свят„Fabless компаниите“, занимаващи се само с проектиране и продажба на чипове, отдавна съставляват огромното мнозинство - например сред основните производители на процесори само Intel и Samsung произвеждат своите продукти сами. Сред техните конкуренти някои никога не са притежавали собствени фабрики, докато други - например AMD - умишлено са преминали към безфабричен модел, отделяйки производството в отделна компания като част от оптимизирането на тяхната структура.

Разделянето на разработката и производството на чипове е глобална тенденция и е погрешно те да бъдат строго зависими едно от друго. Въпреки че бихме искали да се надяваме на появата на домашно модерно производство на полупроводници, липсата му по никакъв начин не омаловажава заслугите на разработчиците на чипове.

Въпроси за сигурност

Търсенето на вътрешен заместител на вносен аналог може да се разглежда от две гледни точки - от чисто търговска гледна точка и от гледна точка на безопасността. Ако търговският компонент е ясен за неспециалист, то вторият аспект е по-малко очевиден.

От една страна, трудно може да се оспори фактът, че в света вече се водят цифрови войни: след разкритията на Сноудън и информацията за успешна атака срещу иранската ядрена инфраструктура с помощта на червея Stuxnet (и срещу КНДР). От друга страна все още основно се обсъжда ролята на софтуера в тези атаки, но не хардуер.

За хакерите, включително работещите за държавата, софтуерните уязвимости остават най-привлекателни - те предоставят максимални възможности за проникване в правилната система, и чрез действия в него. Съвременните процесори обаче са толкова сложни и многофункционални, че могат да имат място и за „отметки“, които улесняват работата на разузнавателните агенции.

Например, много процесори са оборудвани с генератор на псевдослучайни числа (PRNG), който често се използва от различни системи за криптиране - и надеждността на това кодиране зависи от степента на случайност на последователността, произведена от генератора. Технически е възможно да се направят промени в чипа на процесора, които правят последователността на изхода на PRNG предвидима, което означава, че данните, криптирани с негова помощ, могат да бъдат сравнително лесно декодирани от трета страна, която знае за тази характеристика на конкретен PRNG .

В същото време промени в работата на PRNG могат да бъдат направени както на етапа на производство на конкретна партида процесори, така и програмно - чрез използване на недокументирани команди, които могат да бъдат изпълнени, например, чрез невинно изглеждаща стандартна актуализация на програма.

Почти невъзможно е да се открие такава отметка в готовия продукт - модерен процесорсъдържа милиарди транзистори и дори чрез рентгеново облъчване на чипа е невъзможно точно да се определят функциите на всеки от блоковете. Освен това първият тип маркер в някои случаи може да бъде въведен по такъв начин, че да не може да бъде открит дори чрез рентгенов анализ на PRNG блока.

Това е само един пример, но от него е очевидно, че би било наивно да се игнорира възможността за хардуер в определени електронни продукти. Освен това този въпрос може да засяга както държави, така и големи търговски компании - например наскоро се оказа, че Агенцията за национална сигурност на САЩ е наблюдавала Siemens и други европейски компании от няколко години.

Разбира се, чуждестранното производство на чипове също представлява определен рисков фактор - но толкова малък, че може да бъде пренебрегнат. Първо, както подчерта Байкал Електроникс, съответствието на поръчката и крайния продукт е строго контролирано и следователно извършването на промени на този етап е невъзможно. Второ, внедряването на „отметка“ се усложнява от факта, че фабриката няма пълна документация за процесора - така че дори търсенето на необходимия блок в него може да бъде нетривиална задача. Трето, както е отбелязано от Imagination Technologies, за производител на чипове по договор позволяването на неупълномощени лица да имат достъп до клиентски данни е колосален риск за репутацията.

Бъдещи планове

Сигурността на държавно ниво, разбира се, е важен въпрос, но крайният успех на разработчика се влияе много повече от успеха на неговите продукти на свободния пазар. В момента руските компании са представени изключително слабо на него - това са основните потребители на техните продукти правителствени агенции. Много от тях обаче се надяват, че ситуацията може да се промени през следващите години.

Константин Трушкин, представител на компанията MCST, вижда пречка в малките серии продукти и ограничената софтуерна поддръжка, но вярва, че компанията ще успее да я преодолее: „когато достигнем обем от около десет хиляди продукта, ще е възможно да се намалят разходите за решения до ниво, достъпно не само за организациите, но и за отделните лица." В същото време, според него, MCST до голяма степен разчита на федерални целеви програми, които ще позволят на местните разработчици да се конкурират по-успешно с чуждестранните.

Дмитрий Пустов, служител на компанията KM211, до голяма степен е съгласен с Трушкин, също вярвайки, че основната пречка за руските разработчици е фокусът им върху дребномащабното производство вместо на масовия пазар, включително чуждестранните. В същото време основните клиенти на KM211 в момента са търговски компании, разработващи решения в областта на индустриалната автоматизация и сигурност.

Андрей Малафеев, който работи в Baikal Electronics, също подкрепя гледната точка за необходимостта от излизане на световния пазар - според него производството на съвременна микроелектроника просто не може да се ограничи в една страна. За Байкал-Т1 повече от половин дузина държави се считат за приоритетни - от ОАЕ до Германия; В бъдеще, за да разшири присъствието си на пазара, компанията планира да представи процесори за компютри и мобилни устройства.

От Imagination Technologies допълват, че за успеха на руските разработчици ключът е не само фактът на излизане на световния пазар, но и обучението на квалифициран персонал в Русия. Според Тони Кинг-Смит, досега само няколко университета в Русия преподават пълноценни курсове по проектиране на интегрални схеми, докато тези знания трябва да бъдат достъпни във всички университети, които обучават специалисти по компютърни науки. За да помогне за подобряване на учебния процес, Imagination Technologies наскоро преведе на руски език и предостави безплатен достъп до учебника „Дизайн на цифрови схеми и компютърна архитектура“ от Дейвид Харис и Сара Харис, който всъщност покрива значителна част от университетския курс.

Очевидно е, че разработчиците на руски процесори все още са далеч от безоблачно съществуване - всъщност повечето от тях са само в началото на своя път, произвеждайки продукти в малки партиди за обществения сектор или за високоспециализирани търговски проекти. Въпреки това нарастването на броя на компаниите, работещи в тази индустрия, както и желанието им да навлязат на масовия пазар, включително международния, ни позволява да се надяваме, че след няколко години те ще говорят за местните процесори с много по-малко скептицизъм.

Разработчиците на домашни процесори Baikal проведоха обширни тестове за тях, използвайки редица показатели. Един от тях благоприятно демонстрира сравнимостта на характеристиките на руски продукт с продуктите на лидерите на световния пазар.

Положителна проба за Байкал

Домашните процесори Baikal демонстрират показатели за производителност, сравними с продуктите на признати световни лидери в индустрията по редица параметри.

През август 2017 г. компанията за разработка Baikal Electronics проведе пълен тест на производителността на своя процесор Baikal-T1, работещ с тактова честота 1,2 GHz. За да се оценят неговите свойства, беше използвана техника, която осигуряваше възможност за систематизиране на получените резултати, независимо от вида на микроархитектурата на процесора и използваната софтуерна платформа.

Измерванията бяха извършени в шест приложения, които определят производителността на двата процесорни изчислителни модула и пропускателна способноствнедрени функционални блокове: CoreMark, Dhrystone, Whetstone, Stream, IPERF, SPEC CPU2006.

Условия за тестване (източник: Baikal Electronics)

„Бенчмаркингът показа, че реалните показатели за производителност на процесора Baikal-T1 надвишават очакваните характеристики за процесорните ядра от MIPS P-клас, а те от своя страна изглеждат много благоприятно в сравнение с архитектурата x86“, Андрей Малафеев, представител на Baikal Electronics, коментира резултатите от теста пред CNews. От неговите обяснения може да се заключи, че говорим за съотношението производителност към консумация на енергия и производителност към площ на чипа.

Резултати от теста на Baikal-T1 (източник: Baikal Electronics)

В същото време Малафеев е наясно, че Baikal-T1 е архитектурно фокусиран предимно върху пазарите на комуникационни решения и вградени системи. Въпреки това, от гледна точка на Малафеев, добрата производителност позволява на въпросния Baikal-T1 да се използва като универсален процесор „в обширна екосистема, която се развива повече от четвърт век и има значителен потенциал в съществуващите и нововъзникващите пазари .”

Условно сравнение

Както може да се разбере от комуникацията с Малафеев, най-висока стойностнеговата компания тества бенчмарка CoreMark (прочетете за сравнението му с други показатели по-долу), който е по-фокусиран върху процесори за вградени системи, въпреки че се използва и за други процесори за голямо разнообразие от цели.

В момента Baikal-T1 не е официално представен на сайта на кураторите на тестовете - Baikal Electronics все още не е предоставил резултатите, получени от своите тестове.

Селективно условно сравнение на добре познати процесори с Baikal-T1 на теста CoreMark

Източник: CNews Analytics

* тестван е сървър, базиран на два едноядрени процесора

В тази връзка CNews Analytics за по-голяма яснота избра резултатите от тестовете на няколко текущи процесора от известни марки и посочи очакваното място на Baikal-T1 сред тях (виж таблицата).

На какво е тестван Байкал?

Според Малафеев шестте представени бенчмарка са набори от синтетични тестове с определена комбинация от инструкции, типични за определени приложения.

„Традиционните бенчмаркове Dhrystone и Whetstone са предназначени да измерват производителността централен процесорвърху изчисленията съответно в аритметика с цели числа и аритметика с плаваща запетая“, казва Малафеев. - Те са универсални и могат да бъдат написани на различни езици за програмиране (например първите версии на Dhrystone и Whetstone, издадени през 1960-1970-те години на миналия век, са написани на Fortran и Algol 60). В същото време те могат да използват различни библиотеки и, компилирани от различни компилатори, произвеждат значително различни кодове за изпълнение, което до известна степен обезсилва оценките на производителността, получени с тяхна помощ. До известна степен тези недостатъци се преодоляват чрез стандартизирането на някои компилирани кодове (което означава версии за DOS, OS/2, Windows).“

Бенчмаркът CoreMark, според експерта, е фокусиран върху вградени системи и включва такива функции като обработка на списъци, манипулиране на матрици, внедряване на машина за състояния и изчисляване на CRC (Check Redundancy Code). Написан е на стандартен език C и за разлика от други бенчмаркове, не включва никакви допълнителни библиотеки и дава същия резултат.

„Тези предимства правят този показател все по-популярен и той постепенно измества конкурентите“, казва Малафеев. „Въпреки това Dhrystone и Whetstone все още се използват доста широко.“

Бенчмаркът Stream, казва експертът, е проста синтетична програма за сравнение, която измерва устойчивата честотна лента на паметта (в MB/s) и съответната изчислителна скорост за прости векторни ядра.

IPERF е инструмент с отворен код, който може да се използва за тестване на производителността на мрежата. SPEC CPU2006 съдържа два комплекта бенчмаркове: CINT2006 за измерване и сравняване на изчислителната интензивност на целочислената производителност и CFP2006 за измерване и сравняване на изчислителната интензивност на производителността с плаваща запетая.

Байкал-Т1, производствени серии, разходи за разработка, потребители

Baikal-T1 е процесор с MIPS (Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages) архитектура, създаден в съответствие с концепцията RISC, тоест за процесори с намален набор от инструкции.

Разработката на процесора приключи в края на 2014 г., а през декември Baikal Electronics прехвърли така наречения RTL код на продукта във фабриката на TSMC за пускането му. През май 2015 г. компанията обяви пускането на инженерни проби.

Тогава беше съобщено, че разработката е реализирана с подкрепата на Министерството на промишлеността и търговията с участието на средства от самото ведомство и федералната целева програма „Развитие на електронна компонентна база и радиоелектроника за 2008-2015 г.“, както и като инвестиции от компаниите “T-nano” и “T-platforms” (структура майка на Baikal Electronics). Тогава той не разкри конкретния размер на инвестициите в проекта Байкал.

След това пробите бяха тествани ръчно и Байкал беше убеден в тяхното представяне. След това в края на лятото на 2015 г. компанията подаде заявление до експертния съвет на Фонда за индустриално развитие (ФРР) към Министерството на промишлеността и търговията за тематичен кредит за продължаване на проекта - стартиране на масово производство.

През октомври 2015 г. концесионният заем е одобрен. Със собствени инвестиции на компанията от 288 милиона рубли. обемът на този заем възлиза на 500 милиона рубли. С тези пари Baikal направи поръчка за TSMC през декември 2015 г. През септември 2016 г. така наречената инсталационна партида от приблизително 10 хиляди процесора видя бял свят.

През март 2017 г. Baikal Electronics обяви предстоящото пускане на 100 000-та индустриална партида.

Основните потребители на Baikal-T1 са производители на телекомуникационно оборудване (рутери, IP телефони, устройства за съхранение на данни и др.), компютърно оборудване, оборудване за вградени системи (индустриална автоматизация, терминали, автомобилни системи и др.). Обемът на потреблението на процесори на тези пазари, според оценките на FRP, нараства в диапазона от 7-15% годишно.

31.05.2018 г., четвъртък, 16:03, московско време , Текст: Денис Воейков

„Байкалите“ започват да се продават на дребно в гола форма - без „комплекти за тяло“ под формата на табла за оценка. Поради това цената на процесорите за купувача е намалена точно 10 пъти.

Продажби на "Байкал" в чист вид

Както CNews научи, руските процесори Baikal за първи път се продават на дребно като самостоятелни продуктови единици, а не като част от платки за оценка (едноплаткови компютри). Появата на техните продукти в асортимента на магазините за електронни компоненти „Chip and Dip“ от 1 юни 2018 г. „в количества, необходими за прототипиране и производство на тестови образци на електроника“, съобщиха редакторите в местната компания „Baikal Electronics“ - разработчик на "Байкалс".

Първият и досега единствен масово произвеждан чип на организацията, Baikal-T1 (ново официално име - BE-T1000), беше подготвен за внедряване.

Цената на дребно на един процесор ще бъде 3990 рубли. В сравнение с платките Baikal от семейството BFK 3.1 (съкращение: функционален блок за управление), които струваха 39,9 хиляди рубли в средата на април 2018 г., голият чип струва точно 10 пъти по-евтино.

„Байкал“ стана възможно да се купува на дребно без товар под формата на дъски

Разработчиците добавят, че ценовата политика за количествата на едро се определя индивидуално. В този случай продуктите се доставят от Baikal Electronics директно до клиента.

Позициониране качество-цена

На въпрос на CNews как, от гледна точка на комбинацията от предложената цена и съществуващите характеристики на процесора, компанията оценява новото търговско предложение в сравнение с други чипове на руски пазар, Baikal Electronics се ограничи до официален отговор. „Направихме много изгодна ценова оферта - нашият продукт има добра позиция в парадигмата производителност/функционалност/консумация на енергия“, отбелязват събеседниците на CNews.

Спецификации на процесора

Baikal-T1 е така наречената система върху чип с размери 25 на 25 mm и заявена консумация на енергия под 5 W. Има две суперскаларни ядра P5600 MIPS 32 r5 с работна честота 1,2 GHz. Има 1 MB L2 кеш и DDR3-1600 контролер на паметта.

Чипът има един 10Gb Ethernet порт, два 1Gb Ethernet порта, PCIe Gen.3 x4 контролер, два SATA 3.0, USB 2.0 порта.

Чиповете се произвеждат според технологичен процес 28 нанометра - директно във фабриката на тайванската компания TSMC. Последното обстоятелство обуславя факта, че Байкал-Т1 е класифициран от Министерството на промишлеността и търговията като руска интегрална схема от второ ниво, а не от първо, какъвто беше случаят с местния завод.

Завършване на формирането на процесорната екосистема

Нека припомним, че в началото на януари 2018 г. - още преди началото на продажбата на Baikals като част от тестови платки - стана известно, че с усилията на Baikal Electronics и Факултета по изчислителна математика и кибернетика (VMK) на Московският държавен университет "М. В. Ломоносов", на базата на центъра за данни VMK, е лаборатория за битова електроника, достъпът до която е отворен за всички заинтересовани страни.

С помощта на ресурсите на новата структура, наречена Baikal Electronics Laboratory (LEB), е възможно да се оцени производителността на централния процесор и базираните на него решения, както и да се отстранят грешки в приложния и системния софтуер.

„Сега основната ни цел е да намалим разходите за въвеждане на проекти за разработчици“, казва Константин Щербаков, директор на отдела за маркетинг и продажби в Baikal Electronics. „Ще направим това чрез подобряване на качеството на документацията, създаване на набор от софтуер, актуализиране и разпространение на бележки за приложения и референтни проекти.“

Щербаков е убеден, че в момента, от гледна точка на екосистемата, неговата компания има всичко готово да поддържа проектирането на крайни продукти от клиентите в Байкал: от лаборатория, базирана на Изчислителния компютърен комплекс на Московския държавен университет, до простия закупуване на процесор и дебъг платка за създаване на прототипи на устройства.

Байкал-Т1, производствени серии, разходи за разработка, потребители

Разработката на процесора приключи в края на 2014 г., а през декември Baikal Electronics прехвърли т. нар. GDS продуктов код във фабриката TSMC за пускането му. През май 2015 г. компанията обяви пускането на инженерни проби.

През октомври 2015 г. беше одобрен заем при облекчени условия за подготовка на промишленото производство на процесора. Със собствени инвестиции на компанията от 288 милиона рубли. обемът на този заем възлиза на 500 милиона рубли. С тези пари Baikal направи поръчка за TSMC през декември 2015 г. През септември 2016 г. така наречената инсталационна партида от приблизително 10 хиляди процесора видя бял свят.

През март 2017 г. Baikal Electronics обяви предстоящото пускане на 100 000-та индустриална партида. След това компанията поръча други тиражи, но все още не е готова да разкрие информация за техните обеми.

Основните потребители на Baikal-T1 са производители на телекомуникационно оборудване (рутери, IP телефони, устройства за съхранение на данни и др.), компютърно оборудване, оборудване за вградени системи (индустриална автоматизация, терминали, автомобилни системи и др.). Обемът на потреблението на процесори на тези пазари, според оценките на Baikal Electronics, нараства в рамките на 7-15% годишно.