Mire kell a Baikal processzor? Orosz Baikal processzor. A Baikal-M alkalmazási területei

Az Orosz Föderáció fejlesztői elkezdték saját mikroprocesszoraikat létrehozni, amelyek meglehetősen versenyképesek a világ vezető márkáinak termékeivel. Az ipari gyártáshoz már készülnek sorozatminták, valamint a tervezett fejlesztések is. Mely orosz processzorok – jelenlegi vagy ígéretesek – érdemelnek különös figyelmet?

Az orosz processzorok fő fejlesztői

Az orosz IT-ipar aktívan fejlődik. Technológiailag legfejlettebb szegmensei közé tartozik a PC-kben és szerverekben történő felhasználásra szánt mikroprocesszorok fejlesztése, amelyeket általában az IBM architektúrának minősítenek. Most ezt a piacot két globális márka – az Intel és az AMD – uralja. Nagyon kevés versengő fejlesztés létezik a világon. De ezeket orosz mérnökök javasolhatják.

Az Orosz Föderáció ígéretes mikroáramkörei közé tartozik, amelyek az Intel és az AMD versenytársaivá válhatnak, a Baikal processzor. Feltételezhető, hogy ezt a chipet a kormányhivatalok által megrendelt számítógépekre telepítik. Valószínűleg a leghíresebb mikroprocesszor-gyártó, amely sorozatgyártásra előkészített mikroáramkörök működő mintáit készítette, az MCST cég. Chipeket gyárt Elbrus márkanév alatt széleskörű módosítások.

Nézzük meg közelebbről, milyen tulajdonságok jellemzik az ígéretes és jelenlegi orosz gyártmányú processzorokat.

Processzor a jövő számára: "Baikal"

2014 júniusában az orosz médiában elterjedt a hír: az Ipari és Kereskedelmi Minisztérium megrendelést adott le mikroprocesszorok fejlesztésére, amelyeket utólag kellett volna telepíteni a kormányzati szükségletekre vásárolt PC-kre. A Baikal márkanév alatti chipekről beszélünk. Milyen figyelemre méltó tények jellemzőek erre a mikroáramkörre? A Baikal processzort a Baikal Electronics cég kezdte fejleszteni. A projektet a T-Nano központ finanszírozza, amelyet a T-Platforms vállalat hozott létre Rusnano közreműködésével. A United Instrument-Making Corporation is dolgozik a processzoron. Ismeretes, hogy olyan márkák vehetnek részt a projektben, mint a Depo Computers, az Aquarius és a Kraftway.

Feltételezhető, hogy a Baikal processzort több módosításban hozzák létre. Az első egyes adatok szerint 8 magos Baikal M chipek, valamint PC-kbe és szerverekbe szánt M/S lesznek. 28 nm-es technológiával, valamint 64 bites elven működő Cortex A57 magokkal készülnek majd. A Baikal processzorok teljesítménye körülbelül 2 GHz lesz. A chipek várhatóan kompatibilisek lesznek a Linux operációs rendszerrel. Ezt követően 16 magos chipeket is gyártanak majd. 16 nm-es technológiával készülnek majd. Információink szerint az orosz Baikal processzort a tajvani TSMC cég fogja gyártani az első tételekben.

"Elbrus" márka: alapvető tények

Egy másik jól ismert mikroprocesszor márka mind az Orosz Föderációban, mind külföldön az Elbrus. A márkanév alatti chipek már több változatban megjelentek. Van egy kétmagos Elbrus processzor. Vannak 4, sőt 8 magos chipek is.

Információk szerint a közeljövőben ezekre a processzorokra épülő PC-k is piacra kerülnek. Jelenleg az Elbrus chipek - laptopok, all-in-one PC-k, asztali számítógépek, szerverek - alapján különféle módosítású számítógépek működő mintái készültek. Azon PC-k fő vásárlói, amelyekbe az MCST által fejlesztett orosz processzort telepítik, várhatóan védelmi szerkezetek lesznek. A külső keresletre is vannak remények nagy vállalkozások. Az Elbrus chipek az IBM architektúrájú számítógépek fő operációs rendszerei alatt futhatnak - Windows, Linux.

Nézzük meg közelebbről, hogyan készültek az Elbrus processzorok.

Elbrus processzorok: történelem

Az első számítógépet, amellyel a márka története kezdődik, szovjet tudósok hozták létre a 70-es években. Az Elbrus-1 számítógép-komplexum volt. TTL típusú chipekre épült, és 10 processzort tartalmazott, amelyek teljes teljesítménye körülbelül 15 megaflop. Bizonyos mértékig egyedülálló gép volt: különösen a parancsok párhuzamos végrehajtásának elvét valósította meg. Egyes források szerint ekkor még nem fejlesztettek ilyen számítógépeket a világon. Az Elbrus-1 RAM mennyisége 64 MB volt - több mint tisztességes.

Egyedülálló kezdéshez saját fejlesztéséhez operációs rendszerés egyéni programozási nyelvek. 1985-ben megjelent az Elbrus-2 komplexum, amely egy továbbfejlesztett modell volt, amelyet egy ESL típusú mikroáramkörökkel ellátott frissített. A számítógépes komplex processzorok teljes teljesítménye több mint 125 megaflop volt. Az építészetben erről a számítógépről moduláris elvet valósítottak meg. Az Elbrus-2 komplexumot magas szintű teljesítmény és működési stabilitás jellemezte. Ismeretes, hogy különféle katonai létesítményekben használták. A szovjet ipar összesen 30 Elbrus-2 komplexumot gyártott.

1990-ben elkészítették az Elbrus-3 számítógép prototípusát. Ekkor azonban az országban uralkodó nehéz politikai helyzet miatt a projekt finanszírozását leállították. Azonban már 1992-ben megalakult a SPARC Technologies LLP moszkvai központja, amelyet hamarosan MCST cégnek neveztek el. A cég olyan ipari rendszereket kezdett gyártani, amelyek az akkoriban népszerű SPARC technológián alapultak, amelyet a Sun Microsystems fejlesztett ki.

SPARC alapú megoldások

A SPARC alapú megoldásokkal dolgozva az MCST cég saját terméket fejlesztett ki mikroprocesszor formájában. BAN BEN korábbi verzióképítészetét E2k néven ismerték. Az első erre épülő processzormodell R150 néven 2001-ben jelent meg. A műszaki folyamat 350 nm-es technológiát használt. Ez az orosz processzor 150 MHz-es frekvencián működött, körülbelül 150 megaflop teljesítménnyel.

2004-ben megjelent egy sokkal erősebb chip - R500. 500 MHz volt. Magasabb technológiai szabványok - 130 nm - keretein belül gyártották. 2007-ben az MCST cég kiadta a kétmagos R500S processzort, amely magában foglalta a SPARC technológia fejlesztéseit. A teljesítménye 1 gigaflop volt.

A SPARC-alapú chipek fejlesztésével egy időben az MCST egy olyan processzort hozott létre, amely teljes egészében a mérnökei saját fejlesztései alapján készült. Így 2007-re létrehozták az orosz Elbrus processzort, és átment az állami teszteken. A 130 nm-es szabvány szerint gyártották és 300 MHz-en működtek. A processzor egy maggal volt felszerelve, és 4,8 gigaflops sebességgel működött. Ez a chip, valamint a rajta végrehajtott fejlesztések alapozták meg a mikroáramkörök egész családját, amelyek technológiailag fejlett, nagy teljesítményű megoldásokká nőttek. Nézzük meg őket.

"Elbrus-S"

Az MCST első soros chipje az Elbrus-S processzor, amely 2010-ben jelent meg. A 90 nm-es szabvány szerint gyártották. Ez a chip 500 MHz-es frekvencián működhet, és körülbelül 8 gigaflop teljesítményt nyújt.

Megjegyzendő, hogy a chip ekkor hasonló teljesítményt mutathat AMD Athlon 64 2,2 GHz-es frekvencián működik.

"Elbrus-2C+"

2011-ben megjelent a processzor következő módosítása - az Elbrus-2C+ chip. Ugyancsak a 90 nm-es architektúra szerint gyártották, de teljesítménye jóval magasabb volt - 28 gigaflop. Megjegyzendő, hogy hasonló mutatókat lehetne elérni olyan chipekkel, mint pl Intel Core 2 Duo, valamint Intel Core i3. Vannak olyan információk, amelyek szerint a fejlesztők el tudtak érni ilyen előrelépést annak a ténynek köszönhetően, hogy a processzort további 4 mag kíséri. Ez a komponens teljesít digitális feldolgozás jel. A megfelelő típusú beépített processzort azonban az MCST mérnökei szerint túl nagy erőforrás-intenzitás jellemezte a kiadási folyamat során. Ezért a következő Elbrus modellekben alternatív megoldások váltották fel.

"Elbrus-4S"

2014-ben kezdődött sorozatgyártás egy másik mikroprocesszoros remekmű - Elbrus-4S. Ez a chip 65 nm-es technológiával készült. Magjai (összesen 4 db) 800 MHz-es frekvencián működnek. Mindegyik 2 MB gyorsítótárral van felszerelve. Ezzel 50 gigaflop processzorteljesítményt lehetett elérni. Ez majdnem ugyanaz, mint például az Intel Core i7-975 chip - 53 gigaflops. Ugyanakkor az orosz chip teljesítménye 45 W. Ebből a szempontból az Elbrus-4C processzor tápegysége, amint azt sok szakértő gondolja, gazdaságosabb, mint az amerikai tervezésé.

Az MCST 4 magos chipje az egyik legsokoldalúbb. A telepíthető számítógépek típusai ezt a processzort, - PC-k, laptopok, szerverek, all-in-one számítógépek. Valójában a szintén az MCST cég által gyártott számítástechnikai rendszerek sorában az összes említett konfigurációban találhatók gépek.

"Elbrus-8S"

Az MCST legújabb processzora 8 Elbrus-8S maggal rendelkezik. A chip a 28 nm-es szabványon működik, ami nagyon közel hozza a világ vezető mikroprocesszoraihoz. A második szintű gyorsítótár az Elbrus-8S chipmagokon 4 MB, a harmadik szint 16 MB. A processzor a közös szabványú DDR3 1600 típusú RAM-mal tud működni. A chip teljesítménye egyszeres precíziós számításokban mérve 250 gigaflop. A processzor 4 memóriavezérlővel rendelkezik. A processzorok közötti adatcsere csatornák mutatója 16 GB/sec. A chip bejelentett teljesítménye 250 gigaflop. Hogyan hasonlítható össze az orosz processzor világanalógjainak teljesítményével? Megjegyzendő, hogy a 4930K chip körülbelül 130-140 gigaflopot produkál. Különösen a a legújabb processzorok"Elbrus" újakat hoznak létre alaplapok, valamint az operációs rendszer egy külön verziója. Az is elképzelhető, hogy a chipre épülő többprocesszoros számítógépeket fejlesztenek majd.

Információink szerint 2018-ra az MCST cég Elbrus-16S típusú processzorokat bocsát ki. Becsült teljesítményük 1 teraflop. Az is várható, hogy a chipek 28 nm alatti szabványokon alapulnak majd.

Kilátások chipek

Hogyan értékelik a szakértők az orosz márka által gyártott processzorokat? Számos IT-szakértő véleménye, mondhatni, lelkes.

Ennek több oka is van. Például sok fejlesztő már büszke arra, hogy a processzort Oroszországban hozták létre, és olyan körülmények között, ahol hosszú ideje A gazdasági helyzet nem kedvezett az IT-ipar aktív fejlődésének egy ilyen high-tech és tudásintenzív szegmensben. A processzor teljesítményét tekintve az értékelések is általában pozitívak.

Vannak szakértők megjegyzései a chipek értékesítési kilátásaival kapcsolatban. Ahhoz, hogy nyereségesek legyenek, nagy értékesítési piacokra van szükség, amelyeket a világ vezetői foglalnak el. A szakértők úgy vélik, nem lesz könnyű versenyezni velük.

Ugyanakkor egyes elemzők szerint az Elbrus processzorok méltó alternatívájává válhatnak az Intel és az AMD megoldásaival szemben az Orosz Föderáción belül, különösen a katonai szállítások tekintetében, ahol a legszigorúbb követelményeket támasztják a fejlesztőkkel szemben a az elektronikus alkatrészek megbízhatósága és használatuk biztonsága. Az MCST cég a szakértők szerint eléggé képes biztosítani, hogy az általa gyártott processzorok megfeleljenek ezeknek a követelményeknek.

OS "Elbrus"

Érdemes megjegyezni, hogy az Elbrus processzoron futó MCST-ből külön operációs rendszer készült kifejezetten a számítástechnikai rendszerek számára. Ennek alapja a 2.6.33-as verziójú Linux kernel volt, de alapos átdolgozáson esett át. Ennek eredményeként megjelent az Elbrus operációs rendszer, jellemezve a legmagasabb szint biztonság és stabilitás a munkahelyen. Az alkotásban aktívan részt vettek a JSC INEUM szakemberei. I. S. Brook.

Ez a kis processzor mindössze 5 W-ot fogyaszt, és hűtőborda nélkül is működik. A processzor három beépített Ethernet vezérlővel (két gigabites és egy 10 gigabites), egy DDR3-1600 memóriavezérlővel rendelkezik, amely legfeljebb 8 GB-ot támogat, egy PCIe Gen.3 vezérlővel, SATA vezérlő 3.0 (6 Gbit), USB 2.0 vezérlő.
A processzor egy 2 magos MIPS 32 r5 P5600-ra épül (ez a világon az első processzoros implementáció ezen a magon), akár 1,2 GHz-es frekvencián üzemel, beépített 1 MB gyorsítótár, 28 nm-es folyamattechnológia.

Teljesítményét tekintve a Baikal-T1 hasonló Intel processzorok Atom és processzorok modern okostelefonok. Elsősorban nagy teljesítményű távközlési berendezésekben (routerek, menedzselt switchek) használják majd, de vékony kliensekhez is alkalmas.

A T-Platform cég megkezdi a Tavolga Terminal TP-T22BT monoblokkok gyártását a Baikal T1 processzoron. Ezeket olyan automatizált munkaállomások létrehozására használják majd, ahol speciális biztonsági követelményekre van szükség.

alatt dolgozik a "Tavolga". Linux vezérlésés bármilyen vele kompatibilis alkalmazással felszerelhető - a LibreOffice irodai csomag, Firefox böngészőés sokan mások.

A Tavolga Terminal terminál módban is működik webes kliensként, biztosítva távoli hozzáférés bármely alkalmazáshoz webböngészőn keresztül vagy távoli asztali protokollok, például RDP vagy VNC használatával.

A Baikal Electronics tudományos és műszaki együttműködési memorandumot írt alá a Lenovóval.
A Lenovo már bemutatta a Baikal-T1 processzorra épített ThinkCentre Tiny-in-one 23 monoblokk működő mintáját.

Ma először publikálok adatokat az 1 GHz-en működő Baikal-T1 processzor teljesítményéről.

Coremark: 10342 coremarks (2 menet), Whetsnone: 1052 MWIPS (2 menet), Dhrystone: 3651 VAX MIPS (1 menet).
A legtöbb processzor Coremark eredményei megtekinthetők.

Mire a Baikal-T1 processzor fejlesztése befejeződött, a cég már három éve létezett, 70 orosz hardvermérnököt és programozót foglalkoztatva.

A licencelt MIPS P5600 magot vették alapul, ezen kívül Ethernet, SATA és USB vezérlőket is engedélyeztek. Az orosz fejlesztőknek ezeket az alkatrészeket össze kellett szerelniük, egymással helyesen együttműködni, és a chipet a modern 28 nm-es topológia szerint kellett elhelyezni. A processzor egyes alkatrészeit a semmiből fejlesztették ki.

Kértem, mutassam be a Baikal-T1 processzor topológiáját.

Így néz ki belőle egy kis darab.

Több millió ilyen darab van a processzorban.

Te is látsz furcsa szomorú állatokat a Bajkál-tó kapcsolatok topológiájában? ;)

Ez csak a kapcsolatok egyik rétege.

A Baikal-T1 processzorhoz egy szabványos MicroATX formátumú hibakereső kártyát fejlesztettek ki és adtak ki.

Ez a legelső két tábla.

tábla 0001. sz. Kódnév "ló". :)

A Baikal Electronics senkit nem enged be az elektronikus laboratóriumba, még az alkalmazottak többségét sem. Beengedtek. :)

Szoftverfejlesztő iroda.

Tesztelés folyamatban.

A Baikal-T1 processzor meglehetősen versenyképesnek bizonyult, és a chipen található nagyszámú különböző interfész miatt előnyei vannak a külföldi fejlesztők konkurens termékeivel szemben. Körülbelül 60 dolláros költséggel telekommunikációs és ipari berendezések, diszpécseregységek és vékonykliensek, automatizálási és vezérlőrendszerek létrehozását teszi lehetővé. Az orosz származás garantálja a „könyvjelzők” hiányát, és lehetővé teszi annak használatát a fokozott információbiztonsági követelményeket támasztó struktúrákban.

Jelenleg a Baikal Electronics az ARM architektúrán alapuló új processzorok fejlesztésén dolgozik - a Baikal-M asztali PC-khez, beágyazott rendszerekhez, ipari automatizáláshoz, intelligens kamerákhoz és Baikal-MS mikroszerverekhez és beágyazott rendszerekhez.

2016, Alekszej Nadezhin

Néhány héttel ezelőtt ismét felbukkant a hírekben az import helyettesítés témája a talán legmodernebb mikroelektronikai iparágban - a processzorokban. Új orosz Baikal-T1 processzor, amely a MIPS P5600 magra épül, a Baikal Electronics cégtől, amely a híres orosz szuperszámítógép-fejlesztő T-Platforms leányvállalata. A Lenta.ru megpróbálta kitalálni, hogy melyik processzor tekinthető orosznak, és miért van egyáltalán szükség hazai processzorra.

Az orosz mikroelektronikai ipar a szovjet idők óta meglehetősen hagyományos viccek (hogy azt ne mondjam, gúny) tárgya: az 1980-as években a Szovjetunióban választott irány a nyugati modellek másolására valójában a szovjet mikroelektronika összeomlásához vezetett. Ezekben az években született meg a vicc egy mikroprocesszorról, amelyet három vasúti peron küld az ügyfélnek.

Szó szerint a Bajkál-T1 bejelentése előtti napon a RuNet lelkesen tárgyalta a vicc folytatásának tűnő HT-ElbrusS laptopot, amelyet egy másik hazai processzorfejlesztő, az MCST cég gyártott: ez a tíz kilogrammos gép, 150 ezer rubel ára, egy akkumulátortöltéssel „legalább 1 órán keresztül” képes működni. Igaz, hamar kiderült, hogy ez a modell 2012-es, és ami a legfontosabb, a strapabíró laptopok osztályába tartozik, vagyis kibírja a betonra esést, az esőben való munkát és egyéb bajokat. Példaként a HT-ElbrusS versenytársak közül említhetjük a 15 hüvelykes Getac X500-at, amely több mint 300 ezer rubelbe kerül, és képes ellenállni egy nukleáris robbanás elektromágneses impulzusának, valamint a német bithagyományból származó „hordozható PC-k”. amelynek modelljei - Bit-RPC 1522-MIL - körülbelül 20 kilogrammot nyomnak, és akkumulátorral 30 percnyi működést biztosítanak.

A versenytársak jelenléte azonban nem ad választ arra a kérdésre, hogy szükség van-e egyáltalán hazai processzorokra, számítógépekre, a meglévő termékek hazainak tekinthetők-e.

A készülékek orosz alkatrészéről a Baikal Electronics, az MCST és a KM211, valamint a modern processzorok fejlesztésében a világ egyik vezető vállalata, a MIPS processzorarchitektúrát birtokló brit Imagination Technologies cég fejtette ki észrevételeit. Mindhárom orosz cégek modern processzorokat fejlesztenek, bár különböző irányokba: az MCST a munkaállomások és szerverek piacát célozza meg, a KM211 inkább a biztonsági és automatizálási rendszerekben való felhasználásra koncentrál, a Baikal Electronics pedig közbenső pozíciót foglalt el egy chip bevezetésével a produktív hálózati berendezésekhez.

Nagy út egy kis processzorhoz

A modern processzorok fejlesztése hosszú és összetett folyamat. Ez az architektúra kiválasztásával kezdődik – egy adott processzor által végrehajtható parancsok halmaza. Nem csak a processzor teljesítménye függ az architektúrától, hanem a kompatibilitása is szoftver: Az egyik architektúrához kiadott szoftverek leggyakrabban nem működnek a másikon.

Ez utóbbi körülmény vezetett az elterjedéshez processzor architektúrák nem sokan vannak a világon; szinte a teljes piac három vezető között oszlik meg - Intel x86, ARM és MIPS. Az első évtizedek óta uralja az asztali PC-ket és laptopokat, a maradék kettő pedig megtalálta a hívását mobil eszközökés beágyazott ipari számítógépek. Érdekes, hogy az ARM Holdings és az Imagination Technologies – az ARM és MIPS architektúrák fejlesztői – nem maguk gyártanak processzorokat, inkább licenceket adnak el.

Amikor a processzorarchitektúrákról beszélünk, meg kell érteni, hogy azokat nem lehet közvetlenül összehasonlítani egymással - mindegyiknek megvannak a maga erősségei és gyengeségeit, amely meghatározza alkalmazási körét. Például a jelenleg fejlesztés alatt álló orosz processzorok közül egyedül az Elbrus versenyez a PC-piacért, de ezek nagyban különböznek a felhasználók által ismert x86 architektúrájú processzoroktól. Az Elbrus fő célja az ipari és kormányzati létesítmények számítógépein való munkavégzés, vagyis ahol a Windows ill Microsoft Office minden esetben igyekeznek nem használni, ezért a szoftverrel való kompatibilitás nem kritikus pont. A Baikal-T1 még hálózati berendezésekhez és automatizálási rendszerekhez is készült - PC processzorokkal való összehasonlítása olyan abszurd, mint egy KamAZ teherautó Mercedes személygépkocsival: a második hangrendszere sokkal jobb, de azokban a feladatokban, amelyekre az első. szándékosan, ezek nem fontos színdarabok.

A parancsokat a processzormagon hajtják végre - egy áramkörön, amely minden szükségeset biztosít számítási erőforrások. Bár saját maga is létrehozhat egy adott architektúrát támogató kernelt, legtöbbször azt is az architektúra fejlesztőjétől vásárolja meg. De egy ilyen mag még nem kész chip, hanem csak forráskód, amely hasonlít a forráskódokhoz számítógépes program.

A következő szakaszban a magot további perifériás modulokkal – például szükség esetén USB- vagy Ethernet-vezérlőkkel – „lesúlyozzák” – a magot hozzáadják. GPU, felelős a kép monitoron való megjelenítéséért stb. Egyes modulokat önállóan fejlesztenek, mások licencelhetők más cégektől – ismét forráskódok formájában.

A fejlesztés utolsó előtti szakasza az absztrakt kódokról egy adott chip rajzaira való átmenet. A több gigahertzig terjedő frekvencián működő modern processzorok esetében ez szintén nagyon nem triviális - rengeteg árnyalatot és korlátozást kell figyelembe venni a folyamat során. Tony King-Smith, az Imagination Technologies ügyvezető alelnöke szerint "a mag licencelésétől a szilíciumba helyezésig eltelt idő egyre rövidebb, de még így is átlagosan 9-18 hónap", és a folyamathoz magasan képzett fejlesztőkből álló csapatra van szükség. .

És csak ezeken a szakaszokon keresztül indul el a félvezetőgyári szállítószalag, amelynek kimenetén ismerős chipeket látunk.

Ötödik pont

A feldolgozók nemzetiségével kapcsolatos viták hagyományosan két tény körül forognak. Először is, Oroszországban jelenleg nincs modern félvezetőgyártás, ezért a hazai processzorokat rendszerint a tajvani TSMC - a világ egyik legnagyobb chipgyártója - létesítményeiben gyártják, amely nem fejleszt saját chipeket. , hanem csak az előállításukhoz nyújt szolgáltatásokat. Másodszor, a processzorok nagy része nyugati cégek által kifejlesztett architektúrán és magokon alapul - például a Baikal-T1 a MIPS P5600 magot használja.

Az MCST és a KM211 esetében azonban már nem kétséges az architektúra eredete – mindkét cég saját fejlesztéseket, az Elbrust és a Quarkot használja. Az MCST esetében néha előfordul egy kis zavar – ennek tulajdonítható, hogy az Elbrusban a meglehetősen régi SPARC v9 architektúrát használták, amelyet a Sun Microsystems fejlesztett ki a 90-es évek közepén; Az MCST valóban gyárt SPARC processzorokat, de ezek az R500 és R1000 modellek, és nem az Elbrus.

Az MCST-megközelítéssel ellentétben a Baikal Electronics előszeretettel alkalmaz kész processzormagokat: a cég az Imaginationnel és az ARM Holdingsszal is rendelkezik megállapodásokkal. Ez a megközelítés lehetővé teszi, hogy az erőforrásokat a végtermék kiadására összpontosítsa – és a világ gyakorlata azt mutatja, hogy nagyon hatékony: egyik sem nagy gyártók processzorok nem hanyagolják el mások fejlesztéseinek licencelését, és sokan használják is ARM magok vagy MIPS.

A kész kernel licence azonban, amint azt fentebb megjegyeztük, nem menti meg a vállalatot a komoly munkaerőköltségektől. Mindkét esetben a projekt megvalósításához szellemi erőforrásra van szükség – olyan fejlesztők csoportjára, akik mélyen ismerik a modern processzorok architektúráját és az integrált áramkörök tervezésének elveit. A hazai vállalatok esetében pedig ezt az erőforrást Oroszországban hozzák létre és tartják fenn.

Ugyanakkor el kell ismerni, hogy maga a chipsgyártás, bár jelen van Oroszországban, képességeit tekintve radikálisan elmarad a külföldi kapacitásoktól. Azonban in modern világ A csak chipek tervezésével és értékesítésével foglalkozó „mesék cégek” már régóta túlnyomó többséget alkotnak - például a fő processzorgyártók közül csak az Intel és a Samsung állítja elő termékeit. Versenytársaik közül egyesek soha nem rendelkeztek saját gyárral, míg mások – például az AMD – szándékosan áttértek a gyár nélküli modellre, a termelést a szerkezet optimalizálása részeként külön vállalatra különítve el.

A chipfejlesztés és a gyártás szétválasztása globális trend, és helytelen ezeket szigorúan egymástól függővé tenni. Bár a hazai modern félvezetőgyártás felbukkanásában szeretnénk reménykedni, ennek hiánya mit sem von le a chipfejlesztők érdemeiből.

Biztonsági kérdések

Az importált analóg hazai cseréjének igénye két szempontból is mérlegelhető - tisztán kereskedelmi és biztonsági szempontból. Ha a kereskedelmi komponens egy nem szakember számára világos, akkor a második szempont kevésbé nyilvánvaló.

Egyrészt az a tény, hogy a világban már zajlanak a digitális háborúk, nehezen vitatható: Snowden leleplezései és az iráni nukleáris infrastruktúra ellen a Stuxnet féreggel (és a KNDK-n) végrehajtott sikeres támadásról szóló információk után. Másrészt a szoftverek szerepe ezekben a támadásokban még mindig főként szóba került, de nem hardver.

A hackerek, köztük az államnak dolgozók számára továbbra is a szoftveres sebezhetőségek a legvonzóbbak – ezek maximális lehetőséget biztosítanak a behatolásra. a megfelelő rendszer, és a benne lévő cselekvések által. A modern processzorok azonban annyira összetettek és multifunkcionálisak, hogy helyet kaphatnak a titkosszolgálatok munkáját megkönnyítő „könyvjelzőknek” is.

Tegyük fel, hogy sok processzor oszcillátorral van felszerelve álvéletlen számok(PRNG), amelyet gyakran használnak különféle titkosítási rendszerek – és ennek a kódolásnak a megbízhatósága a generátor által előállított sorozat véletlenszerűségének mértékétől függ. Technikailag lehetséges olyan változtatásokat végrehajtani a processzorchipen, amelyek előre jelezhetővé teszik a PRNG kimenetén a sorrendet, ami azt jelenti, hogy a segítségével titkosított adatokat egy harmadik fél, aki ismeri az adott PRNG ezen tulajdonságát, viszonylag könnyen vissza tudja dekódolni. .

Ugyanakkor a PRNG működésében mind a processzorok egy adott kötegének gyártási szakaszában, mind pedig programozottan - nem dokumentált parancsok segítségével, amelyek végrehajthatók például egy ártatlannak tűnő szabványos frissítéssel. program.

Szinte lehetetlen ilyen könyvjelzőt észlelni a késztermékben - modern processzor több milliárd tranzisztort tartalmaz, és még a chip megröntgenezésével sem lehet pontosan meghatározni az egyes blokkok funkcióit. Sőt, az első típusú könyvjelző bizonyos esetekben úgy is bevezethető, hogy még a PRNG blokk röntgenanalízisével sem észlelhető.

Ez csak egy példa, de nyilvánvaló belőle, hogy naivitás lenne figyelmen kívül hagyni a hardver lehetőségét bizonyos elektronikai termékekben. Sőt, ez a kérdés az államokat és a nagy kereskedelmi cégeket egyaránt érintheti – például nemrég derült ki, hogy az amerikai Nemzetbiztonsági Ügynökség több éve figyeli a Siemenst és más európai cégeket.

Természetesen a külföldi chipgyártás is jelent bizonyos kockázati tényezőt - de olyan kicsi, hogy elhanyagolható. Először is, ahogy a Baikal Electronics hangsúlyozta, a megrendelés és a végtermék megfelelőségét szigorúan ellenőrzik, ezért ebben a szakaszban nem lehet változtatásokat végrehajtani. Másodszor, a „könyvjelző” megvalósítását nehezíti, hogy a gyár nem rendelkezik teljes dokumentációval a processzorhoz - így még a szükséges blokk keresése is nem triviális feladat lehet. Harmadszor, amint azt az Imagination Technologies megjegyezte, egy szerződéses chipgyártó számára óriási reputációs kockázatot jelent, ha jogosulatlan személyek hozzáférhetnek az ügyfelek adataihoz.

Jövőbeli tervek

Az állami szintű biztonság természetesen fontos kérdés, de a fejlesztő végső sikerét sokkal inkább az befolyásolja, hogy termékei mennyire sikeresek a nyílt piacon. Jelenleg az orosz vállalatok rendkívül gyengén képviseltetik magukat rajta - termékeik fő fogyasztói kormányzati szervek. Sokan azonban remélik, hogy a helyzet a következő években változhat.

Konstantin Truskin, az MCST cég képviselője a kis termékszériában és a korlátozott szoftvertámogatásban lát akadályt, de úgy véli, hogy a cég képes lesz ezt leküzdeni: „amikor elérjük a körülbelül tízezer termék mennyiségét, Lehetővé válik a megoldások költségeinek olyan szintre csökkentése, amely nemcsak a szervezetek, hanem az egyének számára is elérhető." Ugyanakkor szerinte az MCST nagyrészt olyan szövetségi célprogramokra támaszkodik, amelyek révén a hazai fejlesztők sikeresebben vehetik fel a versenyt a külföldiekkel.

Dmitrij Pustov, a KM211 cég munkatársa nagyrészt egyetért Truskinnal, és úgy véli, hogy az orosz fejlesztők számára a fő akadály az, hogy a tömegpiac helyett a kisipari termelésre összpontosítanak, beleértve a külföldieket is. Ugyanakkor a KM211 fő ügyfelei jelenleg az ipari automatizálás és biztonság területén megoldásokat fejlesztő kereskedelmi cégek.

A Baikal Electronicsnál dolgozó Andrey Malafeev is támogatja a világpiacra való belépés szükségességét - szerinte a modern mikroelektronika gyártása egyszerűen nem korlátozható egy országra. A Baikal-T1 esetében több mint fél tucat ország számít prioritásnak - az Egyesült Arab Emírségektől Németországig; A jövőben piaci jelenlétének bővítése érdekében a cég PC-k és mobileszközök processzorainak bevezetését tervezi.

Az Imagination Technologies hozzáteszi, hogy az orosz fejlesztők sikeréhez nem csak a világpiacra való belépés a kulcs, hanem a képzett személyzet képzése is Oroszországban. Tony King-Smith szerint Oroszországban ez idáig csak néhány egyetem oktat teljes értékű integrált áramkör-tervezési kurzust, miközben ennek a tudásnak minden informatikai szakembert képző egyetemen elérhetőnek kell lennie. A tanulási folyamat javítása érdekében az Imagination Technologies nemrégiben lefordította oroszra, és ingyenes hozzáférést biztosított David Harris és Sarah Harris „Digital Circuit Design and Computer Architecture” című tankönyvéhez, amely valójában az egyetemi kurzus jelentős részét fedi le.

Nyilvánvaló, hogy az orosz processzorok fejlesztői még mindig messze vannak a felhőtlen létezéstől – sőt, többségük még csak útja elején áll, kis tételekben gyártanak termékeket a közszféra vagy a magasan specializált kereskedelmi projektek számára. Ennek ellenére az ebben az iparágban tevékenykedő cégek számának növekedése, valamint a tömegpiacra, azon belül is a nemzetközi piacra való belépés vágya reményt ad arra, hogy néhány év múlva már sokkal kevésbé szkepticizmussal beszélnek majd a hazai feldolgozókról.

A hazai Baikal processzorok fejlesztői számos mérőszám segítségével kiterjedt tesztelést végeztek. Az egyik kedvezően mutatja egy orosz termék jellemzőinek összehasonlíthatóságát a világpiaci vezetők termékeivel.

Pozitív teszt a Bajkálra

A hazai Baikal processzorok teljesítménymutatói számos paraméterben összehasonlíthatók a világ elismert iparági vezetőinek termékeivel.

2017 augusztusában a Baikal Electronics fejlesztő cég teljes teljesítménytesztet végzett Baikal-T1 processzorával, órajel frekvenciája 1,2 GHz. Tulajdonságainak értékelésére olyan technikát alkalmaztak, amely lehetőséget biztosított a kapott eredmények rendszerezésére, függetlenül a processzor mikroarchitektúrájától és az alkalmazott szoftverplatformtól.

Hat olyan alkalmazásban végeztünk méréseket, amelyek meghatározzák mind a processzor számítási modulok teljesítményét, mind áteresztőképesség megvalósított funkcionális blokkok: CoreMark, Dhrystone, Whetstone, Stream, IPERF, SPEC CPU2006.

Vizsgálati feltételek (forrás: Baikal Electronics)

„A benchmarking kimutatta, hogy a Baikal-T1 processzor valós teljesítménymutatói meghaladják a MIPS P-osztályú processzormagok becsült jellemzőit, és ezek viszont nagyon kedvezőek az x86 architektúrához képest” – mondta Andrej Malafejev, a Bajkál képviselője. Electronics kommentálta a teszteredményeket a CNews-nak. Magyarázataiból arra lehet következtetni, hogy a teljesítmény és az energiafogyasztás, illetve a teljesítmény és a chip terület arányáról beszélünk.

Baikal-T1 tesztelési eredmények (forrás: Baikal Electronics)

Ugyanakkor Malafeev tisztában van azzal, hogy a Baikal-T1 építészetileg elsősorban a kommunikációs megoldások és a beágyazott rendszerek piacára összpontosít. Malafeev szemszögéből azonban jó teljesítmény lehetővé teszi, hogy a szóban forgó Baikal-T1 univerzális processzorként használható „egy hatalmas ökoszisztémában, amely több mint negyed évszázada fejlődik, és jelentős potenciállal rendelkezik a meglévő és a feltörekvő piacokon”.

Feltételes összehasonlítás

Amint a Malafeevvel folytatott kommunikációból megérthető, legmagasabb érték cége a CoreMark benchmarkot teszteli (a többi mérőszámmal való összehasonlításáról lentebb olvashat), amely inkább a beágyazott rendszerek processzoraira koncentrál, bár sokféle célra más processzorokhoz is használják.

A Baikal-T1-et jelenleg nem mutatják be hivatalosan a tesztkurátorok oldalán - a Baikal Electronics még nem nyújtotta be neki a tesztjeihez kapott eredményeket.

A jól ismert processzorok szelektív feltételes összehasonlítása a Baikal-T1-gyel a CoreMark teszten

Forrás: CNews Analytics

* két egymagos processzoron alapuló szervert teszteltek

Ezzel kapcsolatban a CNews Analytics az egyértelműség kedvéért több ismert márka jelenlegi processzorának teszteredményét választotta ki, és ezek között jelölte meg a Baikal-T1 várható helyét (lásd a táblázatot).

Mivel tesztelték a Bajkált?

Malafeev szerint a bemutatott hat benchmark szintetikus tesztek sorozata, bizonyos alkalmazásokra jellemző utasítások keverékével.

„A hagyományos Dhrystone és Whetstone benchmarkokat a teljesítmény mérésére tervezték központi processzor az egész számtani, illetve a lebegőpontos aritmetikai számításokhoz” – mondja Malafeev. - Univerzálisak és különböző programozási nyelveken írhatók (például a Dhrystone és a Whetstone első verziói, amelyeket a múlt század 1960-1970-es éveiben adtak ki, Fortranban és Algol 60-ban írták). Ugyanakkor különböző programkönyvtárakat használhatnak, és különböző fordítókkal fordítva jelentősen eltérő végrehajtási kódokat állíthatnak elő, ami bizonyos mértékig érvényteleníti a segítségükkel kapott teljesítménybecsléseket. Bizonyos mértékig ezeket a hiányosságokat néhány lefordított kód (vagyis a DOS, OS/2, Windows verziók) szabványosításával orvosolják.

A CoreMark benchmark a szakértő szerint a beágyazott rendszerekre fókuszál, és olyan funkciókat foglal magában, mint a listafeldolgozás, a mátrixkezelés, az állapotgépek megvalósítása és a CRC (Check Redundancy Code) számítás. Normál C nyelven íródott, és más benchmarkokkal ellentétben nem tartalmaz további könyvtárakat, és ugyanazt az eredményt adja.

„Ezek az előnyök egyre népszerűbbé teszik ezt a benchmarkot, és fokozatosan kiszorítja a versenytársakat” – mondja Malafeev. "A Dhrystone-t és a Whetstone-t azonban még mindig széles körben használják."

A Stream benchmark a szakértő szerint egy egyszerű szintetikus benchmark program, amely a tartós memória sávszélességet (MB/s-ban) és a megfelelő számítási sebességet méri egyszerű vektorkerneleknél.

Az IPRF egy nyílt forráskódú eszköz, amely a hálózati teljesítmény tesztelésére használható. A SPEC CPU2006 két benchmark-készletet tartalmaz: a CINT2006-ot az egész számok teljesítményének számítási intenzitásának mérésére és összehasonlítására, a CFP2006-ot pedig a lebegőpontos teljesítmény számítási intenzitásának mérésére és összehasonlítására.

Baikal-T1, gyártási sorozatok, fejlesztési költségek, fogyasztók

A Baikal-T1 egy MIPS (Microprocessor Without Interlocked Pipeline Stages) architektúrájú processzor, amelyet a RISC koncepcióval összhangban hoztak létre, vagyis csökkentett utasításkészlettel rendelkező processzorokhoz.

A processzor fejlesztése 2014 végén fejeződött be, decemberben a Baikal Electronics átadta a termék úgynevezett RTL kódját a TSMC gyárának kiadásra. 2015 májusában a vállalat bejelentette a műszaki minták kiadását.

Majd arról számoltak be, hogy a fejlesztés az Ipari és Kereskedelmi Minisztérium támogatásával valósult meg, magának a főosztálynak a forrásainak bevonásával, valamint az „Elektronikus alkatrészbázis és rádióelektronika fejlesztése 2008-2015” szövetségi célprogramból. a „T-nano” és a „T-platforms” (a Baikal Electronics anyavállalata) befektetéseiként. Akkor még nem hozta nyilvánosságra a Bajkál-projektbe fektetett konkrét összeget.

Ezután a mintákat manuálisan tesztelték, és Bajkál meggyőződött a teljesítményükről. Ezt követően, 2015 nyarának végén a cég pályázatot nyújtott be az Ipari és Kereskedelmi Minisztérium alá tartozó Iparfejlesztési Alap (IDF) szakértői tanácsához a projekt folytatására - tömegtermelés beindítására - tematikus hitelre.

2015 októberében jóváhagyták a kedvezményes kölcsönt. A cég saját befektetéseivel 288 millió RUB értékben. ennek a kölcsönnek a volumene elérte az 500 millió rubelt. Ezzel a pénzzel a Baikal 2015 decemberében megrendelést adott a TSMC-nek. 2016 szeptemberében látott napvilágot a hozzávetőleg 10 ezer processzorból álló, úgynevezett installációs köteg.

2017 márciusában a Baikal Electronics bejelentette a 100.000. ipari tétel küszöbön álló kiadását.

A Baikal-T1 fő fogyasztói a távközlési berendezések (routerek, IP-telefonok, adattároló eszközök stb.), számítástechnikai berendezések, beágyazott rendszerek berendezései (ipari automatizálás, terminálok, autóipari rendszerek stb.) gyártói. Ezeken a piacokon a processzorfelhasználás volumene az FRP becslései szerint évi 7-15%-os tartományban nő.

2018.05.31., csütörtök, 16:03, moszkvai idő szerint , Szöveg: Denis Voeikov

A „baikálokat” csupasz formában kezdik árusítani a kiskereskedelemben - „testkészletek” nélkül, értékelő táblák formájában. Emiatt a processzorok ára a vásárló számára pontosan 10-szeresére csökken.

A "Baikal" értékesítése a legtisztább formában

Amint a CNews megtudta, az orosz Bajkál processzorok először önálló termékegységként kerülnek kiskereskedelmi forgalomba, nem pedig értékelő táblák (egylapos számítógépek) részeként. Termékeik megjelenése a „Chip and Dip” elektronikai alkatrészek boltjainak kínálatában 2018. június 1-től „olyan mennyiségben, amely az elektronika prototípus-készítéséhez és tesztminták gyártásához szükséges” – számoltak be a szerkesztők a hazai „Baikal Electronics” cégnél - a „Baikálok” fejlesztője.

A szervezet első és eddig egyetlen sorozatgyártású chipjét, a Baikal-T1-et (új hivatalos név - BE-T1000) előkészítették a megvalósításra.

Egy processzor kiskereskedelmi ára 3990 rubel lesz. A 2018. április közepén 39,9 ezer rubelbe kerülő BFK 3.1 család (rövidítés: funkcionális vezérlőegység) Baikal tábláihoz képest a csupasz chip pontosan 10-szer olcsóbb.

A „bajkálokat” lehetõvé vált a kiskereskedelemben terhelés nélkül deszkák formájában

A fejlesztők hozzáteszik, hogy a nagykereskedelmi mennyiségek árpolitikáját egyedileg határozzák meg. Ebben az esetben a termékeket a Baikal Electronics közvetlenül a vásárlóhoz szállítja.

Minőség-ár pozicionálás

A CNews kérdésére, hogy a javasolt ár és a processzor meglévő jellemzőinek kombinációja szempontjából a vállalat hogyan értékeli az új kereskedelmi ajánlatot a többi chiphez képest. orosz piac, A Baikal Electronics hivatalos válaszra szorítkozott. „Nagyon kedvező árajánlatot tettünk – termékünk jó pozíciót foglal el a teljesítmény/funkcionalitás/energiafogyasztás paradigmában” – jegyezték meg a CNews beszélgetőpartnerei.

Processzor specifikációi

A Baikal-T1 egy úgynevezett system-on-chip, 25 x 25 mm-es méretekkel és 5 W-nál kisebb energiafogyasztással. Két P5600 MIPS 32 r5 szuperskalár magja van, amelyek működési frekvenciája 1,2 GHz. 1 MB L2 gyorsítótárral és DDR3-1600 memóriavezérlővel rendelkezik.

A chip egy 10 Gb-os Ethernet-porttal, két 1Gb-os Ethernet-porttal, egy PCIe Gen.3 x4-es vezérlővel, két SATA 3.0-s, USB 2.0-s porttal rendelkezik.

A chipek előállítása szerint technológiai folyamat 28 nanométer - közvetlenül a tajvani TSMC cég gyárában. Ez utóbbi körülmény határozza meg azt a tényt, hogy a Bajkál-T1-et az Ipari és Kereskedelmi Minisztérium a második, és nem az első szintű orosz integrált áramkörnek minősítette, mint a helyi gyár esetében.

A processzor-ökoszisztéma kialakulásának befejezése

Emlékezzünk vissza, hogy 2018. január elején - még a teszttáblák részeként forgalomba kerülő Bajkálok kezdete előtt - ismertté vált, hogy a Baikal Electronics és a Számítógépes Matematikai és Kibernetikai Kar (VMK) erőfeszítéseivel M.V. Lomonosov Moszkvai Állami Egyetem, a VMK adatközpontja alapján a hazai elektronikai laboratórium, amelyhez minden érdeklődő hozzáférhet.

Az új struktúra, a Baikal Electronics Laboratory (LEB) erőforrásait felhasználva lehetőség nyílik a központi processzor és az arra épülő megoldások, valamint a debug alkalmazás és rendszerszoftver teljesítményének értékelésére.

„Most a fő célunk az, hogy csökkentsük a fejlesztők projektbe való belépésének költségeit” – mondja Konstantin Shcherbakov, a Baikal Electronics marketing és értékesítési osztályának igazgatója. "Ezt a dokumentáció minőségének javításával, egy szoftverkészlet létrehozásával, az alkalmazási megjegyzések és referenciatervek frissítésével és terjesztésével fogjuk megtenni."

Scserbakov biztos abban, hogy jelenleg az ökoszisztéma szempontjából cége mindennel készen áll ahhoz, hogy támogassa a Bajkál-i ügyfelek végtermékeinek tervezését: a Moszkvai Állami Egyetem Számítógépes Komplexumán alapuló laboratóriumtól az egyszerűig. processzor és hibakereső kártya vásárlása eszközprototípusok készítéséhez.

Baikal-T1, gyártási sorozatok, fejlesztési költségek, fogyasztók

A Baikal-T1 egy MIPS (Microprocessor Without Interlocked Pipeline Stages) architektúrájú processzor, amelyet a RISC koncepcióval összhangban hoztak létre, vagyis csökkentett utasításkészlettel rendelkező processzorokhoz.

A processzor fejlesztése 2014 végén fejeződött be, decemberben a Baikal Electronics az úgynevezett GDS termékkódot átadta a TSMC gyárának kiadásra. 2015 májusában a vállalat bejelentette a műszaki minták kiadását.

Majd arról számoltak be, hogy a fejlesztés az Ipari és Kereskedelmi Minisztérium támogatásával valósult meg, magának a főosztálynak a forrásainak bevonásával, valamint az „Elektronikus alkatrészbázis és rádióelektronika fejlesztése 2008-2015” szövetségi célprogramból. a „T-nano” és a „T-platforms” (a Baikal Electronics anyavállalata) befektetéseiként. Akkor még nem hozta nyilvánosságra a Bajkál-projektbe fektetett konkrét összeget.

Ezután a mintákat manuálisan tesztelték, és Bajkál meggyőződött a teljesítményükről. Ezt követően, 2015 nyarának végén a cég pályázatot nyújtott be az Ipari és Kereskedelmi Minisztérium alá tartozó Iparfejlesztési Alap (IDF) szakértői tanácsához a projekt folytatására - tömegtermelés beindítására - tematikus hitelre.

2015 októberében kedvezményes kamatozású hitelt hagytak jóvá a feldolgozó ipari gyártásának előkészítésére. A cég saját befektetéseivel 288 millió RUB értékben. ennek a kölcsönnek a volumene elérte az 500 millió rubelt. Ezzel a pénzzel a Baikal 2015 decemberében megrendelést adott le a TSMC-nek. 2016 szeptemberében látott napvilágot a hozzávetőleg 10 ezer processzorból álló, úgynevezett installációs köteg.

2017 márciusában a Baikal Electronics bejelentette a 100.000. ipari tétel küszöbön álló kiadását. Ezt követően a cég további példányszámokat rendelt, de ezek mennyiségéről egyelőre nem hajlandó információkat közölni.

A Baikal-T1 fő fogyasztói a távközlési berendezések (routerek, IP-telefonok, adattároló eszközök stb.), számítástechnikai berendezések, beágyazott rendszerek berendezései (ipari automatizálás, terminálok, autóipari rendszerek stb.) gyártói. Ezeken a piacokon a processzorfogyasztás volumene a Baikal Electronics becslései szerint évi 7-15%-kal nő.