1,

История Советских ЭВМ. Часть 4 – Эльбрус

В заключительной части «Истории Советских ЭВМ» мы поговорим с вами о наследии оставленном инженерами Советского Союза, о компьютерах и процессорах «Эльбрус»
Всем огромный привет. Вот мы уже и подошли к заключению цикла статей «Истории Советских ЭВМ». В четвертой заключительной части давайте наконец обсудим одну из самых главных разработок, созданных во времена Советского Союза и оставшуюся после его распада, о компьютерах и процессорах «Эльбрус», которые в свое время были лучше западных аналогов. А также поговорим о том, как наш ученый помог в разработке процессоров Intel Pentium.
История Советских ЭВМ. Часть 4 – Эльбрус
«БЭСМ–6»

Советский Союз, практически сразу, после завершения Великой Отечественной, начал вести активные разработки компьютерной техники, предназначавшейся для внутренних военных организаций, а также научно–исследовательских центров. О «Ранних ЭВМ» можете почитать здесь.

Итак, одной из самых популярных и мощных ЭВМ, помимо разных вариантов ЕС ЭВМ, была БЭСМ–6. Она применялась практически во всех структурах, которым требовалось проведение сложных рассчетов требующих высокой точности. Время шло, ЭВМ тех поколений понемногу устаревали, а потребности людей из научного мира и военного промысла росли в геометрической прогрессии.

«Эльбрус–1»

История Советских ЭВМ. Часть 4 – Эльбрус
Всеволод Сергеевич Бурцев (1927–2005)

Для разработки проекта первой модели суперкомпьютера «Эльбрус» был выбран Институт точной механики и вычислительной техники – сокращенно «ИТМиВТ». Во главе всего процесса стоял инженер–конструктор Всеволод Сергеевич Бурцев, а одним из его замов выступал Борис Бабаян. Работа над проектом у команды заняла практически 5 лет, с 1973–го года по 1978–ой.
История Советских ЭВМ. Часть 4 – Эльбрус
«Эльбрус–1»

Выражение «первый блин комом», никак не было применимо к «Эльбрус–1». ЭВМ получилась очень удачной, в особенности благодаря новой модульной архитектуре. ЭВМ могла одновременно работать с десятью процессорами среднего уровня интеграции. Объем оперативной памяти мог составлять до 64 Мб, а вычислительная мощность достигала пятнадцати миллионов операций в секунду.
История Советских ЭВМ. Часть 4 – Эльбрус

К слову, «суперскалярная» вычислительная архитектура компьютера, разработанная с нуля нашими инженерами, стала применяться за рубежом лишь к 90–м, параллельно с появлением суперпопулярной линейки процессоров Pentium от Intel. Об этом чуть позже.
История Советских ЭВМ. Часть 4 – Эльбрус

Да, действительно, IBM занималась разработкой такой вычислительной архитектуры задолго до наших инженеров, однако их сотрудникам не удалось достичь требуемого результата. Сам Бурцев, главный конструктор проекта, не раз признавался в том, что инженеры при создании «Эльбруса» применяли множество самых лучших технологий, разработанных такими зарубежными компаниями, как IBM и HP (Hewlett–Packard), и коллегами, работавшими в создании первых в СССР ЭВМ.

«Эльбрус–2»

История Советских ЭВМ. Часть 4 – Эльбрус

Следующая модель «Эльбрус–2» появилась в 1985–м году. Оборонная отрасль, а также ядерные исследовательские центры стали основными сферами, в которых стала применяться вторая модель «Эльбруса». Этот компьютер имел ряд фундаментальных отличий от первой версии. Во-первых производительность ЭВМ возросла практически в десять раз (с 15 до 125 миллионов операций в секунду), а пропускная скорость (способность) между каналами вычислительной станции доходила пика в 120 Мбит в секунду. Во–вторых — максимальный объем ОЗУ возрос чуть больше, чем в два раза – с 64, до 144 мегабайт.
История Советских ЭВМ. Часть 4 – Эльбрус

Технологии, примененные при разработке «Эльбрус–2» и «БЭСМ–6», стали платформой на которой, в 1988 году, была разработана модель ЭВМ «Эльбрус 1–КБ» общего назначения. Система производилась на заводах до 1992–го года. Всего за это время было выпущено 60 единиц этой ЭВМ. Что примечательно, «БЭСМ–6» и «Эльбрус 1–КБ» были полностью программно совместимы.

Успех модельного ряда суперкомпьютеров «Эльбрус» был колоссальным. Все инженеры, работавшие над этим проектом, были награждены множеством Государственных премий.

Следующим компьютером в этом ряду должен был стать Эльбрус 3М. Но, к сожалению, он так и не был выпущен в серийное производство. Технологии, примененные в его создании, стали базой для разработки будущей серии процессоров «Эльбрус».

«Эльбрус 3–1»

История Советских ЭВМ. Часть 4 – Эльбрус

А вот, выпущенный следом за ним, «Эльбрус 3-1» (МКП) был по достоинству оценен правительством СССР. Главный конструктор Геннадий Григорьевич Рябов был награжден почетным орденом «Заслуженного Деятеля Науки». Сам суперкомпьютер (на мой взгляд именно этот термин, по-настоящему, применим к Эльбрус 3–1) был построен на МКП (модульном конвейерном процессоре), благодаря которому к ЭВМ могли подключаться вычислительные блоки, предназначенные для выполнения разных функций, в зависимости от требуемых задач. К примеру, на одном процессоре можно было быстро и точно заниматься вычислениями радиолокационных данных, а на другом выполнять задачи, для которых необходима работа алгоритма преобразования Фурье.
История Советских ЭВМ. Часть 4 – Эльбрус

Так как система предназначалась для научных исследований, физических моделирований и прочих массивных вычислений, для надежности каждая из больших интегральных схем (БИС) имела водяное охлаждение, а ко всем блокам (шкафам) была применена система диагностики ошибок.
История Советских ЭВМ. Часть 4 – Эльбрус

ЭВМ имела возможность подключения множества периферийных устройств, таких как принтеры, магнитные диски и ленты. Коммутаторная система позволяла подключать к «Эльбрусу» другие ЭВМ, тем самым можно было создать одну огромную вычислительную сеть.

Затем наступил период развала СССР, а вместе с ним экономический, политический и социальный кризис. Практически, как и все разработки Советского Союза, у проекта «Эльбрус» начались не самые лучшие времена. Но, несмотря на все трудности, инженеры смогли сохранить технологии, появившиеся при разработке этих вычислительных систем. Итак, с началом 2000–х у «Эльбрус» начался новый путь развития.

Советские корни процессоров Intel

История Советских ЭВМ. Часть 4 – Эльбрус
Владимир Пентковский

Давайте немного вернемся назад, к началу разработки «Эльбрус–1», «Эльбрус–2» и «Эльбрус–3». Помимо общего названия, все эти модели объединяет то, что в их создании участвовал выдающийся российский ученый Владимир Пентковский. Владимир начал работать в ИТМиВТ с 70–х годов прошлого столетия. За все время своей работы он сделал многое для развития вычислительных систем «Эльбрус». Одним из его важных достижений являлась разработка архитектуры 32–битного процессора «Эль–90», который должен был использоваться в так и не вышедшей ЭВМ «Эльбрус–3».
История Советских ЭВМ. Часть 4 – Эльбрус
«Эль–90»

После развала Советского Союза прекратилось финансирование множества разработок. Это же коснулось и Владимира с его проектом обновленного процессора «Эль–91С», построенного на базе предшественника «Эль–90». В поисках способов самореализации, Владимир переезжает в США, где устраивается в Intel, и практически сразу становится одним из ведущих инженеров компании.
История Советских ЭВМ. Часть 4 – Эльбрус

Под его легкой рукой велась разработка знаменитейших процессоров Intel Pentium, которые по своим характеристикам и архитектуре были схожи с Советскими «Эль–90». Так что практически в каждом из компьютеров у нас дома есть очень условные «Российские корни». А то, что наш соотечественник смог, хоть и в другом государстве, целиком и полностью применить свои знания и реализовать свои задумки, вызывает у меня гордость. Но давайте вернемся обратно в историю «Эльбрусов».

Настоящее проекта «Эльбрус»

История Советских ЭВМ. Часть 4 – Эльбрус

Как вы уже могли понять, проект «Эльбрус» прошел тернистый путь кризиса и стагнации, вернувшись в начале 2000–х к своему нормальному «жизненному» циклу. Компания МЦСТ (Московский центр SPARC-технологий), возникшая благодаря инициативной команде, работавшей над «Эльбрус–3», возобновляет разработки процессоров и готовых вычислительных станций «Эльбрус», ориентируясь на рынок госструктур, бизнеса и рядовых гражданских лиц, у которых есть потребность в надежном компьютере, обладающим невероятной степенью защиты.
История Советских ЭВМ. Часть 4 – Эльбрус

К слову, недавняя новость о том, что в России планируется полный переход на отечественные компьютеры «Эльбрус», породила активные обсуждения, в которых читатели разделились на два лагеря — на тех, кто критиковал инициативу и на тех, кто ее поддерживал. Я же отношу себя ко второму лагерю, сейчас объясню почему. Архитектура, на которой построены компьютеры и процессоры «Эльбрус», является оригинальной, она не использует никакие функции и параметры, характерные для процессоров Intel и AMD. На первый взгляд, это может показаться огромным минусом, обрекающим «Эльбрус» на вечные гонения, потому что они стоят дорого и на них нельзя поиграть даже в старые игры, и никак не запустить ни одну из актуальных программ для работы с графикой или видео.
История Советских ЭВМ. Часть 4 – Эльбрус

Поймите, эти компьютеры и процессоры разрабатываются совсем не для тех задач, о которых многие говорят. Их главная особенность — это обеспечение безопасности в государственно важных институтах, и не только в военных, но и научных. Ведь шанс утечки данных при использовании процессоров от зарубежных компаний, в которых могут быть всяческие бэкдоры (например, вот новость о найденных уязвимостях процессоров Intel) невероятно велик. И это может поставить под очень серьезную угрозу безопасность государственно важных данных

И нет, я не агитирую за какие-то определенные провластные взгляды, а лишь даю понять, что те требования для выполнения задач сотрудниками условного НИИ куда выше наших гражданских, общепользовательских. Ну и в конце–концов, разве не здорово, если когда–нибудь при определенных обстоятельствах у «Эльбрус» появится возможность реализации процессоров для массовых нужд? И что вместо монополии на рынке России со стороны Intel и AMD, начнется настоящая конкуренция, в ходе которой компании будут улучшать свои продукты.

Особенно это может коснуться «Эльбрус». Ведь для того, чтобы компания вывела свои продукты на мировой рынок, помимо финансирования требуется грамотное дифференцирование своей разработки уникальными технологиями, которые бы стали для всего рынка процессоров в новинку. Ведь мы с вами, как пользователи, будем только в плюсе. К слову, о цене процессоров — почему она такая?
История Советских ЭВМ. Часть 4 – Эльбрус

Ответ простой, чипы Intel и AMD производятся миллионными тиражами на специально оснащенных фабриках. А «Эльбрусы» же собираются практически в единичных экземплярах и чуть ли не вручную. При условии малой стоимости ЦП «Эльбрус», МЦСТ просто не могла бы вывозить производство и выплачивать зарплаты инженерам, работающим над проектом. Отсюда и такая стоимость продукции. Теперь давайте вернемся обратно, к истории «Эльбрус» после перехода проекта в руки объединения МЦСТ.
История Советских ЭВМ. Часть 4 – Эльбрус

Первой по-настоящему удачной разработкой можно считать процессор «Эльбрус-4С», обладающий оригинальной архитектурой, обеспечивающей полную независимость от Intel и AMD. Частота всех четырех вычислительных ядер процессора составляла 800 МГц, а объем кэша второго уровня составлял 2 Мб.

Технологический процесс, по которому создавался процессор, на фоне конкурентов выглядит исключительно архаичным – 65 нм. Но не смотря на кажущуюся аутентичность разработки, чип обеспечивает вычислительную мощность до 50 Гфлопс, при энергопотреблении 45 Вт, что сопоставимо с максимальными конфигурациями процессора Intel Core I7 2009-го года.

Процессор был представлен компанией в 2014 году, успешно прошел все нужные испытания и запущен в серийное производство.

Чип был предназначен для профессиональных целей, а большинство софта было выпущено под работу с архитектурой х86. В чипах «Эльбрус» разработчики не отказались от поддержки платформы х86 и реализовали её при помощи использования и поддержки скрытых динамических трансляций и защищенных вычислений, которые применяются в модульном программировании. Более того, процессор поддерживал и продолжает поддерживать установку и работу в операционных системах Windows и Linux.
История Советских ЭВМ. Часть 4 – Эльбрус
Модификация процессора «Эльбрус-8СВ»

Сотрудники МЦСТ решили не останавливаться на достигнутом. И спустя два года, в 2015–м, представили по-настоящему революционный «Эльбрус 8С», выполненный на сей раз по 28–нанометровому технологическому процессу, а также обладающий восемью вычислительными ядрами, работающими на частоте 1.3 Ггц. Благодаря оригинальной архитектуре, процессор обрел вычислительную мощность 250 Гфлопс.
История Советских ЭВМ. Часть 4 – Эльбрус

На данный момент в МЦСТ ведутся разработки нового чипа «Эльбрус 16–С». Он будет построен по 16 нм техпроцессу, а также обладать 8–16 вычислительными ядрами, в зависимости от конфигурации. Общая производительность такого «малыша» будет равна 750 Гфлопс. К 2022 году планируется наладить разработку «Эльбрус–32С», построенного по 10 нм технологии, состоящим из 32 вычислительных ядер и мощностью в 4 Тфлопс.

Заключение

История Советских ЭВМ. Часть 4 – Эльбрус

На этом все. Спасибо, что дочитали до конца. Говорить о перспективах отечественных технологий и разработок, о том насколько они полезны можно бесконечно долго. В любом случае они есть, а значит есть фундамент для вступления в технологическое будущее.

Предыдущие части:
Последнее изменение:
 
Berasoft
Berasoft , 26 ноября 2018 - 20:07   (...)

Общая производительность такого «малыша», будет равна
Перед заключением не написано чему будет равна мощность)
Ответить
podogreykin
podogreykin1, 26 ноября 2018 - 20:16   (...)
Все дополнил, отдельное спасибо за внимательность))
Ответить
Berasoft
Berasoft , 26 ноября 2018 - 21:21   (...)

Отличная статья!
Ты — отличный автор!
Читаю тебя с твоего первого поста.
Ответить
podogreykin
podogreykin1, 26 ноября 2018 - 21:54   (...)
Да ладно) С инструкций по откату iOS? Ничего себе, бальзам на душу прям😂
Ответить
Berasoft
Berasoft , 27 ноября 2018 - 16:59   (...)
Да, прям с инструкций)
Ответить
hacker502
hacker502 5, 26 ноября 2018 - 20:12   (...)
Отличная статья! 👍 Лови плюс, как всегда очень интересно)
Ответить
podogreykin
podogreykin1, 26 ноября 2018 - 20:15   (...)
Спасибо огромное)
Ответить
Apostate
Apostate , 26 ноября 2018 - 20:43   (...)
Подогрейкин, подогрейкин никогда не меняется...) Как всегда отлично! Спасибо за статью.
Ответить
deen_ray
deen_ray, 26 ноября 2018 - 22:25   (...)
С большим удовольствием читал все 4 статьи, но вот в конце что о не сильно понял с Гфлопсами, 50 гфлопс давно бьёт видяха в рс3, это не так много на самом деле как я понимаю, из Википедии и других источников на сколько я понимаю напримере моего телефона (mi max 2) в теории телефон может исполнять 1 операцию за такт(может и больше) * 8 ядер *2.2 гигпгерц и пик равен (1*8*2.2)=17.6 Гигафлопс.
Ребята есть кто точно знает про эти измерения,, расскажите, или исправьте, или укажите источник,. Так же написано что, Эльбрус мощнее крутого i7,
Теперь другой, мой процессор на домашнем i7-8700 если посчитать по формуле из вики то явно больше 50 гфлопс, в районе 1500 Гигафлопс, вроде как 64 операции за такт, 6 ядер и 4 гигагерца, не могу точно сказать влияют ли потоки на флопсы, 64*6*4=1536 гигафлопса!
Как то так.
Ответить
podogreykin
podogreykin1, 26 ноября 2018 - 23:00   (...)
Сделал уточнение. В данном случае «Эльбрус» сравнивался со следующей моделью — Intel Core i7-975 XE (Nehalem) 3,33 ГГц (53,3 Гфлопс)
Ответить
Pzmchik
Pzmchik, 27 ноября 2018 - 08:27   (...)
Идеальный сравнение авторов- Подогрейкин и Сорока. Первый всегда отвечает на вопросы, имеет непредвзятую позицию ко всему о чем пишет. Про второго вы знаете сами…
Ответить
hacker502
hacker502 5, 27 ноября 2018 - 09:46   (...)
Поосторожней в следующий раз)
Ответить
Mister_Right
Mister_Right , 27 ноября 2018 - 22:31   (...)
Крик, вы прекрасный автор! Но, у меня к вам вопрос, биполярное не мучает? В вас же живет столько разных личностей…
Ответить
podogreykin
podogreykin1, 2 декабря 2018 - 20:42   (...)
Спасибо) Соре, ток сейчас заметил комментарий. Про «разных личностей» не понял ахах
Ответить
Mister_Right
Mister_Right , 4 декабря 2018 - 21:09   (...)
Ну, вы и дизайнер и автор и даже сказитель. Восхищаюсь вами. Вы — оплот здравомыслия на этом островке зловония.
Ответить
id154216985
id154216985, 29 ноября 2018 - 00:03   (...)
Отличный цикл статей, все прочел.Вопрос - таки не понял, современные процессоры эльбрус делаются на каких заводах?
Ответить
scarf
scarf1, 29 ноября 2018 - 15:49   (...)
На собственных заводах в РФ. Система сделана на полу ручной сборке и пожтому процы дорогие.
Ответить
Duh_VINNI44
Duh_VINNI44 1, 4 декабря 2018 - 21:19   (...)
Осталось заставить госучреждения покупать кластеры не на интелах и амд.
Ответить

Добавить комментарий
Если нужно ответить кому-то конкретно,
лучше нажать на «Ответить» под его комментарием