Caracteristicile computerului Baikal. Procesoarele rusești Baikal au apărut pentru prima dată în vânzările cu amănuntul

Cred că mulți au auzit deja despre procesorul Baikal-T1 implementat de dezvoltatorii moscovi Baikal Electronics - cu două nuclee Imagination Technologies P5600 MIPS 32 r5 și 10GbE la bord. Baikal a fost primul care a implementat acest miez în siliciu.

Atentie, pozele se pot face clic - dar in unele locuri sunt destul de grele (pana la 100MB).

Procesoarele în sine (trebuiau deschise un total de 4 dintre ele):

Substratul BGA și capacul de distribuire a căldurii/protecție - ca și alte procesoare moderne (Intel și co), cipul este întors cu contactele în jos (flip-chip BGA):

Cristalul în sine are contacte pe întreaga sa zonă, dintre care majoritatea sunt pentru furnizarea de energie pe întreaga zonă a cipului. Acest lucru este necesar nu atât din cauza consumului mare de energie (este doar scăzut, ≤5W), cât pentru a reduce inductanța circuitelor de putere. Din nou, majoritatea procesoarelor moderne au o sursă de alimentare similară:

În partea stângă este un controler Ethernet (probabil 10GbE KR/KX4), jumătate este vizibilă în cadru:

După eliminarea metalizării, vedem logica autosintetizată din celulele standard (Multicell, de exemplu, a fost sintetizat la 180 nm folosind „valuri”) similare, o grămadă de instanțe de memorie generate/fișiere de registru (acestea sunt de obicei furnizate de fabrică), și blocuri de monitorizare identice (se presupune că sunt mici și albe) împrăștiate în toată zona dreptunghiuri verticale albastre). O parte vizibilă a cipului (aproximativ 25%) nu este ocupată de tranzistori și este pur și simplu umplută cu celule goale.

Să ne uităm puțin mai îndeaproape:
Probabil, o unitate de monitorizare (temperatura/viteza de generare a unui lanț de invertor, de exemplu). În jur este un câmp de celule goale:

Rânduri de celule standard la rezoluție optică maximă. Aici 1 pixel = 28,5 nm, 28 de micrometri (0,03 mm) pe lățime de cadru, dar rezoluția optică este limitată de difracție la un nivel de aproximativ 200 nm (de aceea cadrul pare neclar). Se poate observa că, într-o primă aproximare, abordarea aici este aceeași ca la 180 nm - aceleași rânduri de tranzistori back-to-back - ... tranzistori (adică, rândurile adiacente de celule standard sunt oglindite). Linia cu tranzistori P este puțin mai largă:

Unul dintre blocurile de memorie mici generate - matricea reală de celule SRAM ocupă o mică parte a blocului (restul sunt drivere de rând/coloană și amplificatoare de semnal, logica interfeței externe). În jur puteți vedea câmpul de celule „goale” mai detaliat (nu puteți desena nimic acolo - cipul se va dovedi a fi neuniform în înălțime, ceea ce este inacceptabil):

În sfârșit, o fotografie a lui Baikal în ulei de imersie, imediat după ultimele cadre:

În opinia mea, Baikal-T1 este un mare pas înainte pentru microelectronica civilă autohtonă. Acesta este un nucleu modern, dezvoltat și produs folosind tehnologii civile de masă moderne, care rezolvă sarcinile stabilite prin mijloace standard - o cale de dezvoltare general acceptată în industria mondială, un compilator care este de înțeles și deschis pentru toată lumea, un sistem de operare care este de înțeles și deschis tuturor. Să-ți inventezi propriile biciclete unde te poți descurca fără ele este un adevărat flagel al evoluțiilor interne, iar aici acest lucru a fost evitat.

Asta e tot deocamdată - sper să public mai des în viitorul apropiat. Dacă vă place acest tip de muncă, acum îi puteți sprijini

Ei exista! Am primit pentru testare prima versiune disponibilă public a plăcii de evaluare sau, așa cum o numesc creatorii înșiși, complexul software și hardware pentru dezvoltatorii BFK 3.1 cu SoC Baikal-T1 dezvoltat pe plan intern, bazat pe arhitectura MIPS P5600 Warrior.

În primul rând, merită subliniat faptul că BFK 3.1 este un complex software și hardware (dar din obișnuință, îl vom numi pur și simplu o placă) pentru dezvoltatori și nu baza pentru construirea produselor finale. Nimeni în stare de spirit nu l-ar folosi, aproximativ vorbind, pentru a asambla un sistem. În primul rând, se va dovedi a fi nerezonabil de scump. În al doilea rând, această idee este destul de inutilă. Nu, placa este necesară pentru dezvoltarea și depanarea software-ului și pentru a evalua performanța procesorului în sine și compatibilitatea acestuia cu alte echipamente. Compararea acestuia cu microcalculatoare cu o singură placă precum Raspberry Pi sau Cubieboard este, de asemenea, incorectă, deși formal este aproape de acestea.

Alți producători de procesoare oferă instrumente de dezvoltare similare. În funcție de tip și echipament, acestea pot costa de la o sută sau două până la mii și mii de dolari. Important este că aceasta este prima placă cu procesor Baikal-T1, care nu mai este disponibilă unui cerc restrâns de persoane și organizații, așa cum era înainte, ci aproape tuturor. Da, costă mult - 40 de mii de ruble. Scump, dar compania nu poate oferi încă un preț mai mic dat fiind volumul relativ mic de producție. În plus, după înregistrarea produsului, cumpărătorii vor avea acces la o bibliotecă închisă de documentație de inginerie. Ei vor primi, de asemenea, un design de circuit al plăcii în format Altium Designer, care va accelera și simplifica semnificativ procesul de creare a propriilor soluții software și hardware bazate pe plăci BFK 3.1 și procesoare Baikal-T1.

Placa „Baikal” BFK 3.1

Placa în sine este echipată cu un procesor cu hardware de bază. Aproape toate interfețele procesorului sunt situate pe placă. Singurul lucru care lipsește este un port de 10GbE. Placa în sine măsoară 229 × 191 mm (FlexATX). Conține două porturi SATA-3 (versiunea de controler 3.1), un conector SO-DIMM pentru un modul de memorie DDR3-1600, două porturi Gigabit Ethernet RJ-45, un conector USB 2.0 tip A, două porturi USB Mini-B (necesare pentru depanare), un slot PCI-E 3.0 x4. Există un pieptene cu pini GPIO cu 40 de pini (controlerul principal este pe 32 de biți).

Pentru alimentare, aveți nevoie de orice sursă de alimentare ATX 2.0 cu o putere de 200 de wați sau mai mult. Această valoare este dată clar cu o marjă, chiar și ținând cont de consumul dispozitivelor PCI-E și SATA. Placa are butoane separate pentru pornire/oprire și resetare. Procesul de pornire a sistemului este extrem de simplu: instalați modulul de memorie, conectați sursa de alimentare, conectați computerul la portul mini-USB de sus, lansați emulatorul de terminal preferat cu suport pentru porturile COM (s-ar putea să aveți nevoie de un driver pentru bridge). în sine). Asta este tot, apăsați butonul ON și selectați elementul dorit din meniul bootloader-ului.

Placa are două module de memorie NOR cu o capacitate de 16 și 32 MB. Primul dintre ele este bootabil, conține firmware-ul propriu-zis. Totul este standard aici: U-Boot + kernel Linux + imagine minimă cu BusyBox. De asemenea, este posibil să descărcați prin rețea de pe un server NFS sau TFTP. Acest lucru este suficient pentru sistemele încorporate. În acest caz, produsul final este o placă relativ compactă cu RAM și ROM deja lipite de volumul necesar și un mediu software pregătit în prealabil și optimizat pentru o gamă specifică de sarcini. De exemplu, puteți privi aceleași routere de acasă.

A doua opțiune pentru lucrul cu placa este lansarea unui sistem de operare cu drepturi depline. Acesta este ceea ce vom folosi pentru teste. Dezvoltatorii oferă o versiune ușor modificată a Debian 9 cu un nucleu din SDK. Vă rugăm să rețineți că ei înșiși nu reconstruiesc tot software-ul. Sunt folosite depozite gata făcute ale ramurii Debian mipsel, deci nu există optimizări pentru acest procesor special. Cu toate acestea, există și versiuni Astra Linux Special Edition pentru dispozitivele Tavolga Terminal 2BT1, care au același procesor Baikal-T1 instalat. Dar, vai, nimeni nu le postează public. De asemenea, este așteptat suport pentru Alt Linux și Buildroot și este posibil să rulați OpenWRT/LEDE.

Pentru a rula Debian, trebuie să luați imaginile nucleului, firmware-ului și discului ram din SDK. SDK-ul în sine include, de asemenea, instrumente auxiliare pentru compilarea încrucișată, scripturi pentru construirea unei imagini ROM și o VM pregătită pentru QEMU, unde vă puteți pre-depana programele. Lucrarea cu Debian 9 pe BFK 3.1 nu poate fi încă numită ideală: după instalare, va trebui să modificați setările și să instalați niște software, dar nu există probleme speciale în acest sens. Singurul păcat este că documentația completă pentru placa nu există încă: unele lucruri vor trebui aflate experimental sau cerute direct de la dezvoltatori.

Pentru teste, placa a fost conectată la o unitate veche (după standardele actuale) Kingston SSDNow V pentru sistemul de operare și un modul de memorie DDR3L-1600 de 4 GB produs de Samsung. Cu toate acestea, acest lucru este suficient pentru a vă familiariza cu capacitățile procesorului. Mai există o nuanță - datorită caracteristicilor controlerului, nu toată memoria care se află în modulul SO-DIMM este vizibilă. Un alt punct important se referă la asamblarea de bază a programelor de testare din coduri sursă: toate acestea s-au făcut direct pe BFK 3.1. Comutatoarele compilatorului sunt furnizate acolo unde este necesar.

Procesul de asamblare, trebuie spus, nu este întotdeauna nedureros. Undeva a trebuit să mă chinuiesc cu parametrii de optimizare pentru a obține cel mai bun rezultat. Ceva a fost asamblat cu succes, dar în timpul execuției s-a prăbușit sau s-a comportat incorect. Uneori a existat sentimentul că dezvoltatorii nu erau conștienți de existența altor platforme decât x86. Și acest lucru se aplică nu numai software-ului. În special, GPU-urile moderne, cel mai probabil, nu vor funcționa în PCI-E, deoarece, potrivit creatorilor, aproape toate necesită UEFI/BIOS x86. Probleme pot apărea și cu dispozitivele care utilizează, de exemplu, o punte PCI ↔ PCI-E intern.

Caracteristicile procesorului Baikal-T1

În primul rând, o scurtă notă despre procesorul în sine. Baikal-T1 are două nuclee pe 32 de biți bazate pe arhitectura P5600 Warrior (MIPS32 Release 5) cu suport hardware pentru virtualizare. Fiecare nucleu a primit un cache de date și instrucțiuni L1 de 64 KB. Ambele nuclee împărtășesc un cache L2 comun cu o capacitate de 1 MB.

Fiecare nucleu are, de asemenea, propria sa unitate FPU cu suport pentru SIMD pe 128 de biți. Nucleele, L2 și FPU funcționează la aceeași frecvență: 1,2 GHz. Procesorul este capabil să efectueze până la patru operații cu numere întregi, până la două operațiuni cu virgulă mobilă cu precizie dublă sau patru operații cu virgulă mobilă cu precizie simplă per ciclu de ceas. Adică, performanța maximă teoretică este de 4,8 Gflops FP64 (2 nuclee 1,2 GHz × 2 FP64) sau 9,6 Gflops FP32. Cu toate acestea, în practică, pentru a debloca potențialul (cum le place să spună în comentarii), sunt necesare atât optimizarea manuală a codului, cât și un compilator care „știe” despre caracteristicile FPU/SIMD.

În realitate, de exemplu, o versiune neoptimizată a Linpack compilată de GCC open source produce rezultate cu un ordin de mărime mai mici decât se aștepta. Situația, în general vorbind, este destul de normală pentru arhitecturi noi sau specifice (cum ar fi Elbrus). Acest lucru trebuie luat în considerare atunci când se evaluează rezultatele de mai jos. Un alt punct important se referă la senzaționalele vulnerabilități Meltdown și Spectre. Unitățile de calcul din MIPS32r5 sunt superscalare și pot executa execuția necorespunzătoare a instrucțiunilor, dar nu există nicio mențiune explicită a speculativității profunde. Dezvoltatorii nucleului au emis un avertisment cu privire la posibila prezență a Spectre (dar nu a Meltdown) în nucleele „pure” P5600/P6600. Potrivit creatorilor, în cazul lui Baikal-T1, codul oficial pentru verificarea vulnerabilității nu funcționează, dar este prea devreme să spunem cu certitudine absolută că este absent. Există planuri de organizare a unui hackathon separat pentru a testa securitatea procesorului.

Miezurile comunică cu alte componente prin magistrala AXI. Toate interfețele de mare viteză au suport DMA. Controlerul de memorie cu un singur canal în sine acceptă DDR3-1600 cu ECC. Cantitatea maximă de RAM suportată de procesor este de 8 GB. Mai există o nuanță - controlerul de memorie are o magistrală de date cu o lățime de 32 de biți și 8 biți ECC și acceptă lucrul cu cipuri de memorie cu o lățime de 8 până la 32 de biți. Pentru produsele finite cu module adecvate deja lipite, nu există probleme, dar o placă cu SO-DIMM convenționale va „vedea” doar jumătate din volumul declarat, deoarece de obicei „arata” cu o interfață pe 64 de biți. Ei bine, viteza de operare va fi evident mai mică - până la 6,4 GB/s.

Dintre blocurile interesante care se află în procesor, putem evidenția un coprocesor de design propriu, care permite, de exemplu, să accelerăm criptarea conform standardelor GOST (dar nu numai) și un controler de 10 gigabit. Acesta din urmă, după cum sa menționat mai sus, necesită un mezanin separat cu un port SFP. Acest lucru a fost făcut pentru a reduce prețul final al BFK 3.1 și nu toată lumea are nevoie de acest port pentru dezvoltare. Blocurile rămase sunt licențiate de la MIPS, Imagination Technologies și Synopsys. Puteți admira aici structura internă a cipului.

Mezzanin cu 10 GbE SFP pentru prima generație BFK. În prezent, nu există o astfel de placă pentru BFK 3.1.

Pentru alimentare, procesorul necesită o tensiune de 0,95 V, iar consumul de energie declarat nu este mai mare de 5 wați. În timpul testelor, procesorul s-a încălzit la puțin peste 60 de grade Celsius. Nu necesită răcire activă, dar într-o carcasă închisă prezența unui radiator nu va fi de prisos. Frecvența de bază este ajustată dinamic în intervalul de la 200 la 1500 MHz, dar acest lucru necesită suport din partea sistemului de operare, așa că, deocamdată, în versiunea actuală Debian, frecvența poate fi setată la pornirea sistemului. În orice caz, în timpul funcționării sub sarcină ușoară, un miez se poate opri automat complet. „Baikal-T1” este produs la fabricile TSMC folosind o tehnologie de proces de 28 nm. În sine costă 65 USD. De asemenea, este important de menționat că acest model a fost dezvoltat inițial nu numai și nu atât pentru clienții guvernamentali. În conformitate cu ideile și speranțele creatorilor, ar trebui să atragă și consumatorii comerciali obișnuiți care creează produse pentru sectorul civil.

Testul CoreMark

Să trecem direct la teste. Primul în linie este CoreMark, un benchmark specializat care este utilizat pentru a evalua performanța procesoarelor și a SoC-urilor în sistemele încorporate. De fapt, odată cu anunțul unui nou record în CoreMark, Imagination Technologies a început povestea despre avantajele nucleului MIPS P5600 Warrior. Adevărat, vorbeam despre un singur nucleu, care, de altfel, la acea vreme exista doar ca simulare pe un FPGA și funcționa la o frecvență de 20 MHz. Atunci vorbeam despre un record în valoarea CoreMark pe megaherți pe nucleu: 5,61, dar în realitate ar trebui să te bazezi pe o valoare de aproximativ 5. Dezvoltatorii au subliniat chiar eficiența mai mare a lui P5600 în comparație cu procesoarele Intel desktop. Formal, Baikal-T1 este lider în ceea ce privește megaherți și megaherți/core. În practică, pentru a obține performanță în termeni absoluti, producătorii nu se feresc de metodele extinse, creșterea frecvențelor și a numărului de nuclee.

Din păcate, baza de rezultate CoreMark nu este colectată foarte atent, așa că a trebuit să selectez manual teste pentru cipuri dual-core care să aibă frecvențe apropiate de cele ale lui Baikal-T1 și o indicație clară că testul folosește două fire. Pentru comparație, a fost adăugat un eșantion quad-core, iar aceasta nu este o coincidență. În general, rezultatele pot fi clasate în funcție de mai multe criterii simultan. Cu toate acestea, apar imediat o mulțime de nuanțe. În primul rând, atât soluțiile ARM, cât și MIPS sunt licențiate terților, astfel încât implementările aceluiași design pot varia semnificativ. În al doilea rând, multe depind de optimizarea codului în sine, de asamblarea acestuia și de mediul de execuție.

Pentru testul nostru de bază am folosit GCC 6.3 cu următoarele opțiuni: -O3 -DMULTITHREAD=2 -DUSE_PTHREAD -funroll-all-loops -fgcse-sm -fgcse-las -finline-limit=1000 -mhard-float -mtune=p5600. În testele dezvoltatorilor înșiși, a fost folosit și mediul comercial Sourcery CodeBench. Aici și mai departe în tabele se folosesc următoarele denumiri: „de. test” pentru rezultatele postate pe site-ul dezvoltatorilor; „precomp” - pentru rularea fișierelor binare de referință trimise de creatorii CPU; „b/opt”. - propriile ansambluri din coduri sursa folosind instrumente open source si specificarea cheilor; "angro" - compilare încrucișată folosind SDK și utilități comerciale conform „rețetelor” de la dezvoltatori. Cu optimizarea manuală, puteți obține rezultate mai bune, ceea ce este foarte clar vizibil în tabelul cu rezultatele. Cu toate acestea, nu ne confruntăm cu sarcina de a parcurge taste și de a pătrunde în cod. Dar dezvoltatorii de software pentru Baikal-T1 vor trebui cu siguranță să facă acest lucru în mod regulat.

Benchmark-uri clasice

Din același document puteți lua și rezultatele benchmark-urilor clasice „vechi”. Testul Stream pentru a evalua lățimea de bandă a memoriei a fost compilat pentru un flux cu următoarele chei: -mtune=p5600 -O2 -funroll-all-loops. Rezultatul este aproximativ jumătate din viteza teoretică a memoriei RAM.

Toate cele de mai sus despre CoreMark se aplică și pentru Dhrystone2 (calcule întregi), care a fost compilat în baza de date cu un minim de chei: -O3 -funroll-all-loops -mtune=p5600. Din păcate, ca în exemplele de mai sus, baza de măsurare nu strălucește cu curățenie și acuratețe. Pentru comparație, unele rezultate pentru calcule pe 32 de biți au fost luate cu o indicație explicită a prezenței optimizărilor. Din păcate, modelele specifice sau cel puțin generațiile de procesoare nu sunt indicate pentru ele. În plus, problema este complicată de prezența TurboBoost sau a unor tehnici similare pentru creșterea pe termen scurt (și acest test este doar pe termen scurt) a frecvenței de bază a procesorului, ceea ce estompează imaginea de ansamblu. Din nou, testul repetă situația cu CoreMark - în ceea ce privește megaherți, performanța lui P5600 nu este rea.

Dar alte procesoare moderne îl măresc prin creșterea frecvenței, suportând instrucțiuni pe 64 de biți și numărul de nuclee în același timp. În Whetstone totul este la fel, doar diferența față de creșterea firelor și utilizarea instrucțiunilor vectoriale este și mai izbitoare. Da, pentru a asambla toate aceste lucruri a trebuit să ajustăm ușor codul, eliminând apelurile neimportante către asamblatorul x86 și verificând prezența extensiilor x86, care sunt necesare doar pentru a identifica procesorul.

Pentru a verifica rapid funcționarea adaptoarelor de rețea gigabit, a fost folosit utilitarul iperf 3.1.3, care a arătat că pentru conexiunile unidirecționale viteza coincide cu cei 940 Mbit/s necesari, dar în duplex, din păcate, viteza era la nivelul de 1,2 Gbit/s. Dezvoltatorii explică acest lucru spunând că pentru a obține performanță maximă este necesar să faceți puțină reglare la nivel de software.

Suita de teste Phoronix

Dar această idee deja miroase a nebunie, deoarece PTS în ansamblu nu este destinat acestui tip de sistem. Asamblarea are loc direct pe mașina testată, așa că în cazul Baikal-T1 este pur și simplu dureros de lung, la fel ca și execuția majorității testelor. De fapt, setul exclude testele care fie nu s-au putut compila, fie ar dura un timp indecent să fie executate chiar și pe computerele „adulte”. Prima problemă, în teorie, poate fi rezolvată manual prin ajustarea parametrilor de asamblare. Dar să repetăm că, în primul rând, nu a existat o astfel de sarcină și, în al doilea rând, nu trebuie să uităm că este puțin probabil ca rezultatele testelor să atingă valorile maxime posibile.

Toate rezultatele testelor sunt disponibile la acest link. Strict vorbind, toate testele efectuate sunt mai degrabă o bază pentru viitor, astfel încât mai târziu să puteți vedea cât de mai bune au devenit (sau nu) rezultatele după ce ați lucrat la sistemul de construcție și/sau optimizări, dar în acest moment nu există nimic. pentru a compara toate acestea cu. De curiozitate, putem cita doar câteva benchmark-uri care au coincis în configurație cu procesoarele chinezești Loongson Godson 3A3000 (4 nuclee @ 1.5 Hz, cache L2 1 MB, cache L3 8 MB, 28 nm, 30 W). Ambele procesoare sunt similare prin faptul că au o nouă arhitectură și probleme de optimizare a codului pentru aceasta. Până acum, chinezii sunt în avans cu o marjă mare în termeni absoluți, dar în ceea ce privește nucleele, MHz și consum, totul este puțin mai puțin clar.

Concluzie

Este îmbucurător faptul că dezvoltatorii autohtoni au reușit, cu o echipă mică și într-un timp rezonabil, să implementeze SoC în hardware pe o arhitectură modernă cu caracteristici și capabilități bune. În plus, nu se concentrează strict pe comenzi guvernamentale și nu costă sume exorbitante de bani. Acest lucru este cu adevărat grozav, indiferent de ce spune cineva. Dar succesul (sau eșecul) poate fi cu adevărat evaluat doar într-un an sau doi - totul depinde de cine va folosi SoC în produsele lor și în ce volume. În acest moment, doar câțiva dintre ei au fost spuse public. Terminalul Tavolga a fost deja menționat la început, deși este tocmai un exemplu de dispozitiv pentru servicii guvernamentale, precum și DEPO Neos Twin. PC-urile industriale sunt reprezentate de modelele Fastwell CPC516 și CPC313, precum și de modulul SF-BT1. Apropiate în spirit de acestea sunt sistemul CNC „Resurs-30” și un modul pentru lucrul cu elemente micromecanice ale sistemelor optice și laser de la Centrul de Informatică al Universității de Stat din Moscova. În plus, au fost anunțate routere NSG-3000 și anumite puncte de acces RITEK, care sunt menționate pe site-ul producătorului. Toate acestea sunt exemple tipice de domenii de aplicare a Baikal-T1. De asemenea, mi-ar plăcea să văd soluții NAS/SAN, IoT și SDR.

procesor rus Elbrus-8S

Bună ziua, dragi cititori. Subiectul de astăzi va fi foarte interesant pentru patrioții pasionați. Du-te Rusia!!! Și astăzi vom vorbi despre procesoarele ruși „ Elbrus" Și " Baikal" Este păcat că articolul nu poate fi numit „ Procesoare fabricate în Rusia„, pentru că de fapt sunt produse în Asia de Est (ca majoritatea electronicelor de top din lume), și nu în Rusia. Dar putem fi mândri că Rusia este una dintre puținele țări din lume care este capabilă să-și dezvolte propriile microprocesoare, pentru că viitorul se află în spatele lor.

Există printre voi cei care, pentru a căuta un articol, au introdus sintagma „ procesoare rusești"? Dacă vorbim despre oameni, atunci „ Nu toți rușii sunt ruși" Și dacă vorbim despre procesoare, atunci ei Rusă. Info 100%, am verificat!

Deci ce avem pentru azi? Și astăzi suntem în prima jumătate a anului 2017, iar procesoarele rusești se dezvoltă fără încetare.

Procesoare rusești „Procesor-9” cu suport pentru memorie DDR4

Ce vedem in subtitrare? Cu sprijinul! Asta nu înseamnă nimic mai mult decât atât Procesor-9 va fi în competiție directă cu giganții existenți Intel și AMD. Aici poți fi cu adevărat mândru de Rusia.

Ce este Procesor-9? Acesta este numele de cod al unui procesor rus de top Elbrus-16S de la compania MCST. Este planificat să înceapă producția în 2018. Vor exista două opțiuni de procesor cu 8 și 16 nuclee. În general, caracteristicile procesorului sunt:

Principalele caracteristici tehnice ale procesorului Elbrus-16S (Procesor-9)

Anterior, computerele bazate pe procesoare rusești Elbrus erau deja vândute. 4 C, dar costă o sumă exorbitantă de bani. Acest lucru sa datorat faptului că producția de masă de procesoare nu fusese stabilită. Aceste computere erau mai degrabă modele experimentale și, prin urmare, costă până la 400.000 de ruble. În cazul lui Elbrus-16S, situația va fi corectată prin producția în masă a procesoarelor din Taiwan. În plus, producătorul trebuie să înțeleagă că la un astfel de preț nu se poate vorbi de nicio competitivitate.

De ce nu comparăm informații despre întreaga linie de procesoare Elbrus? E interesant.

	Elbrus-2C+	Elbrus-4S	Elbrus-8S	Elbrus-16S
Anul emiterii	2011	2014	2015-2018 (reviziuni)	2018 (plan)
Frecvența ceasului	500 MHz	800 MHz	1300 MHz	1500 MHz
Adâncime de biți	Nu ştiu	32/64 de biți	64 de biți	64/128 biți
Numărul de nuclee	2	4	8	8/16
Cache de nivel 1	64 KB	128 KB	—	—
Cache al doilea nivel	1 MB	8 MB	4 MB	4 MB
Cache de nivel 3	—	—	16 MB	16 MB
Suport RAM	DDR2-800	3 x DDR3-1600	4 x DDR3-1600	4 x DDR4-2400
Proces tehnic	90 nm	65 nm	28 nm	28 nm (sau 16)
Consumul de energie	25 W	45 W	75-100 W	60-90 W

Au existat și dezvoltări ale procesoarelor care nu au trecut certificarea de stat. Dar asta a fost cu mult timp în urmă și nu este adevărat.

Ce părere aveți despre procesoarele rusești? Ți-ai cumpăra un computer cu 400.000 doar pentru că este rusesc? Scrie, hai să vorbim despre acest subiect.

Procesoare rusești Elbrus în comparație cu Intel

Știu că mulți oameni sunt interesați să compare procesoarele rusești cu procesoarele Intel. Acest lucru nu este surprinzător, rușii sunt un popor mândru și, prin urmare, vrem să comparăm realizările noastre cu cele mai bune. Și Intel este exact așa în lumea procesoarelor.

În general, există o anumită tabletă care plutește în rețea comparând procesoarele Elbrus cu Intel, dar decideți singur cât de fiabilă este. După cum am înțeles, acest tabel nu este nou, deoarece comparația nu este cu cele mai noi procesoare Intel, dar unele dintre ele încă nu pot fi numite vechi. Mai mult, unele dintre ele sunt procesoare puternice de server Intel Xeon. În tabel puteți compara principalele caracteristici tehnice, precum și performanța procesoarelor în Gigaflops.

În general, aici este tabelul de comparație a procesoarelor în sine. Îl introduc în forma în care l-am găsit, nu judeca strict. Păcat că există doar o comparație între Elbrus și Intel și nu există procesoare Baikal acolo, dar cred că vor exista totuși entuziaști care vor corecta acest neajuns.

Procesoare rusești Elbrus: comparație cu Intel

Procesoarele rusești Baikal-T1 și Baikal-M

Dacă procesoarele Elbrus sunt destinate exclusiv computerelor și sunt gata să concureze cu alte companii de producție, atunci procesoarele Baikal sunt destinate mai mult segmentului industrial și nu se vor confrunta cu o concurență atât de dură. Cu toate acestea, sunt deja dezvoltate procesoare Baikal-M, care pot fi folosite pentru PC-uri desktop.

Procesor Baikal-T1

Potrivit Baikal Electronics, procesoare Baikal-T1 poate fi folosit pentru routere, routere si alte echipamente de telecomunicatii, pentru thin clients si echipamente de birou, pentru centre multimedia, sisteme CNC. Dar procesoarele Baikal-M poate deveni inima calculatoarelor de lucru, automatizării industriale și managementului clădirilor. Deja mai interesant! Dar nu există încă informații detaliate despre caracteristicile tehnice. Știm doar că va rula pe 8 nuclee ARMv8-A și va avea la bord până la opt nuclee grafice ARM Mali-T628 și, ceea ce este de asemenea important, producătorii promit că îl vor face foarte eficient din punct de vedere energetic. Să vedem ce se întâmplă.

În timp ce scriam articolul, am făcut o cerere către Baikal Electronics JSC, iar răspunsul nu a întârziat să apară. Stimate Andrey Petrovici Malafeev (relații publice și manager de evenimente corporative) ne-a împărtășit cu amabilitate cele mai recente informații despre procesorul Baikal-M.

Compania intenționează să lanseze primele mostre de inginerie ale procesorului Baikal-M în această toamnă. Și apoi citez, pentru a nu distorsiona în niciun fel esența informațiilor:

— Începutul citatului —

Procesorul Baikal-M este un sistem pe un cip care include nuclee de procesor eficiente din punct de vedere energetic cu arhitectură ARMv 8, un subsistem grafic și un set de interfețe de mare viteză. Baikal-M poate fi folosit ca procesor de încredere cu capacități extinse de protecție a datelor într-un număr de dispozitive din segmentele B2C și B2B.

Domenii de aplicare a Baikal-M

monobloc, statie de lucru automatizata, statie de lucru grafica;

centru media acasă (la birou);

server si terminal de videoconferinta;

microserver;

NAS la nivel de întreprindere mică;

router/firewall.

Gradul ridicat de integrare al procesorului Baikal -M permite dezvoltarea unor produse compacte în care ponderea principală a valorii adăugate provine de la procesorul autohton. Disponibilitatea informațiilor complete despre circuitul logic și topologia fizică a cipului, combinată cu software de încredere și soluții hardware asociate, permite ca procesorul să fie utilizat ca parte a sistemelor concepute pentru a procesa informații confidențiale.

Software aplicabil

Utilizarea pe scară largă a arhitecturii ARMv8 (AArch64) permite utilizarea unei cantități uriașe de aplicații gata făcute și software de sistem. Sistemele de operare Linux și Android sunt acceptate, inclusiv la nivelul distribuțiilor și pachetelor binare. Sunt disponibile numeroase dispozitive care se conectează la magistralele PCIe și USB. Pachetul software furnizat de Baikal Electronics include nucleul Linux în formă sursă și compilată, precum și drivere pentru controlerele încorporate în Baikal-M.

Principalele caracteristici ale procesorului Baikal-M

8 nuclee ARM Cortex-A57 (64 de biți).

Frecventa de operare pana la 2 GHz.

Suport hardware pentru virtualizare și tehnologie Trust Zone la nivelul întregului SoC.

Interfață cu RAM – două canale DDR3/DDR4-2133 pe 64 de biți cu suport ECC

Cache – 4 MB (L2) + 8 MB (L3).

Coprocesor grafic Mali-T628 cu opt nuclee.

Calea video care oferă suport pentru HDMI, LVDS

Decodare video hardware

Controlerul PCI Express încorporat acceptă 16 benzi PCIe Gen. 3.

Două controlere 10 Gigabit Ethernet, două controlere Gigabit Ethernet. Controlerele acceptă VLAN-uri virtuale și prioritizarea traficului.

Două controlere SATA 6G care oferă viteze de transfer de date de până la 6 Gbit/s fiecare.

2 canale USB v.3.0 și 4 canale USB v.2.0.

Suport pentru modul de pornire de încredere.

Acceleratoare hardware care acceptă GOST 28147-89, GOST R 34.11-2012.

Consum de energie - nu mai mult de 30 W.

— Sfârșitul citatului —

Ce ziceți, prieteni? Te-au impresionat procesoarele rusești sau te-au lăsat indiferent? Personal, cred în marele viitor al tehnologiilor digitale rusești!

Ai citit până la capăt?

A fost de ajutor articolul?

Nu chiar

Ce anume nu ți-a plăcut? A fost articolul incomplet sau fals?
Scrieți în comentarii și promitem să ne îmbunătățim!

Dezvoltatorii procesoarelor interne Baikal au efectuat teste extinse ale acestora folosind o serie de metrici. Unul dintre ele demonstrează în mod favorabil comparabilitatea caracteristicilor unui produs rusesc cu produsele liderilor de pe piața mondială.

Test pozitiv pentru Baikal

Procesoarele autohtone Baikal au demonstrat indicatori de performanță comparabili cu produsele liderilor recunoscuți din industria mondială într-o serie de parametri.

În august 2017, compania de dezvoltare Baikal Electronics a efectuat un test complet de performanță al procesorului său Baikal-T1 care funcționează la o frecvență de ceas de 1,2 GHz. Pentru evaluarea proprietăților acestuia s-a folosit o tehnică care prevedea posibilitatea sistematizării rezultatelor obținute, indiferent de tipul microarhitecturii procesorului și de platforma software utilizată.

Au fost efectuate măsurători în șase aplicații care determină performanța atât a modulelor de calcul ale procesorului, cât și debitul blocurilor funcționale implementate: CoreMark, Dhrystone, Whetstone, Stream, IPERF, SPEC CPU2006.

Condiții de testare (sursa: Baikal Electronics)

„Evaluarea comparativă a arătat că indicatorii reali de performanță ai procesorului Baikal-T1 depășesc caracteristicile estimate pentru nucleele de procesor MIPS P-class, iar acestea, la rândul lor, arată foarte favorabil în comparație cu arhitectura x86”, Andrey Malafeev, reprezentant al Baikal. Electronics, a comentat rezultatele testelor pentru CNews. Din explicațiile sale s-ar putea concluziona că vorbim despre raportul dintre performanță și consumul de energie și performanță față de suprafața cipului.

Rezultatele testării Baikal-T1 (sursa: Baikal Electronics)

În același timp, Malafeev este conștient de faptul că Baikal-T1 este axat arhitectural în primul rând pe piețele de soluții de comunicații și sisteme embedded. Totuși, din punctul de vedere al lui Malafeev, performanța bună permite ca Baikal-T1 în cauză să fie folosit ca procesor universal „într-un ecosistem vast care se dezvoltă de mai bine de un sfert de secol și are un potențial semnificativ pe piețele existente și emergente. .”

Comparație condiționată

După cum s-a putut înțelege din discuțiile cu Malafeev, compania lui acordă cea mai mare importanță testului pe benchmarkul CoreMark (citiți mai jos despre comparația acestuia cu alte metrici), care este mai axat pe procesoarele pentru sisteme embedded, deși este folosit și pentru alte procesoare pentru diverse scopuri.

Baikal-T1 nu este prezentat în mod oficial pe site-ul curatorilor de testare în acest moment - Baikal Electronics nu i-a transmis încă rezultatele obținute pentru testele sale.

Comparație condiționată selectivă a procesoarelor cunoscute cu Baikal-T1 la testul CoreMark

Sursa: CNews Analytics

* a fost testat un server bazat pe două procesoare single-core

În acest sens, CNews Analytics, pentru claritate, a selectat rezultatele testelor mai multor procesoare actuale de la mărci cunoscute și a indicat locul așteptat al Baikal-T1 printre aceștia (vezi tabel).

Pe ce a fost testat Baikal?

Potrivit lui Malafeev, cele șase repere prezentate sunt seturi de teste sintetice cu un anumit amestec de instrucțiuni tipice pentru anumite aplicații.

„Evaluările tradiționale Dhrystone și Whetstone sunt concepute pentru a evalua performanța procesorului central la calcule în aritmetică întregi și, respectiv, aritmetică în virgulă mobilă”, spune Malafeev. - Sunt universale și pot fi scrise în diferite limbaje de programare (de exemplu, primele versiuni ale Dhrystone și Whetstone, lansate în anii 1960-1970 ai secolului trecut, au fost scrise în Fortran și Algol 60). În același timp, pot folosi biblioteci diferite și, fiind compilate de diferiți compilatori, produc coduri de execuție semnificativ diferite, ceea ce într-o anumită măsură invalidează estimările de performanță obținute cu ajutorul lor. Într-o oarecare măsură, aceste neajunsuri sunt depășite prin standardizarea unor coduri compilate (adică versiuni pentru DOS, OS/2, Windows).”

Potrivit expertului, benchmark-ul CoreMark este axat pe sistemele încorporate și include funcții precum procesarea listelor, manipularea matricei, implementarea mașinii de stare și calculul CRC (Verificarea codului de redundanță). Este scris în limbaj C standard și, spre deosebire de alte benchmark-uri, nu include biblioteci suplimentare și produce același rezultat.

„Aceste avantaje fac acest punct de referință din ce în ce mai popular și înlocuiește treptat concurenții”, spune Malafeev. „Cu toate acestea, Dhrystone și Whetstone sunt încă utilizate pe scară largă.”

Benchmark-ul Stream, spune expertul, este un program de benchmark sintetic simplu care măsoară lățimea de bandă susținută a memoriei (în MB/s) și viteza de calcul corespunzătoare pentru nucleele vectoriale simple.

IPERF este un instrument open source care poate fi folosit pentru a testa performanța rețelei. SPEC CPU2006 conține două seturi de repere: CINT2006 pentru măsurarea și compararea intensității de calcul a performanței întregului și CFP2006 pentru măsurarea și compararea intensității de calcul a performanței în virgulă mobilă.

Baikal-T1, cicluri de producție, costuri de dezvoltare, consumatori

Baikal-T1 este un procesor cu arhitectură MIPS (Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages), creat în conformitate cu conceptul RISC, adică pentru procesoare cu un set de instrucțiuni redus.

Dezvoltarea procesorului a fost finalizată la sfârșitul anului 2014, iar în decembrie Baikal Electronics a transferat așa-numitul cod RTL al produsului către fabrica TSMC pentru lansarea acestuia. În mai 2015, compania a anunțat lansarea mostrelor de inginerie.

Apoi s-a raportat că dezvoltarea a fost implementată cu sprijinul Ministerului Industriei și Comerțului cu implicarea fondurilor de la departamentul însuși și a programului țintă federal „Dezvoltarea bazei de componente electronice și a electronicii radio pentru 2008-2015”, precum și ca investiții de la companiile „T-nano” și „T-platforms” (structura mamă a Baikal Electronics). La acel moment, el nu a dezvăluit valoarea specifică a investiției în proiectul Baikal.

Apoi, probele au fost testate manual, iar Baikal a fost convins de performanța lor. După aceasta, la sfârșitul verii anului 2015, compania a depus o cerere la consiliul de experți al Fondului de Dezvoltare Industrială (IDF) din subordinea Ministerului Industriei și Comerțului pentru un împrumut tematic pentru continuarea proiectului - lansarea producției în masă.

În octombrie 2015 a fost aprobat împrumutul concesional. Cu investițiile proprii ale companiei la 288 milioane RUB. volumul acestui împrumut s-a ridicat la 500 de milioane de ruble. Cu acești bani, Baikal a plasat o comandă pentru TSMC în decembrie 2015. În septembrie 2016, așa-numitul lot de instalare de aproximativ 10 mii de procesoare a văzut lumina zilei.

În martie 2017, Baikal Electronics a anunțat lansarea iminentă a celui de-al 100.000-lea lot industrial.

Principalii consumatori ai Baikal-T1 sunt producătorii de echipamente de telecomunicații (routere, telefoane IP, dispozitive de stocare a datelor etc.), echipamente informatice, echipamente pentru sisteme încorporate (automatizări industriale, terminale, sisteme auto etc.). Volumul consumului de procesoare pe aceste piețe, conform estimărilor FRP, este în creștere în intervalul de 7-15% pe an.

31.05.2018, joi, ora 16:03, ora Moscovei, Text: Denis Voeikov

„Baikal-urile” încep să fie vândute cu amănuntul sub formă goală - fără „truse de corp” sub formă de panouri de evaluare. Din acest motiv, prețul procesoarelor pentru cumpărător este redus de exact 10 ori.

Vânzări de „Baikal” în forma sa cea mai pură

După cum a aflat CNews, procesoarele rusești Baikal sunt comercializate cu amănuntul pentru prima dată ca unități de produs independente, și nu ca parte a panourilor de evaluare (calculatoare cu o singură placă). Apariția produselor lor în sortimentul de magazine de componente electronice „Chip and Dip” de la 1 iunie 2018 „în cantități necesare pentru prototiparea și producerea de probe de testare de electronice”, au raportat editorii în compania națională „Baikal Electronics” - dezvoltatorul „Baikals”.

Primul și până acum singurul cip produs în masă al organizației, Baikal-T1 (noua denumire oficială - BE-T1000), a fost pregătit pentru implementare.

Prețul de vânzare cu amănuntul al unui procesor va fi de 3990 de ruble. În comparație cu plăcile Baikal din familia BFK 3.1 (abreviere: unitate de control funcțională), care a costat 39,9 mii de ruble la mijlocul lunii aprilie 2018, cipul gol costă exact de 10 ori mai ieftin.

„Baikals” a devenit posibil să fie cumpărat cu amănuntul fără încărcătura sub formă de plăci

Dezvoltatorii adaugă că politica de preț pentru cantitățile angro este determinată individual. În acest caz, produsele sunt livrate de Baikal Electronics direct clientului.

Pozitionare calitate-pret

Întrebată de CNews cum, din punctul de vedere al combinației dintre prețul propus și caracteristicile existente ale procesorului, compania evaluează noua ofertă comercială în comparație cu alte cipuri de pe piața rusă, Baikal Electronics s-a limitat la un formal Răspuns. „Am făcut o ofertă de preț foarte favorabilă – produsul nostru are o poziție bună în paradigma performanță/funcționalitate/consum de energie”, au remarcat interlocutorii CNews.

Specificațiile procesorului

Baikal-T1 este un așa-numit system-on-cip cu dimensiuni de 25 pe 25 mm și un consum de energie declarat de mai puțin de 5 W. Are două nuclee superscalare P5600 MIPS 32 r5 cu o frecvență de operare de 1,2 GHz. Are un cache L2 de 1 MB și un controler de memorie DDR3-1600.

Cipul are un port Ethernet de 10 Gb, două porturi Ethernet de 1 Gb, un controler PCIe Gen.3 x4, două porturi SATA 3.0, USB 2.0.

Cipurile sunt produse folosind un proces tehnologic de 28 de nanometri - direct la fabrica companiei taiwaneze TSMC. Această din urmă împrejurare determină faptul că Baikal-T1 este clasificat de Ministerul Industriei și Comerțului ca un circuit integrat rusesc de al doilea nivel, și nu primul, așa cum a fost cazul fabricii locale.

Finalizarea formării ecosistemului procesorului

Să reamintim că la începutul lunii ianuarie 2018 - chiar înainte de începerea punerii în vânzare a Baikals ca parte a plăcilor de testare - a devenit cunoscut faptul că, prin eforturile Baikal Electronics și ale Facultății de Matematică și Cibernetică Computațională (VMK) din Universitatea de Stat din Moscova M.V. Lomonosov, pe baza centrului de date VMK, este un laborator de electronică domestică, la care accesul este deschis tuturor părților interesate.

Folosind resursele noii structuri, numită Laboratorul de Electronică Baikal (LEB), este posibilă evaluarea performanței procesorului central și a soluțiilor bazate pe acesta, precum și a aplicației de depanare și a software-ului de sistem.

„Acum obiectivul nostru principal este să reducem costurile de intrare în proiecte pentru dezvoltatori”, spune Konstantin Shcherbakov, directorul departamentului de marketing și vânzări la Baikal Electronics. „Vom face acest lucru prin îmbunătățirea calității documentației, crearea unui set de software, actualizarea și distribuirea notelor de aplicație și a proiectelor de referință.”

Șcherbakov este încrezător că în acest moment, din punct de vedere al ecosistemului, compania sa are totul pregătit pentru a sprijini proiectarea produselor finale de către clienți la Baikal: de la un laborator bazat pe Complexul de Informatică și Tehnologie al Universității de Stat din Moscova, până la achiziționarea simplă a unui procesor și a unei plăci de depanare pentru crearea prototipurilor de dispozitive.

Baikal-T1, cicluri de producție, costuri de dezvoltare, consumatori

Dezvoltarea procesorului a fost finalizată la sfârșitul anului 2014, iar în decembrie Baikal Electronics a transferat așa-numitul cod de produs GDS către fabrica TSMC pentru lansare. În mai 2015, compania a anunțat lansarea mostrelor de inginerie.

În octombrie 2015 a fost aprobat un împrumut favorabil pentru pregătirea producției industriale a procesatorului. Cu investițiile proprii ale companiei la 288 milioane RUB. volumul acestui împrumut s-a ridicat la 500 de milioane de ruble. Cu acești bani, Baikal a plasat o comandă pentru TSMC în decembrie 2015. În septembrie 2016, așa-numitul lot de instalare de aproximativ 10 mii de procesoare a văzut lumina zilei.

În martie 2017, Baikal Electronics a anunțat lansarea iminentă a celui de-al 100.000-lea lot industrial. După aceea, compania a comandat alte tiraje, dar nu este încă pregătită să dezvăluie informații despre volumele acestora.