Pemproses lulus ujian Negeri pada Mac 2014 Kekerapan jam 800 MHz 4 teras L2$ 8 MB, Sehingga 23 operasi/kitaran setiap teras 3 saluran memori DDR saluran antara pemproses (16 GB/s) 1 saluran pautan IO (4 GB/s) Penambahbaikan dalam seni bina mikro Bilangan transistor – 968 juta Pelesapan kuasa – ~45 W Teknologi – 65 nm, 9 lapisan logam Kawasan kristal mm 2 Elbrus-4S

Pemproses telah menyelesaikan keadaan. diuji pada 2014 Kekerapan jam 300 MHz, 2 teras Elbrus L2$ 2 * 1 MB 2 saluran antara pemproses DDR (4 GB/s setiap satu) 2 saluran pautan IO (2 GB/s) Bilangan transistor: 300 juta Pelesapan kuasa : ~20 Teknologi W: 90 nm, 10 lapisan logam Kawasan Kristal: 320 mm 2 Pengeluaran di kilang Mikron Elbrus-2SM

Kekerapan Jam KPI – 250 MHz 2 saluran I/O (2 * 1 GB/s). Antara Muka PCI Express 1.0a x8 PCI 2.3 (33/66 MHz, 32/64 bit) Gigabit Ethernet, 4 * SATA 2.0, 2 * USB 2.0 RS 232/485, IEEE1284, Audio, SPI, I2C, GPIO Bilangan transistor - 30 juta Pelesapan kuasa - Teknologi 5 W - 0.13 mikron, 9 lapisan logam Saiz kristal - 10.6 x 10 .6 mm

Pra-paging tak segerak Unit paging data asynchronous (AAU) Program tak segerak Tahap 2 cache (L2$) Fail Daftar RAM (RF) Program utama Unit logik aritmetik (ALU) Penampan pra-halaman. data paging (APB) data alamat data tak segerak Mengira alamat Data paging Menguruskan paging data segerak

Prestasi puncak lin.uch. gelung Int (8) / FP (9) / St (2) / Ld (4) Pemprosesan predikat Pemindahan kawalan Memuatkan literal 32/64- 4/2 + Pemuatan tak segerak di Persekutuan Rusia - 4 + Aritmetik alamat - 4 + Pemprosesan pembilang kitaran Jumlah: 18/16 23

SPEC CPU2000FP

2015: Elbrus-8S 1.3 GHz 8 teras Elbrus 250 Gigaflops L2$ 8*512KB, L3$ 16 MB 4 saluran memori DDR interprocessor. saluran 16 GB/s 1 saluran IO-link (16 GB/s) 320 mm 2, 2.7 bilion transistor 28 nm, penggunaan kuasa ~60 W Sampel kejuruteraan pertama diterima

2015: KPI-2 1 saluran IO-pautan (16 GB/s) PCI Express 2.0 x20 3 * Gigabit Ethernet 8 * SATA * USB * GPIO... Teknologi 65 nm Penggunaan kuasa 12 W Sampel kejuruteraan pertama diterima

berasaskan pelayan empat pemproses Elbrus-8S 4 pemproses Elbrus-8S Jambatan Selatan KPI-2 RAM sehingga 256 GB setiap pelayan Antara Muka: SATA 3.0 – 8 saluran, Gigabit Ethernet – 3 saluran, PCI Express 2.0 x20, PCI, interconnect Ketinggian kes 1U Kuasa pelayan – 1 Teraflops 40 Tflops dalam rak Prototaip pelayan Elbrus-8S pelayan empat pemproses

Gflops SP TSMC Micron Elbrus-4S 65 nm, 4th 50GF Elbrus-8S 28 nm, 8th 250GF Elbrus-16S 16 nm, 8…16th 0.5 ... 1TF Elbrus-32S 10 nm, 32nd 4SM4 65 nm Elbrus-4 50GF Elbrus-8SM 32 nm, 8 dan 250GF Peta jalan Elbrus-2SM 90 nm, 2nd 10GF Elbrus-1C+ 40 nm, 1st + GPU 24GF Indeks "M" (berwarna hijau) menandakan model yang dirancang untuk pengeluaran di kilang Mikron domestik (Zelenograd)

"Mod dilindungi": kawalan ralat semasa pelaksanaan Perkakasan mengawal ralat program dalam bekerja dengan memori dan menjamin integriti penunjuk Akses melangkaui sempadan objek (tatasusunan) Akses melalui penuding kepada memori yang telah dibebaskan bagi objek yang telah selesai kitaran hidup Membaca data yang tidak dimulakan Mengakses data tidak beralamat seolah-olah dengan penunjuk Hasil: Peningkatan produktiviti pengaturcara - mengikut urutan magnitud Keupayaan untuk mencipta program yang boleh dipercayai yang tahan terhadap serangan siber Kelembapan dalam kelajuan program - kira-kira 20%

Mod dilindungi Elbrus. Struktur deskriptor 32 bit40 bit32 bit24 bit8 bit Kedudukan semasa Sempadan Asas Sepanjang Hayat + bit perkhidmatan Tag 128 bit 32 bit2 bit Data atau sebahagian daripada deskriptor Tag Deskriptor: Nilai teg: 00 - Tidak Dimulakan 10 - Data, 01 dan 11 - Sebahagian daripada Struktur deskriptor perkataan mesin dalam ingatan:

"Mod dilindungi": kawalan ralat semasa pelaksanaan Pelaksanaan program dihidupkan komputer biasa- seperti memandu di lebuh raya dengan tanda. Selagi semua program beroperasi tanpa ralat "mengikut peraturan", semuanya berfungsi dengan baik... ... tetapi jika anda melanggar peraturan, keselamatan seluruh komputer akan berisiko. Mod terlindung adalah seperti pemisah: ia memberikan jaminan "berwayar keras" bahawa semua program yang berfungsi dengan betul akan selamat

Elbrus OS Menggunakan struktur pakej Debian Lebih daripada 3000 port pakej asas daripada suite Debian 5.0 (Lenny) dan banyak lagi, termasuk: LibreOffice 3.6 Firefox PostgreSQL 9.2 Qt 5.0 Berdasarkan kernel Linux Sokongan masa nyata terbina dalam Penterjemah aplikasi binari: x86 Elbrus lapisan virtualisasi silang seni bina, serasi dengan emulator WINE Alat pembangunan – Pengkompil C/C++/Fortran, mesin Java (OpenJDK 6)

Industri komputer Rusia mampu memberikan penyelesaian yang mungkin berdaya saing dengan produk jenama terkemuka dunia. Oleh itu, dalam segmen mikropemproses - salah satu yang paling maju dari segi teknologi dan dicirikan oleh ambang kemasukan yang sangat tinggi - syarikat domestik MCST sedia menawarkan pemproses Rusia ke pasaran sebagai alternatif kepada cip daripada Intel dan AMD. Komputer Elbrus dalam mana-mana pengubahsuaian yang dipersembahkan dalam julat terluas adalah contohnya sistem berfungsi berdasarkan cip tersebut. Pada masa yang sama, peranti jenis ini boleh beroperasi di bawah OS Elbrus, yang juga dicipta oleh MCST. Apakah spesifikasi penyelesaian perisian dan perkakasan yang dibangunkan Jenama Rusia?

Sejarah komputer Elbrus

Sebelum mengkaji spesifikasi OS Elbrus dan jenis pemproses yang sepadan, mari kita kaji perkara utama sejarah jenama komputer domestik. Buat pertama kalinya, komputer yang meletakkan asas bagi barisan teknologi Elbrus muncul pada tahun 70-an. Institut Mekanik Ketepatan terlibat dalam pembangunan mereka dan pada tahun 80-an dan 90-an keupayaan sistem pengkomputeran telah dipertingkatkan. Sejak zaman Soviet, pengguna utama sistem Elbrus ialah kompleks industri ketenteraan. Pemproses memenuhi kriteria yang paling ketat, yang boleh difahami kerana penggunaan pertahanan mereka. Sebagai contoh, diketahui bahawa kompleks Elbrus digunakan dalam struktur sistem pertahanan peluru berpandu jenis A-135.

Pada tahun 1991, kerja di kompleks Elbrus-3 telah selesai. Oleh kerana kesukaran ekonomi selepas "perestroika", tidak mungkin untuk melakukan pelarasan kompleks yang diperlukan. Pada tahun 1992, pemaju barisan komputer Elbrus mencipta syarikat MCST dan mula mengusahakan pelaksanaan seni bina mikropemproses khas. Mereka berjaya menyelesaikan masalah tersebut dengan jayanya. Seni bina yang dicipta memungkinkan untuk menggabungkan kecekapan tenaga dan prestasi dalam komputer.

Serasi dengan algoritma Intel dan AMD

Masalah memastikan keserasian pemproses Elbrus dengan algoritma cip seni bina x86, berdasarkan penyelesaian daripada Intel dan AMD beroperasi, juga telah diselesaikan.

Terima kasih kepada ciri ini, yang moden berdasarkan pemproses Elbrus boleh beroperasi di bawah sistem pengendalian yang berbeza, termasuk beberapa versi OS Windows.

Modul pengkomputeran

Beberapa modul pengkomputeran telah dibuat berdasarkan cip Elbrus. Mari kita pertimbangkan spesifik mereka. Di MCST, modul difahami sebagai papan sistem yang dilengkapi antara muka yang diperlukan. Pada dasarnya, ini adalah komputer siap pakai yang hanya perlu disambungkan ke sumber kuasa, serta dilengkapi dengan jenis yang diperlukan pemacu cakera. Sistem pengkomputeran pada cip Elbrus dibina dalam modul berikut:

MVKUB/S;

Modul "Monocube";

Modul МВ3S/С-К.

Modul MVKUB/S mengandungi dua pemproses Elbrus, selebihnya mempunyai satu cip dipasang. Sistem jenis MB3S/S-K mempunyai modul memori kilat tambahan yang direka untuk terjemahan binari.

Sebenarnya, setiap peranti yang dibentangkan dalam senarai mempunyai pemacu kilat terbina dalam di mana anda boleh memasang sistem pengendalian - iaitu, secara tegasnya, komputer akan berfungsi walaupun tanpa bersambung keras cakera.

Sistem pengkomputeran

Satu lagi kategori peranti yang dicipta berdasarkan pemproses Elbrus ialah sistem pengkomputeran. Ini termasuk komputer siap pakai, yang syarikat MCST juga telah membangunkan dalam pelbagai jenis. Mari lihat penyelesaian utama yang dicipta oleh jenama Rusia.

Komputer riba

Barisan sistem pengkomputeran termasuk komputer riba yang namanya berbunyi seperti "Terminal boleh pakai NT-Elbrus S".

Saiznya lebih besar sedikit daripada jenis komputer yang sepadan yang biasa di kedai moden, tetapi ini disebabkan olehnya darjat tinggi keselamatan. Ciri-ciri kompleks membolehkan anda menjalankan aplikasi pejabat asas di atasnya.

Desktop

Model yang menarik ialah "Monocube-PC", yang boleh diklasifikasikan sebagai desktop. Ia mempunyai 4 GB RAM dan HDD dengan kapasiti 500 GB - angka pasaran yang agak purata. Lebih-lebih lagi, mereka sentiasa boleh ditingkatkan. Mana-mana monitor yang menyokong Antara muka VGA atau DVI.

Monoblock

Monoblock KM4-Elbrus ialah komputer universal; ia agak serupa dalam konfigurasi penyelesaian yang diketahui daripada Apple. Peranti ini menarik kerana skrinnya adalah skrin sentuh dan juga mempunyai resolusi yang baik - 1600 kali 900 piksel. Monoblock "KM4-Elbrus" juga boleh digunakan dengan monitor lain.

Pelayan

Kompleks Elbrus-3C ialah pelayan yang berkuasa. Ia dilengkapi dengan 16 pemproses. Ia telah dipasang 128 GB memori capaian rawak. Kompleks ini menggunakan cakera jenis keadaan pepejal, serta pengawal rangkaian jenis optik. Reka bentuk kompleks Elbrus-3S adalah modular. Terima kasih kepada ini, ia boleh dikonfigurasikan mengikut keperluan khusus pelanggan.

Pemproses "Elbrus-4S"

Industri komputer Rusia amat berbangga dengan mikropemproses 4-teras baharu Elbrus-4S. Mari kita pertimbangkan ciri utamanya. Ia termasuk dalam kategori 64-bit. Setiap terasnya beroperasi pada 800 MHz dan boleh berinteraksi dengan 3 saluran RAM DDR3-1600. Ia adalah mungkin untuk menggabungkan sehingga 4 pemproses ke dalam sistem dengan kompleks am modul ingatan. Pemproses telah dihasilkan mengikut teknologi 65 nm. Penggunaan kuasa cip adalah kira-kira 45 watt.

Prestasi keseluruhan pemproses apabila semua teras digunakan ialah kira-kira 50 gigaflop dengan ketepatan tunggal atau 25 gigaflop dengan ketepatan berganda. Cip Elbrus-4C serasi dengan terjemahan binari kod daripada pengeluar pemproses terkemuka dunia - Intel dan AMD. Mengenai perbandingan kelajuan pemproses Rusia dan penyelesaian daripada Intel dan AMD, banyak bergantung pada mod operasi khusus cip tersebut. Sudah tentu, dari segi kekerapan nominal, pemproses Elbrus adalah lebih rendah daripada cip daripada pengeluar terkemuka dunia. Oleh itu, seperti yang dipercayai oleh pakar, ia mungkin tidak sepenuhnya optimum untuk melancarkan popular permainan komputer. Tetapi ia berfungsi mengikut algoritma yang berbeza, yang menawarkan kelebihan apabila menggunakannya semasa melakukan jenis operasi lain.

Pemproses "Elbrus 8C"

Antara penyelesaian terkini daripada MCST - pemproses Elbrus 8C. Ia mempunyai 8 teras. Cip ini berdasarkan proses teknologi 28 nm - pada tahap perkembangan terkemuka dunia. Pemproses mempunyai 4 MB cache peringkat kedua, 16 MB cache peringkat ketiga. Cip ini serasi dengan modul RAM DDR3-1600. Prestasi pemproses terkini daripada MCST ialah 250 gigaflops. Angka ini melebihi angka yang ditunjukkan Cip Intel Jenis teras i7 4930K. Kelajuan operasinya adalah kira-kira 130-140 gigaflops. Adalah diketahui bahawa untuk pemproses terbaru dari MCST ia sedang dibuat jenis berasingan papan induk.

Sistem pengendalian Elbrus dipasang pada komputer yang dikeluarkan oleh MCST. Mari lihat spesifikasi OS Rusia dengan lebih terperinci.

OS "Elbrus": maklumat umum

sistem operasi Elbrus adalah berdasarkan kernel Linux dalam versi 2.6.33, tetapi terdapat maklumat bahawa ia merancang untuk menaik taraf yang sepadan kepada versi 3.10.

Pengedaran utama untuk OS Rusia ialah Debian, yang telah membuktikan dirinya boleh dipercayai penyelesaian pelayan. Sistem pengendalian Elbrus merangkumi kira-kira 4 ribu berbeza pakej perisian. Pengedaran termasuk pelbagai alat untuk memastikan operasi pelayan, serta menyelesaikan masalah yang berkaitan dengan pengguna. Oleh itu, struktur OS Elbrus mengandungi:

Antara muka grafik;

Pelayar;

Program untuk bekerja dengan teks;

Pemain multimedia;

Pelayan web.

Perlu diingatkan bahawa perisian yang sepatutnya digunakan pada OS Elbrus sedang menjalani pensijilan.

Struktur "OS Elbrus"

Sistem pengendalian Elbrus dibina dengan penggunaan serentak algoritma sumber terbuka tersedia untuk pembangun global, serta alat pembangunan yang dicipta oleh pakar MCST. Jenis komponen kedua termasuk pengkompil yang mampu bekerja dengan beberapa bahasa komputer. Elbrus OS, seperti sistem pengendalian pengguna biasa yang lain, boleh menyediakan operasi PC berbilang tugas.

Konsep pengurusan telah dibangunkan khusus untuk OS ini proses perisian, gangguan, penyegerakan, dsb. Untuk tujuan pengoptimuman Inti Linux Untuk tugas kompleks pengkomputeran Elbrus, perpustakaan standard yang bertanggungjawab untuk benang pengiraan, libpthread, telah ditukar. Sebaliknya, pembangun OS mencipta perpustakaan elpthread.

Sistem pengendalian Elbrus juga termasuk modul berguna berikut:

Baris arahan, yang membolehkan pengguna bekerja dengan kompleks komputer menggunakan arahan teks dan berinteraksi dengan cara yang sesuai dengan pelbagai aplikasi;

Alat untuk tujuan yang kompleks untuk meningkatkan kemudahan pemindahan atau penyimpanannya;

Satu set alat pembangunan: penyusun, penyunting pautan, penyahpepijat, pemasang, penyunting, penterjemah, pelbagai perpustakaan, alat dokumentasi, dsb.

Antara perpustakaan OS utama ialah Glibe, yang juga digunakan pada OS berasaskan Linux yang lain.

Ini adalah maklumat am mengenai sistem pengendalian Elbrus MVK. Ia boleh diperhatikan bahawa OS ini sebahagian besarnya direka untuk digunakan oleh struktur tentera, oleh itu akses awam, seperti pengedaran Linux yang lain, ia sukar dicari.

Sistem pengendalian "Elbrus" dan pemproses domestik jenis 4C - antara perdana syarikat MCST. Namun begitu pemaju Rusia, sudah tentu, tidak terhad kepada pelepasan dan sokongan penyelesaian yang berkaitan. Mari lihat produk perisian dan perkakasan yang dihasilkan oleh jenama itu hari ini.

Adalah diketahui bahawa MCST CJSC sedang membangunkan dua barisan asas mikropemproses - dengan seni bina VLIW dan SPARC. Bagi seni bina pertama, pemproses siri MCST-R, serta MCST-4R, dihasilkan berdasarkannya. Cip Elbrus adalah yang berasaskan seni bina VLIW. Walau bagaimanapun, komputer siri Elbrus boleh dilengkapi dengan kedua-dua jenis pemproses.

Secara keseluruhan, pemaju Rusia mencipta tiga sistem pengendalian utama. Pertama, ia adalah sistem pengendalian jenis OSL_3M1, dioptimumkan untuk kompleks Elbrus-3M1. Kedua, ini adalah OSL_90, yang dicipta untuk kompleks mikro Elbrus-90. Ketiga, ini ialah OS_E90, yang berdasarkan operasi Sistem Solaris dalam versi 2.5.1. Dua sistem pengendalian pertama sering digabungkan di bawah satu nama - Elbrus OS. Ia juga diketahui bahawa versi khas OS sedang dibangunkan untuk pemproses 8C terkini, yang kami nyatakan di atas.

Fakta menarik ialah nama-nama pemproses penyelesaian siap sedia dan OS yang dibangunkan oleh MCST hampir sama dengan sistem penyetempatan ElbRUS, popular pada tahun 2000-an di kalangan pengguna komputer berdasarkan OS EPOC. Ini, menurut beberapa sumber, menjadi prototaip Symbian. Keupayaan sistem penyetempatan ElbRUS mengagumkan ramai peminat jenis peranti yang sepadan. Walau bagaimanapun, data yang menunjukkan kesinambungan kedua-dua jenama itu tidak disediakan kepada orang awam.

Prospek untuk menggunakan Elbrus OS

Pengguna utama pembangunan MCST hari ini ialah, seperti yang kami nyatakan pada permulaan artikel, kompleks industri ketenteraan. Oleh itu, penyelesaian perisian dan perkakasan yang dicipta oleh jenama Rusia kemungkinan besar akan dibeli oleh struktur tentera sebagai keutamaan. Perkembangan syarikat MCST yang sedang dipertimbangkan mampu memudahkan proses penggantian import dalam beberapa segmen IT. Ini mungkin relevan untuk sistem yang memerlukan tahap keselamatan yang tinggi.

DALAM aspek ini modul pengkomputeran yang dibangunkan oleh MCST mempunyai ciri tersendiri: komponen utama, yang merupakan sebahagian daripada struktur mereka, mempunyai dokumentasi yang diperlukan, dan, jika perlu, menjalani pemeriksaan dalam struktur yang kompeten. Dijangkakan bahawa komputer berasaskan cip siri Elbrus 4C dan 8C akan mendapat permintaan bukan sahaja dalam bidang ketenteraan, tetapi juga dalam kalangan pengguna awam.

Sistem pengendalian (OS)- bahagian yang paling penting perisian mana-mana kompleks pengkomputeran (VC). OS ialah kompleks program kawalan dan pemprosesan, yang, dalam satu tangan, bertindak sebagai antara muka antara peranti kompleks pengkomputeran dan program aplikasi, dan sebaliknya - bertujuan untuk mengawal peranti VC, proses pengkomputeran, pengagihan sumber pengkomputeran yang cekap antara proses pengkomputeran dan organisasi pengkomputeran yang boleh dipercayai.

Syarikat MCST telah mencipta, menyelenggara dan sentiasa membangunkan sistem pengendalian untuk VK dengan seni bina SPARC dan Elbrus OS "Elbrus". Ia berdasarkan kernel Linux 2.6.33. Elbrus OS menyediakan mod operasi berbilang tugas dan berbilang pengguna. Mekanisme kawalan proses khas telah dibangunkan untuknya, ingatan maya, sampukan, isyarat, penyegerakan, sokongan untuk pengiraan bertanda.

Untuk menggunakan siri Elbrus VC dalam beberapa sistem kritikal, kerja asas telah dilakukan untuk mengubah OS Linux ke dalam sistem pengendalian yang menyokong mod masa nyata, yang mana pengoptimuman semasa telah dilaksanakan dalam kernel. Semasa bekerja dalam masa nyata, anda boleh menetapkan pelbagai mod memproses gangguan luaran, pengiraan penjadualan, pertukaran dengan pemacu cakera dan beberapa yang lain.

Elbrus OS termasuk alat sokongan antara muka pengguna asas:

• Alat Sokongan Antara Muka baris arahan("konsol" yang sama). Sediakan operator dengan keupayaan untuk bekerja dengan VK dalam mod teks menggunakan satu set arahan dan penerimaan mesej teks daripada sistem pengendalian dan aplikasi yang dilancarkan;
• Alat mengarkib untuk menggabungkan beberapa fail ke dalam satu arkib atau satu siri arkib (termasuk pemampatan data), yang memastikan kemudahan penghantaran melalui saluran komunikasi atau storan;
• Alat pembangunan perisian. Menyediakan pembangunan perisian dan proses sokongan. Ini ialah pemasang, penterjemah, penyusun, penyambung (editor pautan), pemasang, prapemproses, penyahpepijat, penyunting teks, perpustakaan subrutin, alat kawalan versi, alat dokumentasi;
• Alat penjadualan tugas - membolehkan anda menentukan kepada sistem pengendalian tindakan apa, pada masa dan kekerapan yang perlu dilakukan.

Sebagai tambahan kepada yang asas, beberapa alat telah diperkenalkan ke dalam antara muka pengguna yang menyokong penciptaan perisian berfungsi.

Alat sokongan grafik antaramuka pengguna mengandungi komponen asas sistem grafik Xorg, serta set pelbagai perpustakaan sokongan, termasuk GTK+ dan Qt.

Asas OS ialah perpustakaan. Glibc - (GNUCPerpustakaan) - perpustakaan diedarkan secara bebas DENGAN. Menyediakan panggilan sistem dan fungsi asas seperti buka, malloc, printf dan lain-lain. Perpustakaan C digunakan untuk semua program yang dipautkan secara dinamik. Glibc digunakan pada sistem yang menjalankan banyak OS yang berbeza dan pada seni bina yang berbeza. Paling kerap Glibc digunakan pada mesin x86 dengan OS Linux. Seni bina juga disokong secara rasmi SPARC dan "Elbrus".

Perpustakaan glibc, dibekalkan sebagai sebahagian daripada OS Elbrus, adalah berdasarkan GNU glibc versi 2.7. Ia terdiri daripada dua bahagian:

• fail pengepala, yang mentakrifkan jenis dan makro serta mengisytiharkan pembolehubah dan fungsi;
• perpustakaan atau arkib sebenar yang mengandungi definisi pembolehubah dan fungsi. Ia terdiri daripada beberapa fail, fungsi yang digabungkan mengikut beberapa ciri (contohnya, libm.a - arkib fungsi matematik).

Perpustakaan padat disediakan untuk menyokong program yang berjalan dalam mod dilindungi. libmcst , yang menyediakan fungsi memori dan sokongan I/O di peringkat perpustakaan teras libc.

Dibina dalam teras sistem pengendalian Elbrus satu set alat keselamatan maklumat (ICSI) daripada akses tanpa kebenaran (NSD). Fungsi penuh Elbrus OS ICSI harus menyediakan tahap perlindungan maklumat yang diperlukan daripada capaian yang tidak dibenarkan apabila komputer beroperasi sebagai sebahagian daripada sistem automatik khusus. KSZI dilaksanakan menggunakan panggilan sistem, perpustakaan subrutin, konfigurasi sistem.

KSZI dari NSD OS "Elbrus" memberi peluang untuk menggunakan alat Teknologi komputer(SVT) siri "Elbrus" sebagai sebahagian daripada VK untuk membina sistem automatik. Dalam kes ini, SVT:

a) memenuhi keperluan kelas perlindungan ke-2 terhadap NSD Suruhanjaya Teknikal Negeri RD di bawah Presiden Persekutuan Rusia;

b) membenarkan pensijilan HIF SVT pada tahap ke-2 kawalan keupayaan yang tidak diisytiharkan, selaras dengan RD Suruhanjaya Teknikal Negeri di bawah Presiden Persekutuan Rusia

Untuk sokongan untuk pengguna sedia ada berterusan sokongan untuk pengedaran Elbrus OS dengan teras Linux 2.6.14. Selain Elbrus OS, bekalan dan sokongan MCST OS WSWS dengan teras Linux 2.4.25 untuk VC "Elbrus-90micro" dan OS MSVS dengan kernel Linux 2.6.14 untuk VK "Elbrus-3M1". Siri Elbrus-90micro VK juga menyokong sistem pengendalian OS_E90 berdasarkan Solaris 2.5.1.

Syarikat ZAO "MCST" melancarkan kumpulan perintis mikropemproses sejagatElbrus-8S. Dikira kekerapan operasi cip - 1.3 GHz, teknologi pengeluaran - 28 nm, kuasa pengkomputeran ialah 250 gigaflops. Penerimaan sampel siap litar mikro dijangka pada Oktober 2014.

Mikropemproses Elbrus-8S - sepenuhnya pembangunan Rusia. Kristal mikropemproses direka menggunakan teknologi 28 nm, mempunyai 8 teras pemproses dengan seni bina generasi ke-3 Elbrus 64-bit yang dipertingkatkan, cache Tahap 2 jumlah isipadu 4 megabait dan tahap ke-3 dengan kapasiti 16 megabait.

Berdasarkan mikropemproses Elbrus-8S, ia dirancang untuk mengatur pengeluaran besar-besaran pelayan, stesen kerja dan peralatan komputer lain yang bertujuan untuk digunakan dalam institusi kerajaan dan struktur perniagaan yang meningkatkan permintaan keselamatan maklumat, serta untuk kegunaan dalam bidang pengkomputeran berprestasi tinggi, pemprosesan isyarat, telekomunikasi. Sampel kejuruteraan pelayan 4-pemproses berdasarkan pemproses Elbrus-8C dengan prestasi 1 teraflops akan dihasilkan pada penghujung tahun 2014.

Seni bina domestik Elbrus dibangunkan di Rusia dan mempunyai beberapa ciri-ciri yang unik. Ini termasuk:

keupayaan untuk melaksanakan sehingga 25 operasi pada setiap teras setiap kitaran mesin, yang menyediakan prestasi tinggi pada frekuensi jam yang sederhana;

teknologi penterjemahan binari dinamik yang membolehkan pelaksanaan yang cekap bagi aplikasi dan sistem pengendalian yang diedarkan dalam kod binari x86, termasuk dalam mod berbilang benang;

sokongan untuk mod pengkomputeran selamat dengan kawalan perkakasan khas keutuhan struktur memori, yang membolehkan tahap keselamatan maklumat yang tinggi untuk sistem perisian yang menggunakannya.

Sistem pengendalian asas untuk platform Elbrus ialah Elbrus OS, dibina pada kernel Linux. Sistem pengaturcaraan platform menyokong bahasa C, C++, Java, Fortran-77, Fortran-90.

Sumber: sdelanounas.ru

Sistem pengendalian Elbrus

Sistem pengendalian (OS)– bahagian paling penting dalam perisian mana-mana kompleks komputer (CC). OS ialah satu set program kawalan dan pemprosesan, yang, dalam satu pihak, bertindak sebagai antara muka antara peranti kompleks komputer dan program aplikasi, dan sebaliknya, direka untuk mengawal peranti komputer, proses pengkomputeran, mengagihkan sumber pengkomputeran dengan berkesan antara proses pengkomputeran dan menyusun pengkomputeran yang boleh dipercayai.

Syarikat MCST telah mencipta, menyelenggara dan sentiasa membangunkan sistem pengendalian untuk VK dengan seni bina SPARC dan Elbrus OS "Elbrus". Ia berdasarkan kernel Linux 2.6.33. Elbrus OS menyediakan mod operasi berbilang tugas dan berbilang pengguna. Mekanisme khas untuk mengurus proses, ingatan maya, gangguan, isyarat, penyegerakan, dan sokongan untuk pengiraan bertanda telah dibangunkan untuknya.

Untuk menggunakan siri Elbrus VC dalam beberapa sistem kritikal, kerja asas telah dilakukan untuk mengubah OS Linux ke dalam sistem pengendalian yang menyokong mod masa nyata yang sukar, mengapa di pangkalan perpustakaan standard pengurusan aliran pengiraan dan penyegerakan libpthread perpustakaan kami yang dioptimumkan telah dicipta benang elp . Semasa operasi masa nyata, anda boleh menetapkan pelbagai mod untuk memproses gangguan luaran, pengiraan penjadualan, pertukaran dengan pemacu cakera dan beberapa yang lain.

Elbrus OS termasuk alat sokongan antara muka pengguna asas:

• Alat untuk menyokong antara muka baris arahan ("konsol" yang sama). Menyediakan operator dengan keupayaan untuk bekerja dengan VK dalam mod teks menggunakan satu set arahan dan menerima mesej teks daripada sistem pengendalian dan aplikasi yang dilancarkan;
• Alat mengarkib untuk menggabungkan beberapa fail ke dalam satu arkib atau satu siri arkib (termasuk pemampatan data), yang memastikan kemudahan penghantaran melalui saluran komunikasi atau storan;
• Alat pembangunan perisian. Menyediakan pembangunan perisian dan proses sokongan. Ini ialah pemasang, penterjemah, penyusun, penyambung (editor pautan), pemasang, prapemproses, penyahpepijat, penyunting teks, perpustakaan subrutin, alat kawalan versi, alat dokumentasi;
• Alat penjadualan tugas - membolehkan anda menentukan kepada sistem pengendalian tindakan apa, pada masa dan kekerapan yang mesti dilakukan.

Sebagai tambahan kepada yang asas, beberapa alat telah diperkenalkan ke dalam antara muka pengguna yang menyokong penciptaan perisian berfungsi.

Alat sokongan GUI mengandungi komponen asas sistem grafik Xorg, serta set pelbagai perpustakaan sokongan, termasuk GTK+ dan Qt.

Asas OS ialah perpustakaan. Glibc – (GNUCPerpustakaan) – perpustakaan diedarkan secara percuma DENGAN. Menyediakan panggilan sistem dan fungsi asas seperti buka, malloc,printf dan lain-lain. Perpustakaan C digunakan untuk semua program yang dipautkan secara dinamik. Glibc digunakan pada sistem yang menjalankan banyak OS yang berbeza dan pada seni bina yang berbeza. Paling kerap Glibc digunakan pada mesin x86 dengan OS Linux. Seni bina juga disokong secara rasmi SPARC dan "Elbrus".

Perpustakaan glibc, dibekalkan sebagai sebahagian daripada OS Elbrus, adalah berdasarkan GNU glibc versi 2.7. Ia terdiri daripada dua bahagian:

• fail pengepala, yang mentakrifkan jenis dan makro serta mengisytiharkan pembolehubah dan fungsi;
• perpustakaan atau arkib sebenar yang mengandungi definisi pembolehubah dan fungsi. Ia terdiri daripada beberapa fail, fungsi yang digabungkan mengikut beberapa ciri (contohnya, libm.a - arkib fungsi matematik).

Perpustakaan padat disediakan untuk menyokong program yang berjalan dalam mod dilindungi. libmcst , yang menyediakan fungsi memori dan sokongan I/O di peringkat perpustakaan teras libc.

Dibina dalam teras sistem pengendalian Elbrus satu set alat keselamatan maklumat (ICSI) daripada akses tanpa kebenaran (NSD). Fungsi penuh Elbrus OS ICSI harus menyediakan tahap perlindungan maklumat yang diperlukan daripada capaian yang tidak dibenarkan apabila komputer beroperasi sebagai sebahagian daripada sistem automatik khusus. ICSI dilaksanakan menggunakan panggilan sistem, perpustakaan subrutin dan konfigurasi sistem.

KSZI dari NSD OS "Elbrus" memberi peluang untuk menggunakan teknologi komputer (CT) siri "Elbrus" sebagai sebahagian daripada komputer untuk membina sistem automatik dengan kelas keselamatan terhadap aktiviti tidak mengganggu 3A, 2A, 1B, 1A dan lebih rendah, menurut dokumen pentadbiran Suruhanjaya Teknikal Negeri di bawah Presiden Persekutuan Rusia. Dalam kes ini, SVT:

a) memenuhi keperluan kelas perlindungan ke-2 terhadap NSD Suruhanjaya Teknikal Negeri RD di bawah Presiden Persekutuan Rusia;

b) membenarkan pensijilan HIF SVT pada tahap ke-2 kawalan keupayaan yang tidak diisytiharkan, selaras dengan RD Suruhanjaya Teknikal Negeri di bawah Presiden Persekutuan Rusia

Untuk sokongan untuk pengguna sedia ada berterusan sokongan untuk pengedaran Elbrus OS dengan teras Linux 2.6.14. Selain Elbrus OS, bekalan dan sokongan MCST OS WSWS dengan teras Linux 2.4.25 untuk VC "Elbrus-90micro" dan OS MSVS dengan kernel Linux 2.6.14 untuk VK "Elbrus-3M1". Siri Elbrus-90micro VK juga menyokong sistem pengendalian OS_E90 berdasarkan Solaris 2.5.1.

Di bawah nama bangga "Elbrus" satu siri superkomputer dikeluarkan, yang dibangunkan oleh saintis Soviet Vsevolod Sergeevich Burtsev (70-80s).).

Komputer ini memperkenalkan beberapa inovasi dalam teori komputer, seperti superscalariti (memproses lebih daripada satu arahan setiap kitaran jam), pelaksanaan pengaturcaraan selamat dengan jenis data perkakasan, pemprosesan selari beberapa arahan. Tetapi ciri utama Superkomputer Soviet tertumpu pada bahasa tahap tinggi. Saintis Soviet-Amerika Vladimir Mstislavovich Pentkovsky, yang mengambil bahagian dalam pembangunan Elbrus, mencipta bahasa aras tinggi pengaturcaraan El-76.

Di samping meningkatkan skop mesin pengkomputeran Soviet, komputer menjadi asas untuk penciptaan mikropemproses universal 64-bit "Elbrus 4-C" dan generasi seterusnya "Elbrus 8-C". Mereka mencairkan pasaran Amerika pengeluar Intel, AMD dan IBM. Pembangunan tempatan dan pengeluaran pemproses didorong oleh keperluan untuk mencari penyelesaian proprietari untuk industri pertahanan, di mana penggunaan peranti domestik adalah lebih diingini.

Sejarah perkembangan

Pembangunan seni bina komputer Elbrus bermula pada tahun 70-an di ITMiVT im. Lebedeva. Pemaju telah berhadapan dengan tugas untuk mencipta sistem pengkomputeran dengan prestasi 100 juta op/s. Burtsev bekerja pada sistem kawalan dan reka bentuk komputer dan menjadi ketua pereka projek.

Pada tahun 1980, Elbrus-1 dengan pencapaian keseluruhan 15 juta op/s berjaya lulus ujian negeri. Ini adalah komputer pertama di Kesatuan Soviet yang dibina berdasarkan litar mikro TTL. Ciri khas mesin itu ialah seni bina boleh skala, yang disokong kerja serentak sehingga 10 pemproses. RAM mencapai 64 MB (220 perkataan mesin). Organisasi pemindahan aliran data antara peranti persisian dan RAM telah dijalankan menggunakan pemproses khas I/O Mungkin terdapat kira-kira 4 pemproses yang serupa dalam sistem dan mereka mempunyai ingatan sendiri, berfungsi selari dengan pemproses pusat.

Elbrus-1 digunakan dalam banyak sistem ketenteraan - pertahanan peluru berpandu, Pusat Kawalan Angkasa, dsb.

Peringkat seterusnya dalam pembangunan komputer Elbrus ialah pemindahan seni bina model pertama kepada yang baru asas unsur. Oleh itu, Elbrus-2 timbul, yang berdasarkan ELS litar bersepadu. Produktivitinya mencapai 125 juta op/s. Jumlah RAM juga telah meningkat - sehingga 144 MB. Kekerapan jam mencapai 20 MHz.

Pada tahun 1985, Elbrus-2 telah dilancarkan ke dalam pengeluaran besar-besaran. Ia digunakan di kawasan di mana pengiraan besar diperlukan. Komputer itu juga digunakan secara aktif dalam industri pertahanan, di Pusat Kawalan Penerbangan Angkasa dan di pusat penyelidikan nuklear (di Arzamas-16, di Chelyabinsk-70). Sejak 1991, komputer itu telah beroperasi dalam sistem pertahanan peluru berpandu A-135 dan di pemasangan tentera yang lain.

Bersama-sama dengan superkomputer, komputer juga dihasilkan tujuan am"Elbrus 1-KB" (1988). Mesin ini menggantikan BESM-6 yang mempunyai keserasian perisian ke belakang sepenuhnya. Ia telah ditambah dengan mod pengendalian baharu dengan kedalaman bit nombor dan alamat yang meningkat.

Ciri perbandingan BESM-6 dan Elbrus 1-KB

Yang seterusnya dikeluarkan "Elbrus-3", di mana pemaju buat kali pertama melaksanakan pendekatan "pasca-superscalar". Komputer ini dibangunkan dari tahun 1986 hingga 1994. pekerja ITMiVT di bawah pimpinan saintis Soviet Boris Artashesovich Babayan.

Elbrus-3 tidak dimasukkan ke dalam pengeluaran besar-besaran, tetapi seni binanya menjadi asas untuk pembangunan mikropemproses Elbrus 2000 dan Elbrus-3M1.

Siri Elbrus dihargai oleh kepimpinan Soviet. Pemaju Babayan, Burtsev, Bardizh menerima anugerah dan pesanan. Baki peserta dalam kerja itu juga dianugerahkan hadiah negeri.

Era pemproses MCST

Syarikat Rusia MCST diasaskan pada tahun 1992 berdasarkan pasukan pembangunan Elbrus-3. Ia menjadi pengganti undang-undang Pusat Moscow untuk SPARC Technologies LLP (oleh itu nama MCST). Singkatan SPARC berasal daripada rakan kongsi utama MCST, syarikat Amerika Sun Microsystems, yang mempromosikan mesin pengkomputeran dengan seni bina SPARC.

MCST menghasilkan mikropemproses dengan seni bina SPARC (MCST-R100, MCST-R150, MCST-R500 dan MCST-R500S) dan dicipta berdasarkannya sistem pengkomputeran. Tetapi pada tahun 2007, pemproses Elbrus dengan nama yang sama dikeluarkan. Prestasi puncak peranti dalam mod 64-bit mencapai 2.4 GFLOPS. Kekerapan jam operasi ialah 300 MHz. Pemproses mempunyai 75.8 juta transistor. Pelesapan kuasa 6 W.

Berdasarkan pemproses, kompleks komputer Elbrus-3M1 telah dibangunkan, digunakan untuk industri pertahanan. Kompleks ini telah disediakan dengan sistem pengendalian selamat MSVS-E (Sistem Mudah Alih Angkatan Tentera), berdasarkan Versi Linux 2.6.14. Elbrus-3M1 adalah serasi ke belakang dengan Elbrus pertama dan kedua.

Kompleks pengkomputeran mempunyai dua pilihan reka bentuk- pelayan, yang boleh digunakan sebagai desktop dan dalam versi CompactPCI (bas sistem). Versi pelayan adalah berdasarkan peranti komputer UV 3M1. Dalam kes CompactPCI, Elbrus-3M1 menduduki dua modul format Euromechanics 6U. Peralatan untuk kedua-dua versi dilengkapi dengan peralatan rangkaian untuk pertukaran ultra-kelajuan tinggi dengan sistem pengkomputeran yang serupa.

Pada tahun 2010, di pameran ChipEXPO-2010 dan Softool, sistem-on-cip Elbrus-S telah dipersembahkan kepada orang ramai. DALAM pemproses ini bilangan transistor meningkat - sehingga 218 juta. Selain itu, frekuensi jam meningkat kepada 500 MHz dan meningkat prestasi puncak: sehingga 4 GFLOPS dalam 64-bit dan sehingga 8 GFLOPS dalam mod 32-bit.

Pengawal telah dibentangkan bersama Elbrus-S antara muka persisian(KPI).

Pada tahun 2011, MCST membentangkan pemproses dwi teras generasi seterusnya Elbrus-2C+. Sebagai tambahan kepada 2 teras utama (seni bina Elbrus), beroperasi pada frekuensi jam 500 MHz, model ini juga menyertakan 4 teras tambahan digital terbina dalam pemproses isyarat(Seni bina multikor). Saluran input/output telah ditambahkan pada pemproses, yang membolehkannya menyambungkan KPI lain. Elbrus-2C+ juga menambah sokongan untuk memori DDR2 dengan kekerapan berkesan 800 MHz. Prestasi pemproses telah meningkat - sehingga 28 GFLOPS dalam mod 32-bit. Bilangan transistor mencecah 368 juta.

Pembangun melaksanakan versi pengkompil bahasa C untuk menghasilkan semula kod untuk teras DSP dan mewujudkan interaksi yang cekap antara program utama pada teras CPU dan tindakan ke atas DSP.

Menurut pengiraan pencipta, Elbrus-2C+ akan digunakan dalam sistem pemprosesan isyarat pintar digital (radar, penganalisis imej, dll.). Tetapi pemproses ternyata lebih baik disesuaikan dengannya tugas sivil. Sebagai contoh, Kraftway melancarkan siri ujian komputer semua-dalam-satu berdasarkan kristal Elbrus-2C+.

Pemproses "Elbrus-4S"

Pada April 2014, syarikat itu memperkenalkan pemproses Elbrus-4C quad-core yang dipertingkatkan.

Ciri teknikal "Elbrus-4S"

Pertama sekali, anda harus memberi perhatian kepada peralihan pengeluaran pemproses kepada 65 nm proses teknologi. Kekerapan jam juga telah meningkat, daya pengeluaran saluran RAM. Penambahbaikan ini dan lain-lain telah memberi kesan ketara kepada prestasi pemproses baharu. Setiap teras boleh melakukan sehingga 23 operasi dalam satu kitaran jam. Dalam operasi titik terapung, prestasi teori memuncak empat teras ialah kira-kira 50 GFLOPS ketepatan tunggal dan 25 GFLOPS ketepatan ganda. Jika kita membandingkannya dengan model Elbrus-2C+ sebelumnya, maka dalam mod 64-bit ia lebih daripada tiga kali lebih tinggi. Dalam pemproses baru, kristal yang lebih kompleks, yang mengandungi 986 juta transistor, mempunyai kawasan yang boleh digunakan sebanyak 380 mm2.

Pakar MCST mencipta sistem pengendalian mereka sendiri "Elbrus" khusus untuk pemproses yang dikeluarkan. OS adalah berdasarkan kernel Linux versi 2.6.33. Ia termasuk lebih 3,000 pakej perisian (daripada pengedaran Debian 5.0) dan mempunyai pengurus pakej. Termasuk set penuh alat pembangun, termasuk penyusun pengoptimuman untuk bahasa pengaturcaraan peringkat tinggi C, C++, Fortran-77 dan Fortran-9.

Elbrus OS telah diperakui untuk kelas kedua perlindungan terhadap akses tanpa kebenaran dan tahap kedua kawalan ke atas keupayaan yang tidak diisytiharkan. Tetapi komputer berdasarkan pemproses Elbrus-4C juga berfungsi dengan versi OS Windows.

Pemproses tandem dan komputer meja

Salah satu projek syarikat itu ialah pembangunan Rusia pertama komputer meja berdasarkan pemproses Elbrus-4C. Ia dipanggil "Workstation Elbrus-401" (di mana Workstation bermaksud stesen kerja automatik). Model ini direka bentuk untuk pejabat dalam bekas standard MiniTower. Tetapi ia boleh digunakan dalam kawasan yang berbeza dengan peningkatan keperluan untuk keselamatan maklumat.

Komputer ini mempunyai teknologi proses 65 nm dengan kelajuan jam 800 Hz, port SATA-2 dan USB 2.0, SSD 120 GB pra-pasang dengan antara muka mSATA dan sokongan untuk DDR3-1600 dengan ECC. Konfigurasi asas menawarkan 24 GB RAM (boleh dikembangkan sehingga 96 GB). Antara ciri-ciri seni bina ARM Elbrus-401, perkara berikut boleh diserlahkan: kehadiran 6 saluran operasi selari peranti logik aritmetik; fail daftar 256 daftar 84-bit; sokongan perkakasan untuk gelung; sokongan untuk pengiraan spekulatif dan predikat satu bit; arahan yang boleh menentukan sehingga 23 operasi dalam satu kitaran jam pada kapasiti maksimum. Terdapat juga kad video yang dipasang di dalam komputer AMD Radeon 6000 siri.

Pemproses generasi baharu - Elbrus-8S

Pemproses Elbrus-8S sedang dibangunkan oleh syarikat MCST dengan penyertaan Institut Mesin Kawalan Elektronik (INEUM) yang dinamakan sempena namanya. I.S. Brooka. Seni bina, reka bentuk litar dan topologi mikropemproses dicipta oleh pakar Rusia. Pemproses mempunyai lapan teras dengan seni bina Elbrus 64-bit yang dipertingkatkan. Kekerapan jam mencapai 1.3 GHz, jumlah memori cache tahap kedua dan ketiga ialah 4 dan 16 MB. Anggaran prestasi mencapai 250 GFLOPS.

Ciri teknikal "Elbrus-8S"

Komputer ini mempunyai seni bina Elbrus sendiri, yang dibangunkan di MCST CJSC. Pemecut set arahan vektor membantu membuat penyulitan dan pemprosesan isyarat lebih cepat.

Perkakasan berinteraksi dengan OS melalui mikrokod BIOS sendiri. Pemproses ini serasi dengan pengedaran Linux, FreeBSD, QNX, Windows XP, tetapi sistem pengendalian Elbrus yang disyorkan adalah berdasarkan kernel Linux 2.6.33. Penggunaan alat pembangunan khusus (mengoptimumkan penyusun untuk bahasa C dan C++, Fortran, Java, dll.) memungkinkan untuk mengoptimumkan kod program dengan mengambil kira seni bina Elbrus.

syarikat sudah membangun utiliti Dan komponen tambahan, dioptimumkan untuk operasi pada pemproses. Ini sahaja - alat untuk bekerja dengan rangkaian dan peranti persisian(utiliti, perpustakaan tujuan umum, perkhidmatan, sokongan pangkalan data, subsistem grafik).

Elbrus-8S mesti berfungsi seiring dengan KPI 2, pengawal antara muka persisian buatan Rusia.