984967 (3)

Разработки МЦСТ
МЦСТ-R1000: 1ГГц, 4 ядра SPARC V9
Процессоры Эльбрус (VLIW) 4-х поколений
Эльбрус-2С+, 500 МГц, 2 ядра «Эльбрус» + 4 ядра DSP
Эльбрус-4С, 800 МГц, 4 ядра «Эльбрус»

Процессор прошёл Государственные испытания в марте 2014 года
Тактовая частота 800 МГц
4 ядра
L2$ 8 МБ,
До 23 операций/такт на ядро
3 канала памяти DDR3-1600
3 межпроцессорных канала (16 ГБ/с)
1 канал IO-link (4 ГБ/с)
Улучшения в микроархитектуре
Количество транзисторов – 968 млн
Рассеиваемая мощность – ~45 Вт
Технология – 65 нм, 9 слоев металла
Площадь кристалла - 380 мм2
Эльбрус-4С

Процессор завершил гос. испытания в 2014 году
Тактовая частота 300 МГц,
2 ядра «Эльбрус»
L2$ 2 * 1 МБ
2 канала DDR2-533
3 межпроцессорных канала (по 4 ГБ/с)
2 канала IO-link (2 ГБ/с)
Количество транзисторов: 300 млн
Рассеиваемая мощность: ~20 Вт
Технология: 90 нм, 10 слоёв металла
Площадь кристалла: 320 мм2
Производство на фабрике Микрон
Эльбрус-2СМ

Структура м/п Эльбрус

Асинхронная предподкачка

Пиковая производительность
лин.уч. циклы
Int (8) / FP (9) / St (2) / Ld (4) - 10 + +
Обработка предикатов - 3 + +
Передача управления - 1 + +
Загрузка литерала 32/64 - 4/2 +
Асинхронная загрузка в РФ - 4 +
Адресная арифметика - 4 +
Обработка счетчика цикла - 1 +
----------------------------------------------------------------------------------------
Всего: 18/16 23

Сводная таблица результатов

ВК на базе МП Эльбрус

2015: Эльбрус-8С
1.3 ГГц
8 ядер Эльбрус
250 Гигафлопс
L2$ 8*512КБ, L3$ 16 МБ
4 канала памяти DDR3-1600
3 межпроц. канала по 16 ГБ/с
1 канал IO-link (16 ГБ/с)
320 мм2, 2,7 млрд транзисторов
28 нм, энергопотребление ~60 Вт
Получены первые инженерные образцы

2015: КПИ-2
1 канал IO-link (16 ГБ/с)
PCI Express 2.0 x20 3 * Gigabit Ethernet
8 * SATA 3.0
8 * USB 2.0
32 * GPIO
...
Технология 65 нм
Энергопотребление 12 Вт
Получены первые инженерные образцы

Сервер на базе четырёх процессоров Эльбрус-8С
4 процессора Эльбрус-8С
Южный мост КПИ-2
Оперативная память до 256 Гбайт на сервер
Интерфейсы: SATA 3.0 – 8 каналов, Gigabit Ethernet – 3 канала, PCI Express 2.0 x20, PCI, интерконнект
Высота корпуса 1U
Мощность сервера –
1 Терафлопс
40 Тфлопс в стойке
Сервер Эльбрус-8С
Макетный образец четырёхпроцессорного сервера

2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
10
100
1000
Gflops SP
TSMC
Микрон
Эльбрус-16С
16 нм, 8…16я
0,5 … 1TF
Дорожная карта
Индексом «М» (зелёным цветом) отмечены модели, планируемые к выпуску на отечественной фабрике Микрон (Зеленоград)

Ошибки и уязвимости
Распределение уязвимостей АСУ ТП по типам
Отчёт «Безопасность промышленных
систем в цифрах v2.1», Positive Technologies, 2012

«Защищённый режим»: контроль ошибок во время исполнения
Аппаратно контролируются ошибки программы в работе с памятью и гарантируется целостность указателей
Обращение за границы объекта (массива)
Обращение по указателю на уже освобождённую память объекта, закончившего жизненный цикл
Чтение неинициализированных данных
Обращение по неадресным данным как по указателю
Результат:
Рост производительности труда программиста – на порядок
Возможность создавать надёжные программы, устойчивые к кибернетическим атакам
Замедление скорости работы программ – около 20%

Контексты модулей A и B
объявленные в них объекты и функции ссылки на объекты и функции других модулей
Контексты модулей A и B не пересекаются
Межмодульная защита

Каждому модулю соответствует свой дескриптор
Дескриптор модуля хранится при исполнении на аппаратных регистрах,
недоступных пользователю
При вызове функции другого модуля происходит смена дескриптора модуля
Межмодульная защита

ОС Эльбрус
Используется структура пакетов Debian
Отпортировано более 3000 базовых пакетов из набора Debian 5.0 (Lenny) и многие другие, в том числе:
LibreOffice 3.6
Firefox 3.6.28
PostgreSQL 9.2
Qt 5.0
Основана на ядре Linux 2.6.33
Встроена поддержка режима реального времени
Двоичный транслятор приложений: слой кросс-архитектурной виртуализации x86<->Elbrus, совместимый с эмулятором WINE
Средства разработки – компиляторы С/С++/Fortran, Java-машина (OpenJDK 6)