Elbrus (rodina počítačů)

Elbrus  je řada sovětských a ruských superpočítačů vyvinutých v Institutu jemné mechaniky a počítačového inženýrství (ITMiVT) v 70. a 80. letech 20. století pod vedením Vsevoloda Sergejeviče Burceva . Výroba probíhala v elektromechanickém závodě Zvezda Zagorsk (ZEMZ) . Architektura Elbrus-3, jejíž vývoj začal koncem 80. let, se zásadně lišila od předchozích modelů. Prototyp Elbrus-3 byl testován, ale nebyl uveden do sériové výroby.

Sériové modely

Elbrus-1

Multiprocesorový počítačový komplex (MCC) "Elbrus-1"  - vyvinutý v letech 1973-1979, předán státní komisi v roce 1980. Postaveno na bázi mikroobvodů TTL . Produktivita – až 12 milionů op/s v konfiguraci E1-10 s deseti CPU [1] . Hlavním designérem série je Vsevolod Sergejevič Burtsev .

Elbrus-2

MVC "Elbrus-2"  - vyvinutý v letech 1977-1984, uveden do provozu v roce 1985. Výkon na 10 procesorech (z nichž 2 byly považovány za nadbytečné) - 125 milionů op/s [2] . Postaven na bázi ESL integrovaných obvodů IS-100 (obdoba řady Motorola 10000) vzhledem k vysoké spotřebě vyžadoval výkonný chladicí systém. Podle Borise Babayana bylo celkem vyrobeno až 200 strojů Elbrus-2 s různým počtem procesorů [3] .

Používá se při řízení radaru „Don-2H“ [4] [5] .

Podle informací „ Rudé hvězdy “ z 1. března 2001 se Elbrus-2 používá v „systému protiraketové obrany druhé generace, MCC, Arzamas-16 a Čeljabinsk-70 “ [6] .

Používá se v moskevském systému protiraketové obrany A-135 [7] .

• procesor
  • Umístěno ve třech skříních
  • Příkazový systém - neadresný, zásobníkový, používá se reverzní polská notace
  • Frekvence hodin - 20 MHz
  • Kapacita směsi Gibson-3 — 12,5 milionů op/s
• RAM
  • logická organizace – tagované, stránkované (velikost stránky – 512 slov)
  • fyzicky - až 16 milionů slov (24bitové fyzické adresování) o velikosti 80 bitů (z toho 8 ovládacích), ekvivalentní objem - 144 MB
  • postaveno na čipech DRAM ZU565RUZV (16K * 1)
  • používá se tříúrovňové prokládání [8]
• Externí paměť [9]
  • Na magnetických bubnech  - od 8,5 do 136 MB
  • Na vyměnitelné magnetické disky  - od 34 do 700 MB
  • Na magnetické pásce  - od 70 do 560 MB

Elbrus-1K2 a Elbrus-B

Elbrus-1K2 (také známý jako SVS [10] [11] slangově "System Reproducing System" [10] ) byl vyvinut na základě komponent a technologií Elbrus-2, aby nahradil BESM-6. Zachována plná softwarová kompatibilita se svým předchůdcem. Bylo vyrobeno asi 60 vozů. [12]

" Elbrus-B " (nebo "Elbrus-1K-B" ) je 64bitový procesor s plovoucí desetinnou čárkou s rozšířením instrukčního systému, který zahrnuje práci s byty. Základna prvků podobná "Elbrus 1-K2" a "Elbrus-2", ale nezávislý vstupně-výstupní systém (bez I/O procesoru) a možnost konfigurace pro více strojů. Hlavní konstruktér - M. V. Tyapkin.

Elbrus-3

MVC "Elbrus-3"  - byl vyvinut v letech 1986-1994 skupinou pracovníků Ústavu jemné mechaniky a počítačového inženýrství pod vedením B. A. Babayana na základě zcela nových architektonických nápadů. MVC Elbrus-3 měl obsahovat 16 superskalárních procesorů s instrukčním systémem VLIW . Nebylo uvedeno do výroby.

Architektura Elbrus-3 byla dále rozvíjena v architektuře mikroprocesorů Elbrus 2000 a Elbrus-3M1 . [13]

Elbrus-3-1

Konstruktér A. A. Sokolov . V roce 1993 byla úspěšně dokončena první etapa státních zkoušek "Elbrus-3-1"  - MCP ( modulární dopravníkový procesor ) ( cena S. A. Lebeděva Ruské akademie věd ). V MCP byla hlavní myšlenkou možnost propojení procesorů s různými specializacemi (radarové zpracování, strukturální zpracování, rychlé Fourierovy transformace atd.). MCP měl více čítačů příkazů, takže mohl zpracovávat více toků příkazů. Na jednom paměťovém poli v procesoru byly současně prováděny až čtyři toky instrukcí.

Architektura Elbrus-1,2

Hlavním rozdílem systému Elbrus je jeho zaměření na jazyky na vysoké úrovni 80. let. V systému nejsou žádné jazyky symbolických instrukcí . Základním jazykem je Autocode Elbrus El-76 (autor V. M. Pentkovsky ), ve kterém je napsán systémový software (OSPO), je jazykem třídy Algol . Podobá se jazyku Algol-68. Hlavním rozdílem je dynamická vazba typu , která je podporována v hardwaru. Během kompilace byl program El-76 přeložen do neoperandových příkazů architektury zásobníku.

Hlavním rozdílem mezi architekturou Elbrus a většinou existujících systémů je použití tagů. V systému Elbrus má každé paměťové slovo kromě informační části obsahující datový prvek také ovládací část - tag prvku, na jehož základě hardware procesoru dynamicky vybírá požadovanou variantu operace a řídí typy operandů . .

Velmi podobné principy: Algol jako řídicí jazyk a značkovací systém byl použit v počítači B5000 Archivováno 30. listopadu 2018 na Burroughs Corporation Wayback Machine . Mezi uživateli Elbrusu se objevil vtip: nazývat systém „El-Burroughs“.

Základní datové typy

• celá čísla dvou formátů – slovo (64 bitů) a půlslovo (32 bitů)
• reálná čísla tří formátů - slovo, poloslovo a dvojslovo (128 bitů)
• množiny - zobecnění datových typů jazyka bool (boolean), char (znak), alfa (krátký řetězec umístěný ve slově), bytes (sekvence bajtů slova)

Správa paměti

Hardware a OS implementují flexibilní mechanismus pro správu virtuální paměti (v dokumentaci nazývaný „matematický“). Programátor dostane příležitost popsat pole o velikosti až 220 prvků. Povolené formáty prvků pole: bit, číslice (4 bity), byte, půlslovo (32 bitů), slovo (64 bitů), slovo s dvojitou přesností (128 bitů). Každý problém má 232 slov.

Software

• Operační systém, souborový systém, programovací systém El-76 , OSPO vícejazyčné komponenty - ITMiVT
• Fortran , Kobol , PL/1 , Algol  - Novosibirská pobočka ITMiVT (nyní [14] JSC " Novosibirsk Institute of Program Systems ")
• Pascal , KLU, ABV, REFAL , Snobol -4, Diashag, Fort  - Leningradská univerzita , 1986 (Pracuje pod kontrolou OSPO. Na El-76 existují prostředky komunikace s procedurami).
• Inteligentní programovací systém MIS, Lisp — Ústav kybernetiky Akademie věd SSSR
• Simula-67  – Rostovská univerzita

Vývoj MCST

Elbrus-90micro

Elbrus-90micro je počítačový systém založený na mikroprocesorech řady MCST-R s architekturou SPARC .

Elbrus-3M

Počítačový komplex Elbrus-3M1 vznikl na bázi procesoru VLIW s architekturou Elbrus 2k od firmy MCST [15] . Emuluje instrukční sadu x86 v režimu binární kompilace ; je dodáván s operačním systémem MCVS-E ( založený na Linuxu 2.6.14), programovacím systémem s optimalizačním kompilátorem , binárním kompilačním systémem, systémem testovacích a diagnostických programů, nástroji pro zajištění kompatibility softwaru s víceprocesorovými výpočetními systémy Elbrus-2 (MVK) a "Elbrus-1". Složil státní zkoušky [16] .

V testu SPEC Elbrus s taktovací frekvencí 300 MHz v režimu kompatibility platformy x86 předběhl Pentium III 500 MHz.

Předpokládalo se, že v roce 2008 bude postaveno 100 serverů Elbrus-3M pro obranný průmysl. Teoretický výkon dvouprocesorového systému běžícího na 300 MHz je 4,8 Gflops (64bitový dvojnásobek) - pro srovnání procesor Intel Core 2 Duo 2,4 GHz = 19,2 Gflops (64bitový dvojitý), dvoujádrový Itanium 2 1,66 GHz - 13,2 Gflops (64bitový dvojitý), čtyřjádrový Sandy Bridge 3,8 GHz = 121,6 Gflops (64bitový dvojitý). Procesory Elbrus mají plochu 189 mm² , jsou vyráběny 130nm technologií a obsahují 75,8 milionů tranzistorů. Původní architektura E2K umožňuje až 23 operací na takt a poskytuje nízkou spotřebu energie: 0,4 W/Gflops [17] [18] .

KM-4

V prosinci 2012 CJSC „MCST“ obdržel pilotní dávku monoblokových počítačů „KM-4“ vybavených základní deskou „ Monocub Archival copy ze dne 3. července 2014 na Wayback Machine “ [19] , postavených na bázi Elbrus-2C + procesor a jižní můstek KPI Archivováno 2. července 2014 na Wayback Machine .

Viz také

• Elbrus (procesory)
• Mobilní systém ozbrojených sil
• Povinná kontrola přístupu
• LINTER [20] .

Poznámky

1. ↑ Zamorin, Mjačev, Selivanov. „Počítače, systémy a komplexy. Adresář." - M. Energoatomizdat, 1985, kapitola 3.4 "Složení a technické charakteristiky Elbrus-1 MVK" s. 144-145
2. ↑ Superpočítač v Rusku. Historie a vyhlídky. Akademik Ruské akademie věd V. S. Burtsev říká  // Elektronika: NTB. - 2000. - č. 4 . - str. 5-9 . (Ruština)
3. ↑ 100% ruský počítač oživen , CNews.ru . Archivováno z originálu 3. dubna 2017. Staženo 3. dubna 2017.
4. ↑ Stanislav Turkin (Noviny Vzglyad), Ministerstvo obrany ukázalo každodenní život moskevského systému protiraketové obrany Archivní kopie z 19. ledna 2013 na Wayback Machine // Army-news.ru, 2012-11-05 „Radar control is prováděno pomocí sovětského superpočítače Elbrus-2 ze vzorku z poloviny 80. let.“; původní materiál Archivováno 29. října 2012 na Wayback Machine
5. ↑ PRO radar Archivovaná kopie z 23. ledna 2012 na Wayback Machine // OJSC RTI im. A. L. Mints "Provoz radaru zajišťuje jeho ... víceprocesorový počítačový komplex, skládající se ze 4 procesorů Elbrus-2 MVC,"
6. ↑ Andrey GARAVSKY, The Conquest of Elbrus Archivní kopie ze dne 11. září 2013 na Wayback Machine // Red Star, Weapons of Russia, 1. března 2001
7. ↑ Vasilij Gubarev. Informatika. Minulost, přítomnost, budoucnost . — Litry, 2017-01-12. - S. 200. - 433 s. — ISBN 9785457385504 . Archivováno 4. dubna 2017 na Wayback Machine
8. ↑ Masich G.F. Mezinárodní výstavní komplex “Elbrus-2” (.htm)  (nepřístupný odkaz) . IMSS UB RAS . Získáno 23. srpna 2010. Archivováno z originálu 16. května 2010. (Ruština)
9. ↑ V.S. Burtsev. Paralelnost výpočetních procesů a vývoj architektury superpočítače Elbrus MVK . Ropa a plyn (1998). Získáno 11. července 2014. Archivováno z originálu dne 20. července 2013. (neurčitý)
10. ↑ 1 2 Stránka nostalgie pro BESM-6 . Získáno 29. srpna 2010. Archivováno z originálu dne 27. srpna 2011. (neurčitý)
11. ↑ Architektura počítače SVS . Získáno 13. března 2020. Archivováno z originálu dne 16. ledna 2021. (neurčitý)
12. ↑ Ivan Kartašev. Elbrus. Historie legendy (.htm)  (odkaz není k dispozici) .  (Ruština)Computerra -Online (1. července 2004). Získáno 23. srpna 2010. Archivováno z originálu 5. února 2010.
13. ↑ Elbrus E2K Speculations - X-bit labs (nedostupný odkaz) . Získáno 9. srpna 2009. Archivováno z originálu dne 4. března 2016. (neurčitý) 
14. ↑ NF ITMiVT Akademie věd SSSR . Získáno 28. července 2013. Archivováno z originálu dne 26. listopadu 2013. (neurčitý)
15. ↑ Vydání výpočetního komplexu Elbrus-3M1
16. ↑ Novinky CJSC "MSCT" ze dne 29. října 2007 (.doc)  (nepřístupný odkaz) . mcst.ru. _ Získáno 28. června 2009. Archivováno z originálu 11. května 2011. (Ruština)
17. ↑ Vladislav Meščerjakov. 100% ruský počítač oživen (nepřístupný odkaz) . CNews (30.06.08, 11:06). Získáno 28. června 2009. Archivováno z originálu 22. května 2009. (Ruština) 
18. ↑ Vladislav Meščerjakov. 100% ruský počítač prezentovaný veřejnosti (nepřístupný odkaz) . CNews (07.07.08, 19:46). Získáno 28. června 2009. Archivováno z originálu 16. září 2009. (Ruština) 
19. ↑ Byla vyrobena pilotní várka monoblokových PC založených na mikroprocesoru Elbrus-2C+ (nepřístupný odkaz) . Oficiální stránky CJSC "MCST" . Datum přístupu: 4. ledna 2013. Archivováno z originálu 3. července 2014. (neurčitý) 
20. ↑ DBMS databáze . Staženo 25. ledna 2019. Archivováno z originálu 26. ledna 2019. (neurčitý)

Literatura a publikace

• Pentkovsky V. M. Autocode Elbrus. El-76. Principy budování jazyka a návod k použití / editoval A. P. Ershov. - M. : Nauka, 1982. - 352 s. Archivováno 14. března 2017 na Wayback Machine
• Pentkovsky V. M. Programovací jazyk El-76. Zásady budování jazyka a návod k použití . — 2. vyd., opraveno. a doplňkové - M. : Nauka, 1989. - 364 s. Archivováno 14. března 2017 na Wayback Machine
• Safonov V.O. Autocode Elbrus: Učebnice. - L . : Vydavatelství Leningradské univerzity, 1982.
• Safonov V. O. Programovací jazyky ​​a metody v systému Elbrus / editoval Lavrov S. S. - M. : Nauka, 1989. - ISBN 5-02-013983-1 . Archivováno 14. března 2017 na Wayback Machine
• Kim A. K., Perekatov V. I., Ermakov S. G. Mikroprocesory a výpočetní systémy rodiny Elbrus . - Petrohrad. : Peter, 2013. - ISBN 978-5-459-01697-0 .

Odkazy

• Korolev, LN Víceprocesorové výpočetní systémy Elbrus  // Počítačové struktury a jejich software: Ch. vyd. fyzická podložka. litrů: úč. vyrovnání pro vysoké školy v oboru "Aplikovaná matematika". - 2., revidováno. a doplňkové — M  .: Nauka, 1978. — S. 166−169. — 352 s.
• A. P. Ershov aj. Závěr pracovní skupiny č. 2 k architektuře a softwaru EP mezinárodního výstavního komplexu Elbrus . Elektronický archiv akademika A.P. Ershova . Ústav informačních systémů. A. P. Ershov SB RAS (20.04.1984(?)). - (+  totéž ve formě textu ). Staženo: 6. srpna 2009. (Ruština)
• Babayan, B. Víceprocesorový počítačový komplex "Elbrus"  : [ rus. ] // Kvant  : journal. - 1981. - č. 8. - S. 54−57.
• Dubová, Natalia. Od Elbrusu-3 do Elbrusu-2000  : [ rus. ] // Computerworld Russia: journal. - 2000. - č. 27-28 (20. července).
• Ivanov, A. Škola akademika S. A. Lebeděva ve vývoji domácí výpočetní techniky  : [ rus. ] // Elektronika: NTB. - 2002. - č. 6. - S. 48−54.
• V. D. Anisimov, G. S. Batyr, A. V. Menshikov, V. D. Shilin. Systém řízení vesmíru Ruské federace (nedostupný odkaz) . Publikace . Místo iniciativních astronomických projektů Pulkon a LFVN (4. října 2006). - O skutečných aplikacích počítačů Elbrus-1, 2. Datum přístupu: 6. srpna 2009. Archivováno 17. září 2009. (Ruština) 
• Rodina počítačů "Elbrus" . Historie domácí výpočetní techniky. Univerzální počítače . Muzeum virtuálních počítačů. Získáno 6. srpna 2009. Archivováno z originálu dne 17. srpna 2007. (Ruština)
• V. V. Przhiyalkovsky, N. L. Prochorov, E. N. Filinov. Kdo je uváděn v omyl a proč ? Archiv novinek . Muzeum virtuálních počítačů (4. září 2000). - Rozšířený komentář k článku Yu.Reviče "Neznámé počítače" v novinách "Izvestija" ze dne 11.07.2000 od známých sovětských počítačových vývojářů. Získáno 6. srpna 2009. Archivováno z originálu dne 20. července 2013. (Ruština)
• Vladislav Meščerjakov. 100% ruský počítač oživen (nepřístupný odkaz) . Novinky . CNews (30. června 2008). Získáno 6. srpna 2009. Archivováno z originálu dne 16. září 2009. (Ruština) 
• ChipMan. Rozhovor s Borisem Babayanem (1. část) . Blog Chip Mana . Intel Galaxy (20. července 2009). Staženo: 6. srpna 2009. (Ruština)  (nepřístupný odkaz)
• Viktor Kartunov aka matik. Něco o Elbrusu-2000 . F-Center (7. prosince 2005). Získáno 16. června 2011. Archivováno z originálu 11. prosince 2013. (Ruština)
• Jekatěrina Miščenková. Výška Elbrusu: od 64 megabajtů do 10 kilogramů . Co dělali počítačoví vývojáři v SSSR, zatímco Wozniak vynalezl Apple . "Indikátor" . Mediální holding Rambler&Co (26. října 2018) . Staženo 2. února 2019. Archivováno z originálu 12. února 2019. (Ruština)