Российские процессоры Эльбрус. Почему они лучшие? Где ОС и локализация?

Наверное, вы уже слышали о российском процессоре Эльбрус, несколько поколений которого уже было разработано компанией МЦСТ, и произведено в ограниченных количествах на Тайваньских фабриках TSMC (производства внутри России пока нет, но такие цели поставлены в стратегии развития электронной промышленности). Актуальным на сегодня является восьмиядерный процессор Эльбрус-8СВ, партия которых должна прийти в Россию этой осенью в количестве 10 тысяч штук.

Как известно, помимо Эльбрусов компания МЦСТ имеет линейку и процессоров МЦСТ-R на другой архитектуре с другой системой команд. Кроме того, в России есть и процессор Байкал, имеющий уже третий вариант архитектуры и третью систему команд.

Так какой же процессор наиболее перспективный? Во-первых, тот, архитектура которого имеет ещё неисчерпанный потенциал увеличения быстродействия, ибо частотный потенциал на данном этапе развития технологий, скорее всего, уже закрыт. Во-вторых, тот, производство которого сложнее всего прекратить внешними санкциями.

Давайте разберёмся в этом чуть глубже. Сегодня процессор можно создать тремя способами:

1. Купить готовый проект ядра у зарубежной компании (проектная лицензия), и использовать его при разработке своего процессора (так сделан российский процессор Байкал).
2. Взять архитектурную лицензию на право разработки процессора с соответствующей системой команд (так сделана линейка процессоров МЦСТ-R, лицензия фирмы Sun). Можно также взять свободно распространяемую архитектурную лицензию (например, RISC-V).
3. Самостоятельно разработать систему команд (как раз таки процессоры Эльбрус) — наиболее серьёзный и технологически независимый путь, при котором даже в случае отзыва лицензий на второстепенные модули, сохраняется самое важное — система команд, то есть, сохраняется вся экосистема разработанного для этого процессора ПО. Любые второстепенные модули в случае проблем с лицензиями практически всегда можно заменить, и это не отразится ни на операционной системе, ни на прикладных программах.

Так вот, у Эльбруса, как я уже сказал, российская архитектура ядра и российская система команд (архитектура т.н. широкого командного слова, дающая выигрыш в производительности). Так что никто не отнимет лицензию ни на ядро, ни на систему команд (а такие случае происходили, например, с китайской компанией Хуавэй).

Под процессор Эльбрус и его систему команд разработан специальный компилятор и адаптирована к нативным кодам операционная система Линукс. К сожалению, на данном этапе для упрощения миграции ПО приходится использовать именно Линукс (перекомпилированный под нативные команды), что, однако, не отменяет, я надеюсь, появление в будущем ОС собственной архитектуры. Пусть конкурируют.

Почему нужна своя ОС для Эльбруса

Эльбрус имеет архитектурные особенности, для которых очень важна гармония в связке «железо-ПО». На нижнем уровне этим занимается уже упомянутый выше оптимизирующий компилятор, но это не отменяет необходимости попытаться оптимизировать и верхний уровень, саму архитектуру операционной системы, что вряд ли полноценно возможно в случае Линкус.

Более того, задача разработки новой системы даст толчок развитию архитектурной мысли, даст повод пересмотреть старые приёмы и концепции. Например, можно как-то иначе организовать файловую систему для ускорения поиска файлов, повышения надёжности и даже увеличения гибкости. Реализовать в ней другие назревшие уже идеи, которые сегодня невозможно воплотить в рамках старых систем и архитектуры x86.

Собственная ОС с новыми архитектурными решениями придаст статусности всему аппаратно-программному комплексу, да и стране-производителю в целом, а это немаловажно. А то как-то несолидно — железо своё есть, а родной операционной системы нет. Повторюсь, что наличие родной операционной системы никак не означает запрет на использование других систем на базе Линукса. Будет соревнование, а конкуренция всегда на пользу потребителю. Кроме того, в новой системе можно будет предусмотреть совместимость с имеющимся прикладным ПО или облегчённую его портацию.

Вопрос места производства

Как я уже говорил в начале статьи, в настоящее время процессоры Эльбрус производятся на Тайваньских фабриках, которые в настоящий момент сильно перегружены, поэтому происходит большая задержка между заказом и получением продукции (8-11 месяцев, в зависимости от объёма партии). Например, заказанные недавно 10 тысяч процессоров Эльбрус-8СВ придут только осенью.

Такие задержки, а также опасность санкций, приводит к необходимости авральными темпами организовывать производство процессоров внутри России. И скорее всего, в ближайшие годы это произойдёт. По крайней мере, в стратегии развития электронной промышленности Российской Федерации на период до 2030 года такие цели обозначены. Например, там записана «разработка и промышленное освоение кремниевых технологий производства электронной компонентной базы с топологическими нормами 65-45 нм, 28 нм, 14-12 нм, 7-5 нм и последующий выпуск изделий на их основе, а также разработка изделий по кремниевой технологии с топологической нормой 5 нм с последующим выпуском изделий на их основе на зарубежных фабриках и переносом производств в Российскую Федерацию».

Планируется создать кремниевые фабрики, работающие в режиме «фаундри» для выпуска цифровых интегральных микросхем с топологическими нормами 28 нм, 14-12 нм, 7-5 нм. Так что в ближайшие годы мы, надеюсь, обеспечим себе полную технологическую независимость.

Электромозг
https://zen.yandex.ru/media/electromozg