Увеличение диаметра плитки — это не просто борьба за размер. Поскольку процент отбраковки конечной стружки в плитке увеличивается к краю плитки, выгоднее производить «плитки» большего диаметра.
Что такое процессор “Эльбрус”?
Сегодня весь мир активно переживает глобализацию — интеграцию и консолидацию глобальных экономик, политик, культур и религий. Это приводит к тесной взаимосвязи, в том числе в области компьютерных технологий и телекоммуникаций.
Многие компьютерные устройства имеют крупных производителей, поставляющих их на весь мировой рынок.
Это имеет дополнительные преимущества в идеальной ситуации открытой экономики и разрушения «железного занавеса».
- высокая степень контроля качества и культуры производства с полностью замкнутым циклом, непосредственно контролируемые фирмой под свою ответственность;
- полное соответствие стандартам (которые, как правило, сам же производитель и разработал), что упрощает вопросы взаимозаменяемости, поддержки со стороны ПО и т.д.;
- огромные масштабы производства приводят к снижению себестоимости, а следовательно – и цен для конечных потребителей продукции.
В то же время есть и серьезные недостатки.
- угроза национальной безопасности государства при лишении доступа к иностранным компонентам и технологиям, которые используются в правительственной сфере и военно-промышленном комплексе;
- возможность давления на экономическое благосостояние путём применения к крупнейшим компаниям санкций по политическим мотивам;
- в случае возникновения проблем с производством появляются всеобщие перебои с поставками и рост цен;
- утечка научно-технического потенциала и квалифицированных кадров из государства.
Эти проблемы решаются путем создания и внедрения собственных внутренних разработок, как в случае с советским вычислительным комплексом «Эльбрус».
История появления и особенности отечественной архитектуры процессоров
Эльбрус» — это название первой процессорной архитектуры и первого суперкомпьютера, созданного на ее основе. Изначально они были созданы как часть системы обороны по заказу армии.
Архитектура процессора описывает набор поддерживаемых заказов, способ их выполнения, использование регистраторов и адресов.
Его разработка началась в 1973 году в Институте дорогостоящей инженерной информатики (ИТМиВТ) под руководством академика В.С. Барсева, католического ученого в области компьютерных систем управления и проектирования.
При создании машины использовались передовые технологии того времени.
Архитектура Over -Profile Architecture — это архитектура процессора, использующего множество последовательностей команд, которые посылают команды на выполнение многим блокам исполнения одновременно. Планирование потока команд является динамическим и выполняется самим процессором.
Первый многопроцессорный вычислительный комплекс (МПК) «Эльбрус-1» был запущен в 1980 году. Он мог содержать до 10 процессоров и имел производительность 12 миллионов операций в секунду. Объем оперативной памяти составлял 64 МБ (или 2 20 машинных слов).
Многопроцессорный компьютерный комплекс Ли Эльбрус-1
Однако компьютерные технологии быстро развивались, и следующая модификация MCC появилась в 1985 году. Названный Эльбрус-2, благодаря использованию новых материалов производительность увеличилась до 125 миллионов процессоров в секунду при использовании комбинации из 10 процессоров (два из которых были резервными). Оперативная память также была увеличена до 144 МБ. Эльбрус-2 нашел применение в таких проектах.
- РЛС “Дон-2Н” – стационарная радиолокационная станция кругового обзора, главный узел ПРО Москвы; ;
- Ядерный центр Арзамас-16 (ныне закрытый город Саров) – первый в СССР центр ядерных исследований, входит в структуру ГК “Росатом”;
- Ядерный центр Челябинск-70 – ныне закрытый город Снежинск в структуре предприятий ГК “Росатом”.
В то же время были созданы упрощенные версии MCU-ELBRUS-1K2 и Эльбрус-В. В то же время были созданы упрощенные версии МВК «Эльбрус-1К2» и «Эльбрус-В», которые использовались для плавной замены устаревшей вычислительной системы БСМ-6.
После успешного запуска «Эльбруса-2» активно продолжалась разработка следующей модификации, получившей название «Эльбрус-3». Он имеет множество архитектурных усовершенствований и рассчитан на использование 16 процессоров. Однако из-за различных исторических событий и финансовых трудностей проект не был завершен.
На перепутье: сотрудничество с Sun Microsystems
После распада Советского Союза в 1992 году на базе сотрудников ИТМиВТ было создано ТОО «Московский технологический центр SPARC (MCST)» (ныне АО «MCST»). Новая компания работала с Sun Microsystemss в США до 1996 года, чтобы облегчить вычисления двигателя. Архитектура SPARC (что отражено в ее названии).
SPARC (Scalable Processor ARChitecture) — это 32- и 64-разрядная микропроцессорная архитектура с открытым исходным кодом, основанная на сокращенном наборе команд (RISC).
В сотрудничестве с крупными компаниями МЦСТ получил доступ к передовым технологиям для разработки процессоров, создания компиляторов и проектирования операционных систем. В результате до 2007 года производились только микропроцессоры на базе архитектуры SPARC и компьютерные системы (MCST-R100, MCST-R150, MCST-R500 и MCST-R500S).
Процессор ICST-R500 на базе архитектуры SPARC
Однако, хотя этот период позволил МЦНТ выжить, сохранить и расширить свою научно-техническую базу, местная архитектура не была забыта.
Первый многопроцессорный вычислительный комплекс (МПК) «Эльбрус-1» был запущен в 1980 году. Он мог содержать до 10 процессоров и имел производительность 12 миллионов операций в секунду. Объем оперативной памяти составлял 64 МБ (или 2 20 машинных слов).
Современных процессоров не будет
По состоянию на 30 мая 2022 года стороны не сообщили, на какой стадии находятся переговоры и когда теоретически «Микрон» может начать производство «Эльбруса». Одно можно сказать точно: российские чипмейкеры не могут создавать самые современные процессоры МЦСТ.
MCST предлагает процессоры размером от 130 нм до 16 нм. У TSMC достаточно мощностей для производства любого из них, поскольку она начала производство по 4-нанометровому технологическому процессу в конце 2021 года. Сейчас он приближается к 3 нм и 2 нм.
Производственная ситуация на «Микроне» принципиально иная. Последний технологический процесс, приобретенный российским чипмейкером, — 65 нм, почти 20 лет назад, но, как заявил Константин Трушкин в апреле 2022 года, MCST будет доступен на уровне до 90 нм.
Очевидно, что возможность создания другой компании в настоящее время не рассматривается. Мы выяснили, что отечественный завод может создавать достойные процессоры по современным российским технологиям для критической информационной инфраструктуры, информационной безопасности и других рынков», — сказал Трушкин. -Переформатирование исходного кода и программная оптимизация архитектуры «Эльбрус» для достижения достаточной практической производительности требуют большого количества запасов.
Микрон не спешит осовремениваться
Константин Трушкин не сказал, входит ли в ближайшие планы MCST поиск поставщика, который сможет создавать процессоры компании в соответствии с последними стандартами. Между тем, «Микрон» пока не раскрывает никаких идей по освоению новых актуальных технологических процессов. Вместо этого она намерена удвоить производство кремниевых плиток для чипов с топологией 180-90 нм.
По данным CNews, текущее производство составляет 3 000 в месяц. К 2025 году «Micron сможет производить 6 000 таких пластин за тот же период, если все пойдет по плану». Финансовые инвестиции для реализации этого проекта составят около 10 млрд. рублей.
Отрасль не одобряет
Многие представители российской ИТ-индустрии критикуют планы MCST по переходу на отечественное производство. По словам анонимного источника на ИТ-рынке, от этой идеи «в значительной степени отказались», поскольку она вернулась к древней топологии. Перенос производства «Эльбруса» на завод «Микрон» обойдется в миллиарды рублей и займет не менее года, добавил он.
По словам источников издания, широкий спектр приложений для «Эльбруса», изготовленных по 90 нм технологическому процессу, не рассматривается. Источники полагают, что вы найдете применение для тонких клиентов (неттопы без жестких дисков — прим. CNEWS), кэш-регистраторов или некоторых специальных приложений. Компьютеры с такими процессорами встречаются редко, и разработчикам программного обеспечения придется создавать их на заказ. Это, вероятно, не заинтересует их. Однако это единственная группа в России, которая может разрабатывать процессоры с собственной архитектурой, и она должна быть поддержана некоторыми людьми. образом», — сказал источник в отчете.
Следует также отметить, что задолго до проведения в Украине спецоперации по отказу от производства российских процессоров российские потребители были недовольны производительностью «Эльбруса». По данным CNEWS в декабре 2021 года Сбербанк опробовал два различных сервера на базе Эльбруса и пришел к выводу, что технические недостатки полностью исключают их текущее использование в организме. MCST предоставила банку материалы Эльбрус 8С для тестирования.
Через несколько дней крупнейшая российская государственная компания выступила с критикой отечественного процессора. Они приобрели высокую стоимость, неадекватную производительность и низкую энергоэффективность оборудования. Поскольку готовых серверных решений для других российских процессоров, которые можно было бы представить заказчикам, не было, попробовать можно было только процессорные серверы «Эльбрус». Потенциальные покупатели оборудования были готовы рассматривать отечественное оборудование только в том случае, если оно может справиться со всеми сценариями использования, отмечая при этом, что оно дешевле зарубежных аналогов.
Николай Комлев, глава Ассоциации компьютерных технологий АПКИТ, чуть более оптимистично оценивает возможность переноса Эльбруса на российское производство. Он рассказал РБК, что в настоящее время существует ряд задач, в которых «не самый лучший анализ является достаточной фишкой».
‘Вопрос производительности в этих заданиях не так важен. В конце концов, скорость или производительность конечного продукта может быть увеличена благодаря хорошо настроенному программному обеспечению», — сказал он. Однако, по его словам, существует потребность в программном обеспечении, адаптированном к таким процессорам, но пока его не так много.
По мнению Николая Комлева, инвестиции в программное обеспечение «Эльбруса» не очень перспективны. ‘С одной стороны, производить такое программное обеспечение в количестве миллионов или менее десятков миллионов не очень выгодно’, — сказал в отчете глава АПКИТ. — С другой стороны, может не быть спроса на большие выпуски чипов с устаревшей технологией».
64-битный DSP от NTC Modul основан на запатентованном ядре IP Neuromartix Core (NMC) и имеет гибридный маршрут Avector. Его цель — имитировать искусственные нейронные сети. Ядра IP NMC пользуются большим спросом. Например, одним из покупателей является компания Fujii, которая включила его в свой собственный производственный SOC.
Подробнее о возможностях отечественного производителя
Если соглашение с иностранным заводом не может быть достигнуто, вполне вероятно, что от новейших процессоров следует отказаться. В настоящее время Mikron может производить чипы по технологии 65 НМ, но в случае с MCST будут доступны только процессоры с технологией 90 НМ. К сожалению, в этом случае круг задач, которые может выполнить домашний чип, очень ограничен. К ним относятся коммуникационные системы, тонкие клиенты и кэш-регистры. Работа таких чипов в более или менее современных компьютерах, ноутбуках и других системах исключена.
Эксперты считают, что немногие компьютеры оснащены такими чипами, и разработчикам программного обеспечения приходится адаптировать свои программы под отечественные чипы. Однако MCST является единственной компанией, способной производить процессоры с собственной архитектурой в Российской Федерации, поэтому она может быть поддержана.
Если вы читаете наш блог, вас могут заинтересовать эти тексты:.
Также несмотря на то, что покупатели российских процессоров и монтажного оборудования не очень довольны результатами. Например, Сбербанк протестировал два типа серверов в Приэльбрусье в конце прошлого года после того, как пришел к выводу, что такие системы не будут использоваться в инфраструктуре организации.
Кроме того, отечественную систему критиковали и государственные предприятия, которые были недовольны ее высокой ценой, а не низкой энергоэффективностью чипов и оборудования. В то время представители государственных предприятий были не против перехода на отечественные технологии, но только если они могут использоваться в обычных сценариях эксплуатации и будут стоить не дороже, чем работа на иностранной системе.
Существует также мнение, что домашние чипы находят покупателей для работы, которая не требует особенно высокой производительности. Кроме того, программное обеспечение домашней системы может быть настроено для достижения максимальной эффективности чипов. Однако, как уже говорилось выше, спектр работ, которые необходимо решить в данном случае, не особенно обширен.
Проблема в том, что до тех пор, пока чипы производятся не миллионами, а всего лишь несколькими тысячами, их стоимость остается высокой. А их, очевидно, миллионы, поскольку внутренний рынок России не так велик, как рынок Китая. В настоящее время производство кремниевых плиток в топологии 180-90 NM составляет около 3 000 в месяц. ‘Micron может удвоить производство плиток к 2025 году, но этого недостаточно, чтобы значительно снизить стоимость чипов.
Надежда есть?
Проблему устаревших технологических процессов можно решить, но ясно, что это проблема не ближайшего года или двух. Тем не менее, в Зеленегрде есть строительная площадка, где начались работы по возведению завода. Согласно проекту, он будет производить процессоры по технологии 28 нм, используемые для сборки различных типов бытовых электронных устройств. Ожидается, что строительство будет завершено к концу 2024 года, но, конечно, это не означает, что завод сразу начнет производить чипсы.
Как отмечалось ранее, завод строится в рамках амбициозного плана по развитию электронной промышленности страны — план был утвержден два года назад в 2020 году. Национальный план рассчитан до 2030 года. Он был подготовлен Министерством промышленности, торговли России, в подготовке документа приняли участие 22 рабочие группы. Согласно плану, правительство планирует инвестировать в проекты 3,19 трлн рублей. Средства будут выделены на четыре основных направления: развитие инфраструктуры, бытовая электронная продукция, повышение спроса и кадровый компонент.
Строительство будет вестись на месте двух снесенных старых зданий в Ангстреме. Общая площадь здания составляет 50 000 кв. м. В зданиях будет располагаться научно-исследовательская и образовательная инфраструктура Московского института электроники и технологий.
Однако даже если планы по созданию отечественной системы литографии чипов 28 нм будут реализованы, этого не произойдет в течение восьми лет до 2030 года. И на протяжении всего этого периода завод по производству чипов будет нуждаться в поддержке в размере нескольких сотен миллионов рублей в год — и неважно, производится что-либо или нет. Этот вид производства требует огромных инвестиций каждый год.
В целом, на данный момент преждевременно говорить что-либо определенное об успехе в этой области. Если что-то уже построено и известны детали разрабатываемой системы литографии, то более или менее окончательное решение может быть принято в течение двух лет. До тех пор нам придется довольствоваться чипами на базе топологии 90 нм и более старых технологий.
