Эльбру́с 2000 (E2K) — российский микропроцессор с архитектурой VLIW , разработанный компанией МЦСТ . Задумывался как дальнейшее развитие архитектуры Эльбрус-3 в микропроцессорном исполнении. Использует технологию двоичной компиляции для совместимости с платформой x86 .

Технические характеристики

ELBRUS
Разработчик	МЦСТ
Разрядность	64-bit
Версии	e3m, e3s, e2s
Архитектура	VLIW (EPIC)
Тип	Регистр-Pегистр
Кодирование СК	8, 16, 24,.. 64 байта
Реализация переходов	предикатные регистры, станки подготовки переходов
Порядок байтов	Little (Bi)
Размер страницы	4 KiB
Открытая?	нет
Регистры
Общего назначения	224 (32 глобальных регистра, два вращающихся регистровых окна), 80 бит
Предикатные	32

Процессор Эльбрус-2000 основан на архитектуре ELBRUS ( англ. ExpLicit Basic Resources Utilization Scheduling — «явное планирование использования основных ресурсов»), отличительной чертой которой является наиболее глубокое на сегодняшний день распараллеливание ресурсов для одновременно исполняющихся VLIW -инструкций. Пиковая производительность 23,7 GIPS .

Основные характеристики микропроцессора «Эльбрус»

Технологический процесс	КМОП 0,13 мкм
Рабочая тактовая частота	300 МГц
Пиковая производительность	64 бита — 6,67 GIPS / 2,4 G FLOPS 32 бита — 9,5 GIPS / 4,8 GFLOPS 8/16 бит — 22,6 GIPS / 12,2 GFLOPS
Разрядность данных	целые — 8, 16, 32, 64 вещественные — 32, 64, 80
Кеш-память	команд 1-го уровня — 64 Кбайт данных 1-го уровня — 64 Кбайт 2-го уровня — 256 Кбайт
Кеш-таблица страниц	512 входов
Пропускная способность	шин связи с кеш-памятью — 9,6 Гбайт/с шин связи с оперативной памятью — 4,8 Гбайт/с
Площадь кристалла	189 мм²
Количество транзисторов	75,8 млн
Количество слоёв металла	8
Тип корпуса / количество выводов	HFCBGA / 900
Размеры корпуса	31×31×2,4 мм
Напряжение питания	1,05 / 3,3 В
Рассеиваемая мощность	6 Вт

Производство

Производится с июня 2008 года на заводе TSMC в Тайване , на основе библиотеки стандартных ячеек .

С 2009 года планировалось начать производство на строящемся в Зеленограде заводе компании Ангстрем , с оборудованием для производства по техпроцессу, которое раньше работало на заводе компании AMD .

История создания

Проект процессора получил широкую известность после статьи Кейта Дифендорфа ( Keith Diefendorff ) «Русские идут!» («The Russians Are Coming») в журнале Microprocessor Report в феврале 1999 года . ( Dave Ditzel ), основатель корпорации Transmeta , также хорошо отзывался об этом проекте ^{[ источник не указан 150 дней ]} .

Эльбрус 2000 (E2K) — совсем другая архитектура на базе VLIW в отличие от российского вычислительного комплекса Эльбрус-90микро , основанного на 32-разрядной архитектуре SPARC .

В 2002 году в интервью ExtremeTech Борис Бабаян сообщил, что при технологических нормах 0,1 мкм процессор будет иметь тактовую частоту 3 ГГц и обеспечит производительность порядка 500 и 1200 SPECfp95.

В 2005 году появились сообщения, что процессор «Эльбрус-3м Кристалл» для комплекса «Эльбрус-3М» реализован в виде микросхемы и проходит испытания. Его параметры:

Производительность	1—2 млрд оп/c (в зависимости от решаемых задач)
Пиковая производительность	23,7 GIPS / 2,4 G FLOPS (64 бит)
Проектные нормы	0,13 мкм
Количество транзисторов	50 млн

Это была «упрощённая модель», разработанная на основе библиотеки стандартных ячеек . Тактовая частота процессора составила 300 МГц.

В 2007 году появились сообщения о завершении государственных испытаний Эльбрус-3М1 на базе опытных образцов данного микропроцессора.

В июле 2008 года процессор впервые показали прессе. Компьютер Эльбрус-3М при частоте 300 МГц в режиме совместимости с IA-32 обогнал 500 МГц Intel Pentium III в тестах SPEC . При работе в «родных» кодах Эльбруса процессор показал скорость, сравнимую с Pentium 4 2 ГГц. Линейку процессоров «Эльбрус» в компании МЦСТ собираются развивать в соответствии с Законом Мура , каждые два года удваивая число транзисторов на кристалле.

По обещаниям разработчиков, в 2008 году должна была начаться поставка вычислительных комплексов на базе Эльбруса-3M для нужд и ПРО , планировалась разработка многоядерных вариантов и переход на более совершённые топологии (сейчас это 130 нм). К концу 2010 года в ЗАО «МЦСТ» завершена разработка микросхемы « Эльбрус-S » .

Держателем патентов на процессор является компания Elbrus International, которой владеет Elbrus Services, зарегистрированная на Каймановых островах . По заявлению Британского инвестиционного банка Robert Flemings, финансировавшего проект, компания решила использовать такую офшорную схему из-за слабости российского законодательства в области интеллектуальной собственности (на 1999 год).

Развитие

В 2014 адаптирован и выпущен упрощённый вариант микропроцессора « Эльбрус-2С+ » для выпуска на отечественной фабрике по технологии 90 нм .

С 2016 года производятся процессоры по технологиям 40 нм (высокоинтегрированный энергоэффективный процессор Эльбрус-1С+ ) и 28 нм (8-ядерный серверный процессор Эльбрус-8С ).

План выпуска новых микропроцессоров с архитектурой Эльбрус следующий:

• « Эльбрус-2С+ » — гибридный (2 ядра «Эльбрус» + кластер из четырёх DSP ядер Мультикор ) процессор, 90 нм, 2011
• «Эльбрус-2СМ» — упрощённый вариант « Эльбрус-2С+ » (без кластера DSP ядер), 90 нм , 300 МГц, к 2014.
• « Эльбрус-4С » (другое название «Эльбрус-2S») — 64 Гфлоп/с, 65 нм , к 2013/2014 г.
• « Эльбрус-1С+(1СНК) » — энергоэффективный микропроцессор с одним ядром Эльбрус и встроенным графическим ядром — 24 Гфлоп/с 40 нм , выпускается с 2015 года (Эльбрус-1СНК выпускается с 2019 года).
• « Эльбрус-8С(8СВ) » — 8 ядер Эльбрус, частота 1,3 ГГц и (1,5 Ггц у Эльбрус-8СВ), производительность до 288 Гфлоп/с, 28 нм , производство с 2016 года.
• « Эльбрус-16С » — 16 ядер, 2 ГГц, 750 Гфлоп/с, 16 нм , инженерные образцы получены в декабре 2019 года, производство с 2021 г.
• « Эльбрус-32C » — 32 ядра, 2 ГГц, 2—4 Тфлоп, 10 нм, к 2025 г.

См. также

• Эльбрус (компьютер)
• Crusoe | Transmeta
• Efficeon | Transmeta
• МЦСТ-R1000
• NVIDIA Denver

Примечания

Литература

• Anna Filatova . от 7 мая 2009 на Wayback Machine X-bit labs, 17 июля 2002
• (англ.) eWeek, 24 мая 2004
• Игорь Левшин. // Computerworld Россия . — 1999. — № 48 .
• Наталья Дубова. // Computerworld Россия . — 2000. — № 27—28 .
• Михаил Кузьминский. // Computerworld Россия . — 2003. — № 43 .
• Виктор Картунов . от 28 августа 2013 на Wayback Machine — критическая статья на FCenter, 17 декабря 2005
• Владислав Мещеряков. (неопр.) . CNews (30 июня 2008). Дата обращения: 6 августа 2009. Архивировано из 22 мая 2009 года.
• Paul DeMone. (неопр.) . Real World Technologies (13 августа 2000). Дата обращения: 10 ноября 2011. Архивировано из 1 апреля 2011 года.

Ссылки

• от 2 июля 2014 на Wayback Machine на сайте МЦСТ
• от 15 октября 2006 на Wayback Machine (pdf)
• (англ.) — статья на сайте X-bit labs, 7 мая 1999
• // Хабрахабр
• от 26 января 2012 на Wayback Machine // osp.ru
• от 4 марта 2012 на Wayback Machine // 4pda
• от 6 октября 2014 на Wayback Machine // 4pda, 3.11.2011
• от 2 марта 2008 на Wayback Machine