Elbrus (familie af computere)

Elbrus  er en serie af sovjetiske og russiske supercomputere udviklet på Institute of Fine Mechanics and Computer Engineering (ITMiVT) i 1970'erne og 1980'erne under ledelse af Vsevolod Sergeevich Burtsev . Produktionen blev udført på Zvezda Zagorsk Electromechanical Plant (ZEMZ) . Arkitekturen af ​​Elbrus-3, hvis udvikling begyndte i slutningen af ​​1980'erne, var fundamentalt forskellig fra tidligere modeller. Elbrus-3 prototypen blev testet, men blev ikke sat i masseproduktion.

Seriemodeller

Elbrus-1

Multiprocessor computerkompleks (MCC) "Elbrus-1"  - udviklet i 1973-1979, overdraget til statskommissionen i 1980. Bygget på basis af TTL -mikrokredsløb. Produktivitet - op til 12 millioner op/s i E1-10-konfigurationen med ti CPU'er [1] . Seriens chefdesigner er Vsevolod Sergeevich Burtsev .

Elbrus-2

MVC "Elbrus-2"  - udviklet i 1977-1984, taget i brug i 1985. Ydeevne på 10 processorer (hvoraf 2 blev betragtet som overflødige) - 125 millioner op/s [2] . Bygget på basis af ESL integrerede kredsløb IS-100 (svarende til Motorola 10000-serien), på grund af det høje strømforbrug, krævede det et kraftigt kølesystem. Ifølge Boris Babayan blev der i alt produceret op til 200 Elbrus-2-maskiner med et forskelligt antal processorer [3] .

Anvendes til styring af radaren "Don-2H" [4] [5] .

Ifølge oplysningerne fra " Red Star " dateret 1. marts 2001, bruges Elbrus-2 i "anden generation af missilforsvarssystem, MCC, Arzamas-16 og Chelyabinsk-70 " [6] .

Brugt i Moskvas missilforsvarssystem A-135 [7] .

• CPU
  • Placeret i tre skabe
  • Kommandosystem - uadresseret, stak, omvendt polsk notation bruges
  • Urfrekvens - 20 MHz
  • Gibson-3 blandingskapacitet — 12,5 millioner op/sek
• vædder
  • logisk organisation - tagget, pagineret (sidestørrelse - 512 ord)
  • fysisk - op til 16 millioner ord (24-bit fysisk adressering) med en størrelse på 80 bit (hvoraf 8 kontrol), tilsvarende volumen - 144 MB
  • bygget på DRAM-chips ZU565RUZV (16K * 1)
  • tre-niveau interleaving bruges [8]
• Ekstern hukommelse [9]
  • På magnetiske trommer  - fra 8,5 til 136 MB
  • På aftagelige magnetiske diske  - fra 34 til 700 MB
  • På magnetbånd  - fra 70 til 560 MB

Elbrus-1K2 og Elbrus-B

Elbrus-1K2 (også kendt som SVS [10] [11] slang for "System Reproducering System" [10] ) blev udviklet på basis af Elbrus-2 komponenter og teknologier til at erstatte BESM-6. Beholdt fuld softwarekompatibilitet med sin forgænger. Der blev produceret omkring 60 biler. [12]

" Elbrus-B " (eller "Elbrus-1K-B" ) er en 64-bit floating-point processor med en udvidelse af instruktionssystemet, som omfatter arbejde med bytes. Elementbase, der ligner "Elbrus 1-K2" og "Elbrus-2", men et uafhængigt input-output-system (uden en I/O-processor) og en multi-maskine konfigurationsmulighed. Chefdesigner - M. V. Tyapkin.

Elbrus-3

MVC "Elbrus-3"  - blev udviklet i 1986-1994 af en gruppe ansatte ved Institute of Fine Mechanics and Computer Engineering under ledelse af B. A. Babayan på grundlag af helt nye arkitektoniske ideer. MVC Elbrus-3 skulle indeholde 16 superskalære processorer med et VLIW -instruktionssystem. Blev ikke sat i produktion.

Elbrus-3-arkitekturen blev videreudviklet i arkitekturen for Elbrus 2000- og Elbrus-3M1-mikroprocessorerne . [13]

Elbrus-3-1

Designer A. A. Sokolov . I 1993 blev den første fase af statens test "Elbrus-3-1"  - MCP ( modulær transportørprocessor ) ( S.A. Lebedev-prisen fra det russiske videnskabsakademi ) gennemført med succes. I MCP var hovedideen muligheden for at forbinde processorer med forskellige specialiseringer (radarbehandling, strukturel behandling, hurtige Fourier-transformationer osv.). MCP'en havde flere kommandotællere, så den kunne håndtere flere kommandostrømme. Op til fire instruktionsstrømme blev udført samtidigt på et enkelt hukommelsesfelt i processoren.

Arkitektur af Elbrus-1,2

Den største forskel på Elbrus-systemet er dets fokus på højniveausprogene fra 1980'erne. Der er ingen assemblersprog i systemet. Basissproget er Autocode Elbrus El-76 (forfatter V. M. Pentkovsky ), hvori systemdækkende software (OSPO) er skrevet, er sproget i Algol -klassen . Det ligner Algol-68-sproget. Den største forskel er dynamisk typebinding , som understøttes i hardwaren. Under kompileringen blev El-76-programmet oversat til ikke-operand-kommandoer af stack-arkitekturen.

Den største forskel mellem Elbrus-arkitekturen og de fleste eksisterende systemer er brugen af ​​tags. I Elbrus-systemet har hvert hukommelsesord, udover informationsdelen, der indeholder dataelementet, også en kontroldel - elementtagget, på grundlag af hvilket processorhardwaren dynamisk udvælger den ønskede operationsvariant og styrer typerne af operander .

Meget lignende principper: Algol som kontrolsprog og tagging-system blev brugt i B5000- computeren Arkiveret 30. november 2018 på Burroughs Corporation Wayback Machine . Der var en joke blandt Elbrus-brugere: at kalde systemet "El-Burroughs".

Elementære datatyper

• heltal af to formater - et ord (64 bit) og et halvt ord (32 bit)
• reelle tal i tre formater - word, halfword og doubleword (128 bit)
• sæt - en generalisering af sprogdatatyperne bool (boolsk), char (tegn), alfa (en kort streng placeret i et ord), bytes (en sekvens af bytes af et ord)

Hukommelseshåndtering

Hardwaren og OS implementerer en fleksibel mekanisme til styring af virtuel hukommelse (kaldet "matematisk" i dokumentationen). Programmøren får mulighed for at beskrive arrays op til 220 elementer i størrelse. Tilladte array-elementformater: bit, ciffer (4 bit), byte, halvord (32 bit), ord (64 bit), dobbelt præcisionsord (128 bit). Hver opgave får 232 ord.

Software

• Operativsystem, filsystem, El-76 programmeringssystem , OSPO flersprogede komponenter - ITMiVT
• Fortran , Kobol , PL/1 , Algol  - Novosibirsk afdeling af ITMiVT (nu [14] JSC " Novosibirsk Institute of Program Systems ")
• Pascal , KLU, ABV, REFAL , Snobol -4, Diashag, Fort  - Leningrad Universitet , 1986 (Arbejder under OSPO kontrol. Der er kommunikationsmidler med procedurer på El-76).
• Intelligent programmeringssystem MIS, Lisp — Institut for Kybernetik ved USSR Academy of Sciences
• Simula-67  – Rostov Universitet

MCST-udviklinger

Elbrus-90micro

Elbrus-90micro er et computersystem baseret på mikroprocessorer i MCST-R- serien med SPARC-arkitekturen .

Elbrus-3M

Elbrus-3M1 computerkomplekset blev skabt på basis af VLIW -processoren med Elbrus 2k - arkitekturen fra MCST- firmaet [15] . Emulerer x86 -instruktionssættet i binær kompileringstilstand ; leveres med MCVS-E-operativsystemet ( baseret på Linux 2.6.14), et programmeringssystem med en optimeringskompiler , et binært kompileringssystem , et system af test- og diagnoseprogrammer, værktøjer til at sikre softwarekompatibilitet med Elbrus-2 multiprocessor-computersystemer (MVK) og "Elbrus-1". Bestået tilstandsprøver [16] .

I SPEC-testen overhalede Elbrus med en clockfrekvens på 300 MHz i x86-platformens kompatibilitetstilstand Pentium III 500 MHz.

Det blev antaget, at der i 2008 ville blive bygget 100 Elbrus-3M-servere til forsvarsindustrien. Den teoretiske ydeevne af et dual-processor system, der kører ved 300 MHz, er 4,8 Gflops (64-bit dobbelt) - til sammenligning, en Intel Core 2 Duo 2,4 GHz processor = 19,2 Gflops (64-bit dobbelt), dual-core Itanium 2 1,66 GHz - 13,2 Gflops (64-bit dobbelt), quad-core Sandy Bridge 3,8 GHz = 121,6 Gflops (64-bit dobbelt). Elbrus-processorer har et areal på 189 mm² , er fremstillet ved hjælp af 130- nm -teknologi og indeholder 75,8 millioner transistorer. Den originale E2K-arkitektur tillader op til 23 operationer pr. ur og giver lavt strømforbrug: 0,4 W/Gflops [17] [18] .

KM-4

I december 2012 modtog CJSC "MCST" et pilotparti af monoblok-computere "KM-4" udstyret med bundkortet " Monocub Archival copy dateret 3. juli 2014 på Wayback Machine " [19] , bygget på basis af Elbrus-2C + processor og den sydlige bro KPI Arkiveret 2. juli 2014 på Wayback Machine .

Se også

• Elbrus (processorer)
• Forsvarets mobile system
• Obligatorisk adgangskontrol
• LINTER [20] .

Noter

1. ↑ Zamorin, Myachev, Selivanov. «Computere, systemer og komplekser. Vejviser." - M. Energoatomizdat, 1985, kapitel 3.4 "Sammensætning og tekniske karakteristika af Elbrus-1 MVK" s. 144-145
2. ↑ Supercomputer i Rusland. Historie og fremtidsudsigter. Akademiker fra det russiske videnskabsakademi V. S. Burtsev fortæller  // Elektronik: NTB. - 2000. - Nr. 4 . - S. 5-9 . (Russisk)
3. ↑ 100 % russisk computer genoplivet , CNews.ru . Arkiveret fra originalen den 3. april 2017. Hentet 3. april 2017.
4. ↑ Stanislav Turkin (Avisen Vzglyad), Forsvarsministeriet viste hverdagen for Moskvas missilforsvarssystem Arkivkopi dateret 19. januar 2013 på Wayback Machine // Army-news.ru, 2012-11-05 "Radarkontrol er udført ved hjælp af den sovjetiske Elbrus-2 supercomputer fra prøven fra midten af ​​1980'erne."; originalt materiale Arkiveret 29. oktober 2012 på Wayback Machine
5. ↑ PRO radar Arkiveret kopi af 23. januar 2012 på Wayback Machine // OJSC RTI im. A. L. Mints "Betjening af radaren er leveret af dens ... multiprocessor computerkompleks, bestående af 4 processorer af Elbrus-2 MVC,"
6. ↑ Andrey GARAVSKY, The Conquest of Elbrus Arkivkopi dateret 11. september 2013 på Wayback Machine // Red Star, Weapons of Russia, 1. marts 2001
7. ↑ Vasily Gubarev. Informatik. Fortid, nutid, fremtid . — Liter, 2017-01-12. - S. 200. - 433 s. — ISBN 9785457385504 . Arkiveret 4. april 2017 på Wayback Machine
8. ↑ Masich G.F. Internationalt udstillingskompleks "Elbrus-2" (.htm)  (utilgængeligt link) . IMSS UB RAS . Hentet 23. august 2010. Arkiveret fra originalen 16. maj 2010. (Russisk)
9. ↑ V.S. Burtsev. Parallelisme af computerprocesser og udvikling af arkitekturen af ​​supercomputeren til Elbrus MVK . Olie og gas (1998). Hentet 11. juli 2014. Arkiveret fra originalen 20. juli 2013. (ubestemt)
10. ↑ 1 2 Nostalgiside for BESM-6 . Hentet 29. august 2010. Arkiveret fra originalen 27. august 2011. (ubestemt)
11. ↑ SVS computerarkitektur . Hentet 13. marts 2020. Arkiveret fra originalen 16. januar 2021. (ubestemt)
12. ↑ Ivan Kartashev. Elbrus. Legendens historie (.htm)  (link ikke tilgængeligt) .  (Russisk)Computerra -Online (1. juli 2004). Hentet 23. august 2010. Arkiveret fra originalen 5. februar 2010.
13. ↑ Elbrus E2K Speculations - X-bit labs (utilgængeligt link) . Hentet 9. august 2009. Arkiveret fra originalen 4. marts 2016. (ubestemt) 
14. ↑ NF ITMiVT USSR Academy of Sciences . Hentet 28. juli 2013. Arkiveret fra originalen 26. november 2013. (ubestemt)
15. ↑ Frigivelse af Elbrus-3M1 computerkomplekset
16. ↑ Nyheder om CJSC "MSCT" dateret 29. oktober 2007 (.doc)  (utilgængeligt link) . mcst.ru. _ Hentet 28. juni 2009. Arkiveret fra originalen 11. maj 2011. (Russisk)
17. ↑ Vladislav Meshcheryakov. 100% russisk computer genoplivet (utilgængeligt link) . CNews (30.06.08, 11:06). Hentet 28. juni 2009. Arkiveret fra originalen 22. maj 2009. (Russisk) 
18. ↑ Vladislav Meshcheryakov. 100% russisk computer præsenteret for offentligheden (utilgængeligt link) . CNews (07.07.08, 19:46). Hentet 28. juni 2009. Arkiveret fra originalen 16. september 2009. (Russisk) 
19. ↑ En pilotbatch af monoblok-pc'er baseret på Elbrus-2C+ mikroprocessoren blev produceret (utilgængeligt link) . Officiel side for CJSC "MCST" . Dato for adgang: 4. januar 2013. Arkiveret fra originalen 3. juli 2014. (ubestemt) 
20. ↑ DBMS-databaser . Hentet 25. januar 2019. Arkiveret fra originalen 26. januar 2019. (ubestemt)

Litteratur og publikationer

• Pentkovsky V. M. Autocode Elbrus. El-76. Principper for opbygning af et sprog og en vejledning til brug / redigeret af A.P. Ershov. - M . : Nauka, 1982. - 352 s. Arkiveret 14. marts 2017 på Wayback Machine
• Pentkovsky V. M. Programmeringssprog El-76. Principper for opbygning af et sprog og en vejledning til brug . — 2. udg., rettet. og yderligere - M. : Nauka, 1989. - 364 s. Arkiveret 14. marts 2017 på Wayback Machine
• Safonov V.O. Autocode Elbrus: Lærebog. - L . : Forlag ved Leningrad Universitet, 1982.
• Safonov V. O. Programmeringssprog og metoder i Elbrus-systemet / redigeret af Lavrov S. S. - M . : Nauka, 1989. - ISBN 5-02-013983-1 . Arkiveret 14. marts 2017 på Wayback Machine
• Kim A. K., Perekatov V. I., Ermakov S. G. Mikroprocessorer og computersystemer fra Elbrus-familien . - Sankt Petersborg. : Peter, 2013. - ISBN 978-5-459-01697-0 .

Links

• Korolev, LN Multiprocessor computersystemer Elbrus  // Computerstrukturer og deres software: Ch. udg. fysisk-måtte. liter: konto. afregning for universiteter i specialet "Anvendt matematik". - 2., revideret. og yderligere — M  .: Nauka, 1978. — S. 166−169. — 352 s.
• A. P. Ershov et al. Konklusion fra arbejdsgruppe nr. 2 om arkitektur og software fra EP'en af ​​Elbrus International Exhibition Complex . Elektronisk arkiv af akademiker A.P. Ershov . Institut for Informatiksystemer. A. P. Ershov SB RAS (20.04.1984(?)). - (+  det samme i form af tekst ). Hentet: 6. august 2009. (Russisk)
• Babayan, B. Multiprocessor computerkompleks "Elbrus"  : [ rus. ] // Kvant  : tidsskrift.- 1981. - Nr. 8. - S. 54−57.
• Dubova, Natalia. Fra Elbrus-3 til Elbrus-2000  : [ rus. ] // Computerworld Rusland: tidsskrift - 2000. - nr. 27-28 (20. juli).
• Ivanov, A. Akademiker S. A. Lebedevs skole i udviklingen af ​​indenlandsk computerteknologi  : [ rus. ] // Elektronik: NTB. - 2002. - Nr. 6. - S. 48−54.
• V. D. Anisimov, G. S. Batyr, A. V. Menshikov, V. D. Shilin. Det ydre rums kontrolsystem i Den Russiske Føderation (utilgængeligt link) . Publikationer . Sted for initiativ astronomiske projekter Pulkon og LFVN (4. oktober 2006). - Om de virkelige anvendelser af computere Elbrus-1, 2. Dato for adgang: 6. august 2009. Arkiveret den 17. september 2009. (Russisk) 
• Familie af computere "Elbrus" . Historien om indenlandsk computerteknologi. Computere til generelle formål . Virtuelt computermuseum. Hentet 6. august 2009. Arkiveret fra originalen 17. august 2007. (Russisk)
• V. V. Przhiyalkovsky, N. L. Prokhorov, E. N. Filinov. Hvem bliver vildledt og hvorfor ? Nyhedsarkiv . Virtuelt computermuseum (4. september 2000). - En udvidet kommentar til artiklen af ​​Yu. Revich "Ukendte computere" i avisen "Izvestia" dateret 11.07.2000 af kendte sovjetiske computerudviklere. Hentet 6. august 2009. Arkiveret fra originalen 20. juli 2013. (Russisk)
• Vladislav Meshcheryakov. 100% russisk computer genoplivet (utilgængeligt link) . Nyheder . CNews (30. juni 2008). Hentet 6. august 2009. Arkiveret fra originalen 16. september 2009. (Russisk) 
• ChipMan. Interview med Boris Babayan (del 1) . Chip Mans blog . Intel Galaxy (20. juli 2009). Hentet: 6. august 2009. (Russisk)  (utilgængeligt link)
• Viktor Kartunov aka matik. Noget om Elbrus-2000 . F-Center (7. december 2005). Hentet 16. juni 2011. Arkiveret fra originalen 11. december 2013. (Russisk)
• Ekaterina Mishchenko. Elbrus højder: fra 64 megabyte til 10 kilogram . Hvad computerudviklere lavede i USSR, mens Wozniak opfandt Apple . "Indikator" . Rambler&Co mediehold (26. oktober 2018) . Hentet 2. februar 2019. Arkiveret fra originalen 12. februar 2019. (Russisk)