Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 93
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Разработка в данном направлении показывает, что АО «МЦСТ» пытается активно развивать новые направления бизнеса и в частности хочет производить продукцию для массовой электроники: ноутбуки, планшеты, персональные компьютеры.
Эльбрус-12С
На презентации Elbrus Tech Day АО «МЦСТ» анонсировала один из своих будущих проектов процессор «Эльбрус-12С». На данный момент проект находится в стадии разработки, а первые инженерные образцы ожидаются во втором квартале текущего года. На данный момент компания показала только рендер дизайн, который представлен на рисунке 6.
Рисунок 6. Рендер процессора «Эльбрус-12С».
Недавно в сеть утекли возможные технические и технологические характеристики будущего продукта, которые собраны в таблицах 7 и 8.
Таблица 7. Технические характеристики процессора «Эльбрус-12С»
Таблица 8. Технологические параметры процессора «Эльбрус-12С»
Производиться данный процессор будет по технологии шестнадцати нанометров. Рассмотрев технические характеристики данного продукта, можно сделать заключение, что данный продукт предназначен для массового сегмента электроники с уклоном на видеоигры, таким образом «Эльбрус-12С» поможет АО «МЦСТ» диверсифицировать линейку и не останавливать внимание только на серверном сегменте, где у компании на российском рынке высокие позиции.
Процессоры «Baikal Electronics»
Байкал Т-1
В две тысячи пятнадцатом году АО «Байкал Электроникс» представило процессор «Байкал-Т», который был разработан при финансовой поддержке министерства промышленности. Центральной частью данного процессора является микросхема BE-T1000, которая производится по двадцати восьми миллиметровому технологическому процессу. Потребляемая мощность у данного продукта не превышает пяти ватт в час. Производитель заявляет, что микропроцессор «Байкал-Т1» является первой в линейке многоядерной системой на кристалле. Производитель рассчитывает составить конкуренцию аналогам за счёт широкого набора интегрированных коммуникационных интерфейсов, поддержки суперскалярных инструкций SIMD, быстрого доступа к оперативной памяти с системой исправления ошибок (ECC), дисковой подсистемой с высокой пропускной способностью, выделенными каналами DMA для каждого интерфейса, высокой производительностью в сочетании с низким энергопотреблением. На рисунке 7 представлена структурная схема микросхемы BE-T1000.
Рисунок 7. Структурная схема микросхемы BE-T1000.
Микросхема, представленная на рисунке 7, включает в себя: двухъядерный микропроцессорный кластер, высокоскоростную внутрипроцессорную шину, контроллер памяти, высокоскоростные интерфейсы ввода-вывода, низкоскоростные интерфейсы для подключения переферийных устройств, подсистему отладки. Данные логические блоки в глобальном адресном пространстве микропроцессора идентифицируется своими адресами и связаны между собой высокоскоростной внутрипроцессорной шиной. Она организованна по принципу матричного переключателя и обеспечивает соединение входов с выходами по принципу «многие с многими». Рассмотрим основные характеристики процессора «Байкал-Т1», которые представлены в таблице 9.
Таблиц 9. Основные характеристики процессора «Байкал-Т1»
Процессор подходит для применения в промышленной автоматике, коммуникационном и сетевом оборудовании, в средствах регистрации и визуализации, встроенных системах различного назначения.
Байкал-М, Байкал-М/2, Байкал-М/2+
В октябре две тысячи девятнадцатого года на форуме Открытые Инвестиции состоялась презентация нового процессора от компании «Байкал Электроникс», который получил название «Байкал-М». В основе данного процессора лежит микросхема BE-M1000, которая производится по технологическому процессу двадцать восемь нанометров. По заявлениям производителя плюсами данного продукта является высокая производительность и низкое энергопотребление. На рисунке 8 представлена структурная схема BE-M1000.
Рисунок 8. Структурная схема BE-M1000.
Как видно из рисунка в основе микросхемы лежат восемь 64-битных ядер ARM Cortex-A57 (ARMv8-A; четыре кластера по два ядра) с частотой до 1,5 ГГц и восьмиядерный графический процессор Mali-T628 с частотой до 700 МГц. Каждый кластер включает оснащён L2 кэш памятью 1 МБ. Каждое ядро содержит 48 КБ L1 кэш команд и 32 KБ L1 кэш данных. Процессорные ядра Arm Cortex-A57 могут работать в защищённом и незащищённом режимах в соответствии с технологией Arm TrustZone. Рассмотрим характеристики процессора «Байкал-М» более детально в таблице 10.
Таблиц 10. Основные характеристики процессора «Байкал-М»
Производитель позиционирует продукт для В2В сегмента
и потребительского сектора: персональные компьютеры, микросервера, мультимедийное оборудование, сетевые коммуникации.
В ноябре две тысячи двадцатого года генеральный директор АО «Байкал Электроникс» представил новинки, которые компания планирует выпускать в две тысячи двадцать первом году. Среди них процессоры «Байкал-М/2» и «Байкал-М/2+». Оба процессора являются доработками «Байкал-М» и будут построены по двадцати восьми миллиметровому процессу. Архитектура ядер процессора остаётся неизменной по сравнению с «Байкал-М», но при этом у «Байкал-М/2» количество ядер сократится в два раза. У процессора «Байкал-М/2+» количество ядер останется неизменным, но появится дополнительный видеовыход. Производитель анонсировал для обоих процессоров увеличение памяти на ядро до 512 КБ.
Структурная схема процессоров «Байкал-М/2» и «Байкал-М/2+» представлена на рисунке 9.
Рисунок 9. Структурная схема процессоров «Байкал-М/2» и «Байкал-М/2+».
В целом данные модели являются урезанными «Байкал-М». Как заявил производитель, новые модели предназначаются для рабочих станций и тонких клиентов. Скорее всего, универсальный процессор «Байкал-М»идеально не подходил ни одному клиенту, поэтому компания сконцентрировалась на узком сегменте тонких клиентов и рабочих станций, где скорее всего, был наибольший спрос на этот продукт.
Байкал-S
На презентации в ноябре две тысячи двадцатого года, помимо урезанных моделей «Байкал-М», был представлен новый процессор, который придёт на замену предыдущему поколению. Про его характеристики, а также про сам процессор информации крайне мало. Есть догадки, что данный продукт будет производиться на фабрике TSMC в Тайване по технологии шестнадцати нанометров, но официально АО «Байкал Электроникс» эти слухи никак не комментирует. Также по слухам «Байкал Электроникс» будет иметь сорок восемь ядер с архитектурой ARM Cortex A75 с тактовой частотой два гигагерц. Возможно наличие большого количества линий PCI Express и контроллеров оперативной памяти, а также четырех интерконнектов для межпроцессорных соединений и поддержку доверенной загрузки. Энергопотребление нового серверного процессора не будет превышать 120 Вт.
Сравнение с зарубежными аналогами. Сравнение технических характеристик
В данном разделе будет проводиться сравнение российских продуктов микропроцессорной промышленности с зарубежными аналогами. Для сравнения будут браться флагманские модели, которые можно приобрести. Продукцию АО «МЦСТ» будет представлять процессор пятого поколения «Эльбрус-8СВ», который поддерживает команды х86, поэтому логично его сравнивать в флагманами Intel и AMD. Intel в данном сравнении будет представлять процессор Intel Core i9- 10900K. Данный образец представлен на рисунке 10. Из продукции AMD флагманом является процессор AMD Ryzen 9 5900X, который представлен на рисунке 11.
Рисунок 10. Процессор Intel Core i9- 10900K.
Рисунок 11. Процессор AMD Ryzen 9 5900X.
Сравнительные характеристики трёх процессоров и результаты сравнения приведены в таблице 11.
Таблица 11. Сравнение процессоров «Эльбрус-8СВ», Intel Core i9- 10900K, AMD Ryzen 9 5900X.
Эльбрус-12С
На презентации Elbrus Tech Day АО «МЦСТ» анонсировала один из своих будущих проектов процессор «Эльбрус-12С». На данный момент проект находится в стадии разработки, а первые инженерные образцы ожидаются во втором квартале текущего года. На данный момент компания показала только рендер дизайн, который представлен на рисунке 6.
Рисунок 6. Рендер процессора «Эльбрус-12С».
Недавно в сеть утекли возможные технические и технологические характеристики будущего продукта, которые собраны в таблицах 7 и 8.
Таблица 7. Технические характеристики процессора «Эльбрус-12С»
| Архитектура | Эльбрус, версия 6 |
| Количество ядер | 12 |
| Тактовая частота | 2000 МГц |
| Пиковая производительность | >1 TFLOPS |
| Кэш-память | L1: 64 Кбайт данные + 128 Кбайт команды в каждом ядре L2: 1 Мбайт суммарно L3: 24 Мбайт в процессоре |
| Оперативная память | 2 канала DDR4-2400 registered ECC, до 72 Гбайт/с |
| Периферия | PCLE 3.0/IPCC, PCLE 3.0/WLCC, SATA 3.0, USB 3.0, Ethernet |
Таблица 8. Технологические параметры процессора «Эльбрус-12С»
| Корпус | 44x53мм |
| Электропитание | 0,8В (ядро) 1,2В (память) |
Производиться данный процессор будет по технологии шестнадцати нанометров. Рассмотрев технические характеристики данного продукта, можно сделать заключение, что данный продукт предназначен для массового сегмента электроники с уклоном на видеоигры, таким образом «Эльбрус-12С» поможет АО «МЦСТ» диверсифицировать линейку и не останавливать внимание только на серверном сегменте, где у компании на российском рынке высокие позиции.
Процессоры «Baikal Electronics»
Байкал Т-1
В две тысячи пятнадцатом году АО «Байкал Электроникс» представило процессор «Байкал-Т», который был разработан при финансовой поддержке министерства промышленности. Центральной частью данного процессора является микросхема BE-T1000, которая производится по двадцати восьми миллиметровому технологическому процессу. Потребляемая мощность у данного продукта не превышает пяти ватт в час. Производитель заявляет, что микропроцессор «Байкал-Т1» является первой в линейке многоядерной системой на кристалле. Производитель рассчитывает составить конкуренцию аналогам за счёт широкого набора интегрированных коммуникационных интерфейсов, поддержки суперскалярных инструкций SIMD, быстрого доступа к оперативной памяти с системой исправления ошибок (ECC), дисковой подсистемой с высокой пропускной способностью, выделенными каналами DMA для каждого интерфейса, высокой производительностью в сочетании с низким энергопотреблением. На рисунке 7 представлена структурная схема микросхемы BE-T1000.
Рисунок 7. Структурная схема микросхемы BE-T1000.
Микросхема, представленная на рисунке 7, включает в себя: двухъядерный микропроцессорный кластер, высокоскоростную внутрипроцессорную шину, контроллер памяти, высокоскоростные интерфейсы ввода-вывода, низкоскоростные интерфейсы для подключения переферийных устройств, подсистему отладки. Данные логические блоки в глобальном адресном пространстве микропроцессора идентифицируется своими адресами и связаны между собой высокоскоростной внутрипроцессорной шиной. Она организованна по принципу матричного переключателя и обеспечивает соединение входов с выходами по принципу «многие с многими». Рассмотрим основные характеристики процессора «Байкал-Т1», которые представлены в таблице 9.
Таблиц 9. Основные характеристики процессора «Байкал-Т1»
| Наименование | Характеристики |
| Процессорная система на основе двухъядерного кластера | Архитектура MIPS32 |
| Два ядра P-Сlass P5600 г5, работающих на частоте 1,2 ГГц | |
| Кэш уровня L1 размером 128 КБ ( 64 КБ- кэш данных и 64 КБ- кэш инструкций) в каждом ядре | |
| Кэш уровня L2 размером 1 МБ, которым управляет | |
| контроллер Coherence Manager | |
| Вычислительный модуль с плавающей запятой MIPS Gen3 с поддержкой SIMD параллельности | |
| Глобальный контроллер прерываний (GIC), обеспечивающий одновременную поддержку до 128 обработчиков прерываний | |
| Встроенный модуль отладки (EJTAG debug 5.0 port), включающий блок трассировки (MIPS PDtrace) | |
| Основной интерконнект | Поддержка AMBA 3 AXI протокола |
| 5 AXI каналов | |
| 40-разрядный адрес | |
| Интерфейсы памяти | 32-битный интерфейс модуля памяти DDR3-1600 c 8-битным кодом исправления ошибок |
| 40-разрядный адрес для приложений | |
| Поддержка внешних модулей памяти SDRAM размером до 8 ГБ | |
| Высокоскоростные интерфейсы | Интерфейс PCLe x4 Gen3 ( 4 тракта с пропускной способностью 8 Гб/с каждый) |
| Контроллер USB 2.0 (ULPI) | |
| Два интерфейса SATA 6G | |
| Интерфейс 10 Gb Ethernet (10 GBASE KX4, 10 GBASE KR) | |
| 2 контроллера 1 Gb Ethernet (RGMII) | |
| Низкоскоростные интерфейсы | Программируемый сторожевой таймер (WDT) |
| 3 программируемых таймера на 50 МГц | |
| Интерфейсы GPIO: 32 бит и 3 бит | |
| 2 интерфейса UART | |
| 2 интерфейса SPI | |
| 3 контроллера  | |
| Мониторинг системы | PVT контроллер |
| Сторожевой таймер | |
| Корпус | 25х25 мм, 576 выводов HFCBGA |
| Потребляемая мощность | До 5 Вт |
| Рабочая температура | от 0 до 70 |
Процессор подходит для применения в промышленной автоматике, коммуникационном и сетевом оборудовании, в средствах регистрации и визуализации, встроенных системах различного назначения.
Байкал-М, Байкал-М/2, Байкал-М/2+
В октябре две тысячи девятнадцатого года на форуме Открытые Инвестиции состоялась презентация нового процессора от компании «Байкал Электроникс», который получил название «Байкал-М». В основе данного процессора лежит микросхема BE-M1000, которая производится по технологическому процессу двадцать восемь нанометров. По заявлениям производителя плюсами данного продукта является высокая производительность и низкое энергопотребление. На рисунке 8 представлена структурная схема BE-M1000.
Рисунок 8. Структурная схема BE-M1000.
Как видно из рисунка в основе микросхемы лежат восемь 64-битных ядер ARM Cortex-A57 (ARMv8-A; четыре кластера по два ядра) с частотой до 1,5 ГГц и восьмиядерный графический процессор Mali-T628 с частотой до 700 МГц. Каждый кластер включает оснащён L2 кэш памятью 1 МБ. Каждое ядро содержит 48 КБ L1 кэш команд и 32 KБ L1 кэш данных. Процессорные ядра Arm Cortex-A57 могут работать в защищённом и незащищённом режимах в соответствии с технологией Arm TrustZone. Рассмотрим характеристики процессора «Байкал-М» более детально в таблице 10.
Таблиц 10. Основные характеристики процессора «Байкал-М»
| Наименование | Характеристики |
| Процессорные кластере на базе архитектуры Armv8-A | Восемь ядер Arm Cortex-A57 с частотой до 1,5 ГГц |
| 4 кластера по два ядра и 1 МБ L2 кэш в каждом кластере | |
| Графический процессор | Arm Mali-T628 с 8 шейдерными ядрами (два четырёхъядерных кластера) с частотой до 750 МГц |
| 128 КБ кэш-памяти уровня L2 в каждом кластере | |
| Кэш уровня L3 | 8 МБ когерентной кэш-памяти уровня L3 на системной шине |
| Подсистема оперативной памяти | Два интерфейса 64-bit DRAM DDR4-2400/DDR3-1600 с поддержкой коррекции ошибок (ECC) |
| Безопасность | Поддержка Arm TrustZone |
| Два TrustZone контроллера | |
| Аппаратная поддержка доверенной загрузки | |
| Высокоскоростные интерфейсы | Три подсистемы PCLe Gen3: один PCLe x8 и два PCLe x4 |
| Два интерфейса USB 3.0 и четыре интерфейса USB 2.0 | |
| Две подсистемы SATA 6G | |
| Два интерфейса 10 Gb Ethernet (10 GBASE KX4, 10 GBASE KR) | |
| 2 контроллера 1 Gb Ethernet (RGMII) | |
| Интерфейс eMMC/SD/SDIO | |
| Низкоскоростные интерфейсы | Один порт eSPI |
| Два порта SMBus | |
| GPIO: 32 линии | |
| два порта UART | |
| один порт SPI | |
| два порта  | |
| Мониторинг системы | пять PVT датчиков |
| Система отладки и трассировки Arm CoreSight™ | |
| Корпус | 40х40 мм, 1521 выводов FCBGA |
| Потребляемая мощность | До 35 Вт |
| Мультимедиа | Видеоконтроллер с интерфейсом LVDS |
| Видеоконтроллер с интерфейсом HDMI 2.0 | |
| HD видеодекодер | |
| Один порт  S |
Производитель позиционирует продукт для В2В сегмента
и потребительского сектора: персональные компьютеры, микросервера, мультимедийное оборудование, сетевые коммуникации.
В ноябре две тысячи двадцатого года генеральный директор АО «Байкал Электроникс» представил новинки, которые компания планирует выпускать в две тысячи двадцать первом году. Среди них процессоры «Байкал-М/2» и «Байкал-М/2+». Оба процессора являются доработками «Байкал-М» и будут построены по двадцати восьми миллиметровому процессу. Архитектура ядер процессора остаётся неизменной по сравнению с «Байкал-М», но при этом у «Байкал-М/2» количество ядер сократится в два раза. У процессора «Байкал-М/2+» количество ядер останется неизменным, но появится дополнительный видеовыход. Производитель анонсировал для обоих процессоров увеличение памяти на ядро до 512 КБ.
Структурная схема процессоров «Байкал-М/2» и «Байкал-М/2+» представлена на рисунке 9.
Рисунок 9. Структурная схема процессоров «Байкал-М/2» и «Байкал-М/2+».
В целом данные модели являются урезанными «Байкал-М». Как заявил производитель, новые модели предназначаются для рабочих станций и тонких клиентов. Скорее всего, универсальный процессор «Байкал-М»идеально не подходил ни одному клиенту, поэтому компания сконцентрировалась на узком сегменте тонких клиентов и рабочих станций, где скорее всего, был наибольший спрос на этот продукт.
Байкал-S
На презентации в ноябре две тысячи двадцатого года, помимо урезанных моделей «Байкал-М», был представлен новый процессор, который придёт на замену предыдущему поколению. Про его характеристики, а также про сам процессор информации крайне мало. Есть догадки, что данный продукт будет производиться на фабрике TSMC в Тайване по технологии шестнадцати нанометров, но официально АО «Байкал Электроникс» эти слухи никак не комментирует. Также по слухам «Байкал Электроникс» будет иметь сорок восемь ядер с архитектурой ARM Cortex A75 с тактовой частотой два гигагерц. Возможно наличие большого количества линий PCI Express и контроллеров оперативной памяти, а также четырех интерконнектов для межпроцессорных соединений и поддержку доверенной загрузки. Энергопотребление нового серверного процессора не будет превышать 120 Вт.
Сравнение с зарубежными аналогами. Сравнение технических характеристик
В данном разделе будет проводиться сравнение российских продуктов микропроцессорной промышленности с зарубежными аналогами. Для сравнения будут браться флагманские модели, которые можно приобрести. Продукцию АО «МЦСТ» будет представлять процессор пятого поколения «Эльбрус-8СВ», который поддерживает команды х86, поэтому логично его сравнивать в флагманами Intel и AMD. Intel в данном сравнении будет представлять процессор Intel Core i9- 10900K. Данный образец представлен на рисунке 10. Из продукции AMD флагманом является процессор AMD Ryzen 9 5900X, который представлен на рисунке 11.
Рисунок 10. Процессор Intel Core i9- 10900K.
Рисунок 11. Процессор AMD Ryzen 9 5900X.
Сравнительные характеристики трёх процессоров и результаты сравнения приведены в таблице 11.
Таблица 11. Сравнение процессоров «Эльбрус-8СВ», Intel Core i9- 10900K, AMD Ryzen 9 5900X.
| Параметры сравнения | «Эльбрус-8СВ» | Intel Core i9- 10900K | AMD Ryzen 9 5900X |
| Масштабируемость | 8 ядер в процессоре, 4 процессора в модуле (8 Гбайт/с попарные связи) | 10 ядер в процессоре | 12 ядер в процессоре |
| Тактовая частота | 1500 МГц (для микросхемы 1891ВМ12АЯ) | 3700 МГц Турбо boost: 5300 МГц | 3700 МГц Турбо (1 ядро): 4800 МГц Турбо (12 ядер): 4500 МГц |
| Пиковая производительность | 50 операций в такт в каждом ядре (8 целочисленных, 12 вещественных). 576 GFLOPS одинарной точности, 288 GPLOPS двойной точности | - | - |
| Кэш-память | L1: 64 Кбайт данные + 128 Кбайт команды в каждом ядре L2: 512 Кбайт в каждом ядре, 4 Мбайт суммарно L3: 16 Мбайт в процессоре | L1: 64 Кбайт данные на ядро L2: 256 Кбайт в каждом ядре, 2,5 Мбайт суммарно L3: 20 Мбайт в процессоре | L1: 64 Кбайт данные на ядро L2: 512 Кбайт в каждом ядре, 6 Мбайт суммарно L3: 64 Мбайт в процессоре |
| Оперативная память | 4 канала DDR4-2400 registered ECC, до 68,3 Гбайт/с 128 Гбайт на процессор, 1 Тбайт адресное пространство машины | 2 канала DDR4-2933 registered ECC, до 45,8 Гбайт/с 128 Гбайт на процессор | 2 канала DDR4-3200 registered ECC, до 47,68 Гбайт/с 128 Гбайт на процессор, |
| Тех процесс | 28 нм | 14 нм | 7 нм |
| Энергопотребление | 90 Вт | 125 Вт | 105 Вт |
| Критическая температура | 90 | 105 | 95 |