Rus işlemciler Rus Baykal işleyicileri ilk kez perakende satışlarda göründü

Birkaç hafta önce, belki de en modern mikroelektronik endüstrisi olan işlemcilerdeki ithal ikame konusu haberlerde bir kez daha su yüzüne çıktı. Ünlü Rus süper bilgisayar geliştiricisi T-Platforms'un bir yan kuruluşu olan Baykal Electronics şirketinden MIPS P5600 çekirdeği üzerine inşa edilen yeni Rus Baykal-T1 işlemcisi. Lenta.ru, hangi işlemcinin Rus olarak kabul edilebileceğini ve neden yerli bir işlemciye ihtiyaç duyulduğunu anlamaya çalıştı.

Rus mikroelektronik endüstrisi, Sovyet döneminden bu yana oldukça geleneksel bir şaka nesnesi (alay konusu değil) olmuştur: 1980'lerde SSCB'de Batı modellerini kopyalamak için seçilen yol, aslında Sovyet mikroelektroniğinin çöküşüne yol açmıştır. Üç demiryolu platformunun müşteriye gönderdiği mikroişlemci şakası o yıllarda doğdu.

Kelimenin tam anlamıyla Baykal-T1'in duyurulmasından bir gün önce RuNet, şakanın devamı gibi görünen şeyi coşkuyla tartıştı - başka bir yerli işlemci geliştiricisi olan MCST şirketi tarafından üretilen HT-ElbrusS dizüstü bilgisayar: bu on kilogramlık makine, 150 bin ruble fiyatı, bir pil şarjıyla "en az 1 saat" çalışabiliyor. Doğru, kısa süre sonra bu modelin 2012 yılına ait olduğu ve en önemlisi sağlam dizüstü bilgisayarlar sınıfına ait olduğu, yani betona düşmeye, yağmurda çalışmaya ve diğer sorunlara dayanabileceği anlaşıldı. HT-ElbrusS rakiplerine örnek olarak, maliyeti 300 bin ruble'den fazla olan ve nükleer bir patlamanın elektromanyetik darbesine dayanabilen 15 inçlik Getac X500 ve Alman Bit Geleneğinden "taşınabilir PC'ler" verilebilir. Bit-RPC 1522-MIL modelleri yaklaşık 20 kilogram ağırlığındadır ve 30 dakikalık çalışma kapasitesine sahip bir bataryaya sahiptir.

Ancak rakiplerin varlığı yerli işlemcilere ve bilgisayarlara ihtiyaç var mı, mevcut ürünler yerli sayılabilir mi sorusunun cevabı değil.

Baykal Electronics, MCST ve KM211 ve aynı zamanda geliştirmede dünya liderlerinden biri, cihazların Rus bileşeni hakkında yorumlarını yaptı modern işlemciler- MIPS işlemci mimarisine sahip İngiliz şirketi Imagination Technologies. Her üç Rus şirketi de farklı yönlerde de olsa modern işlemciler geliştiriyor: MCST iş istasyonu ve sunucu pazarını hedefliyor, KM211 daha çok güvenlik ve otomasyon sistemlerinde kullanıma odaklanıyor ve Baykal Electronics üretkenlik için bir çip sunarak orta bir pozisyon alıyor. ağ ekipmanı.

Küçük bir işlemciye giden büyük bir yol

Modern bir işlemci geliştirmek uzun ve karmaşık bir süreçtir. Bir mimarinin (bir dizi komut) seçilmesiyle başlar. bu işlemci performans gösterebilecek. Yalnızca işlemcinin performansı mimariye değil, aynı zamanda yazılımla uyumluluğuna da bağlıdır: bir mimari için yayınlanan yazılım çoğu zaman diğerinde çalışmaz.

İkinci durum dünyada çok fazla ortak işlemci mimarisinin bulunmadığını belirledi; neredeyse tüm pazar üç lider arasında bölünmüş durumda: Intel x86, ARM ve MIPS. İlki, onlarca yıldır masaüstü bilgisayarlara ve dizüstü bilgisayarlara hakim oldu ve geri kalan ikisi, aradıklarını buldu. mobil cihazlar ve gömülü endüstriyel bilgisayarlar. ARM ve MIPS mimarilerinin geliştiricileri olan ARM Holdings ve Imagination Technologies'in işlemcileri kendileri üretmemesi, lisans satmayı tercih etmesi ilginçtir.

İşlemci mimarileri hakkında konuşurken, bunların doğrudan birbirleriyle karşılaştırılamayacağını anlamak gerekir; her birinin kendine has güçlü yönleri vardır ve zayıflıklar, uygulamasının kapsamını tanımlar. Örneğin, şu anda geliştirilmekte olan Rus işlemciler arasında yalnızca Elbrus, PC pazarı için rekabet ediyor, ancak bunlar, kullanıcıların aşina olduğu x86 mimarili işlemcilerden çok farklı. Elbrus'un temel amacı endüstriyel ve devlet tesislerinde, yani Windows ve Microsoft Office hiçbir durumda kullanmamaya çalışıyorlar ve bu nedenle bu yazılımla uyumluluk kritik bir nokta değil. Baykal-T1, ağ ekipmanı ve otomasyon sistemleri için bile tasarlanmıştır - onu PC işlemcileriyle karşılaştırmak, bir KamAZ kamyonu ile bir Mercedes binek otomobili kadar saçmadır: ikincisinin ses sistemi çok daha iyidir, ancak ilkinin olduğu görevlerde amaçlanan, bunların hiçbir önemi olmayan oyunlardır.

Komutlar, gerekli tüm bilgi işlem kaynaklarını sağlayan bir devre olan işlemci çekirdeğinde yürütülür. Belirli bir mimariyi destekleyen bir çekirdeği kendiniz oluşturabilseniz de, çoğunlukla mimari geliştiriciden de satın alınır. Ancak böyle bir çekirdek henüz bitmiş bir çip değil, yalnızca kaynak kodlarına benzeyen kaynak kodlarıdır. bilgisayar programı.

Açık Sonraki etapçekirdek ek çevresel modüllerle "ağırlıklandırılır" - örneğin, USB denetleyicileri veya gerekirse Ethernet - bir çekirdek ekleyin GPU, görüntünün monitörde görüntülenmesinden vb. sorumludur. Bazı modüller bağımsız olarak geliştirilirken, diğerleri başka şirketlerden yine kaynak kodları biçiminde lisanslanabilir.

Gelişimin sondan bir önceki aşaması, soyut kodlardan belirli bir çipin çizimlerine geçiştir. Birkaç gigahertz'e kadar frekanslarda çalışan modern işlemciler için de bu çok önemsizdir - süreçte çok sayıda nüans ve sınırlamanın dikkate alınması gerekir. Imagination Technologies'in başkan yardımcısı Tony King-Smith'e göre, "bir çekirdeğin lisanslanmasından onu silikona yerleştirmeye kadar geçen süre kısalıyor, ancak yine de ortalama 9 ila 18 ay arası sürüyor" ve bu süreç, yüksek vasıflı geliştiricilerden oluşan bir ekip gerektiriyor.

Ve ancak tüm bu aşamalardan geçtikten sonra, çıkışında tanıdık çipler gördüğümüz yarı iletken fabrika konveyörü başlatılıyor.

Beşinci nokta

İşleyicilerin uyruğu hakkındaki tartışmalar geleneksel olarak iki gerçek etrafında dönüyor. İlk olarak, üzerinde şu an Rusya'da modern yarı iletken üretimi yoktur ve bu nedenle yerli işlemciler, kural olarak, dünyanın en büyük çip üreticilerinden biri olan ve kendi çiplerini geliştirmeyen, yalnızca hizmet veren Tayvanlı TSMC'nin tesislerinde üretilmektedir. onların üretimi. İkincisi, işlemcilerin çoğu Batılı şirketler tarafından geliştirilen mimariye ve çekirdeklere dayanıyor - örneğin Baykal-T1, MIPS P5600 çekirdeğini kullanıyor.

Ancak MCST ve KM211 söz konusu olduğunda mimarinin kökeni artık şüpheye yer bırakmıyor; her iki şirket de kendi geliştirmeleri olan Elbrus ve Quark'ı kullanıyor. MCST durumunda, bazen biraz kafa karışıklığı ortaya çıkıyor - 90'lı yılların ortalarında Sun Microsystems tarafından geliştirilen Elbrus'taki oldukça eski SPARC v9 mimarisinin kullanıldığına inanılıyor; MCST gerçekten de SPARC işlemcileri üretiyor ancak bunlar R500 ve R1000 modelleri, Elbrus değil.

Baikal Electronics, MCST yaklaşımının aksine hazır işlemci çekirdeklerini kullanmayı tercih ediyor: Şirketin hem Imagination hem de ARM Holdings ile anlaşmaları var. Bu yaklaşım, kaynakları nihai ürünü piyasaya sürmeye yoğunlaştırmanıza olanak tanır - ve dünya çapındaki uygulamalar bunun çok etkili olduğunu göstermektedir: büyük işlemci üreticilerinin hiçbiri diğer insanların tasarımlarını lisanslamayı ihmal etmez ve birçoğu ARM veya MIPS çekirdeklerini kullanır.

Ancak hazır çekirdek lisansı yukarıda da belirtildiği gibi şirketi ciddi işçilik maliyetlerinden kurtarmaz. Her iki durumda da, projenin uygulanması entelektüel bir kaynak gerektirir; modern işlemcilerin mimarisini ve tasarım ilkelerini derinlemesine anlayan bir grup geliştirici. Entegre devreler. Yerli şirketler söz konusu olduğunda ise bu kaynak Rusya'da oluşturulmakta ve sürdürülmektedir.

Aynı zamanda, Rusya'da mevcut olmasına rağmen çip üretiminin, yetenekleri açısından yabancı kapasitelerin radikal bir şekilde gerisinde olduğu da kabul edilmelidir. Ancak, modern dünya Yalnızca çip tasarımı ve satışıyla uğraşan "fableless şirketler" uzun süredir büyük çoğunluğu oluşturuyor - örneğin, ana işlemci üreticileri arasında yalnızca Intel ve Samsung ürünlerini kendileri üretiyor. Rakipleri arasında bazıları hiçbir zaman kendi fabrikalarına sahip olmadı; bazıları ise (örneğin AMD) kasıtlı olarak fabrikasız bir modele geçerek, yapılarını optimize etmenin bir parçası olarak üretimi ayrı bir şirkete ayırdı.

Çip geliştirme ve üretimin ayrılması küresel bir trend ve bunları tamamen birbirine bağımlı hale getirmek yanlış. Her ne kadar yerli modern yarı iletken üretiminin ortaya çıkacağını ümit etmek istesek de, bunun yokluğu çip geliştiricilerinin erdemlerini hiçbir şekilde azaltmaz.

Güvenlik SORULARI

İthal edilen bir analogun yerli olarak değiştirilmesi talebi, tamamen ticari açıdan ve güvenlik açısından olmak üzere iki açıdan ele alınabilir. Ticari bileşen uzman olmayan biri için açıksa, ikinci yön daha az açıktır.

Bir yandan, dünyada dijital savaşların halihazırda sürmekte olduğu gerçeğini tartışmak zor: Snowden'ın Stuxnet solucanı (ve Kuzey Kore'ye) kullanılarak İran'ın nükleer altyapısına başarılı bir saldırı yapıldığına dair açıklamaları ve bilgileri sonrasında. Öte yandan bu saldırılarda yazılımın rolü hâlâ çoğunlukla tartışılıyor ancak donanımın rolü tartışılmıyor.

Devlet adına çalışanlar da dahil olmak üzere bilgisayar korsanları için yazılımdaki güvenlik açıkları en çekici olmaya devam ediyor; bunlar, içeri sızmak için maksimum fırsatlar sunuyor doğru sistem ve içindeki eylemlerle. Ancak modern işlemciler o kadar karmaşık ve çok işlevlidir ki, istihbarat teşkilatlarının işlerini kolaylaştıran “yer imleri” için de yer bulabilirler.

Diyelim ki birçok işlemci, sıklıkla kullanılan sözde rastgele sayı üreteci (PRNG) ile donatılmıştır. çeşitli sistemlerşifreleme - ve bu kodlamanın güvenilirliği, jeneratör tarafından üretilen dizinin rastgelelik derecesine bağlıdır. PRNG'nin çıkışındaki sırayı öngörülebilir hale getiren işlemci çipinde değişiklikler yapmak teknik olarak mümkündür; bu, onun yardımıyla şifrelenen verilerin, belirli bir PRNG'nin bu özelliğini bilen üçüncü bir taraf tarafından nispeten kolay bir şekilde çözülebileceği anlamına gelir. .

Aynı zamanda, PRNG'nin işleyişinde değişiklikler, hem belirli bir işlemci grubunun üretim aşamasında hem de programlı olarak - örneğin masum görünümlü bir standart güncellemeyle yürütülebilecek belgelenmemiş komutlar kullanılarak yapılabilir. programı.

Bitmiş bir üründe böyle bir bileşeni tespit etmek neredeyse imkansızdır - modern bir işlemci milyarlarca transistör içerir ve çipin röntgenini çekerek bile her bloğun işlevlerini doğru bir şekilde belirlemek imkansızdır. Üstelik bazı durumlarda birinci tip yer imi, PRNG ünitesinin X-ışını analiziyle bile tespit edilemeyecek şekilde yerleştirilebilir.

Bu sadece bir örnek, ancak bazı elektronik ürünlerde donanım olasılığını göz ardı etmenin saflık olacağı açık. Üstelik bu konu hem devletleri hem de büyük ticari şirketleri ilgilendirebilir; örneğin, yakın zamanda ABD Ulusal Güvenlik Ajansı'nın Siemens'i ve diğer Avrupa şirketlerini birkaç yıldır izlediği ortaya çıktı.

Tabii ki, yabancı çip üretimi de belirli bir risk faktörü oluşturuyor ancak o kadar küçük ki ihmal edilebilir. Öncelikle Baikal Electronics'in vurguladığı gibi siparişin ve nihai ürünün uygunluğu sıkı bir şekilde kontrol ediliyor ve dolayısıyla bu aşamada değişiklik yapılması mümkün değil. İkincisi, "yer iminin" uygulanması, fabrikanın işlemci için eksiksiz belgelere sahip olmaması nedeniyle karmaşıktır - bu nedenle içinde arama yapmak bile istenilen blokönemsiz bir görev olabilir. Üçüncüsü, Imagination Technologies'in belirttiği gibi, sözleşmeli çip üreticisine kabul yetkisiz kişiler müşteri verilerine yönelik devasa bir itibar riski.

Gelecek planları

Devlet düzeyinde güvenlik elbette önemli bir konudur, ancak geliştiricinin nihai başarısı, ürünlerinin açık pazardaki başarısından çok daha fazla etkilenir. Şu anda, Rus şirketleri bu konuda son derece zayıf bir şekilde temsil ediliyor - ürünlerinin ana tüketicileri devlet kurumlarıdır. Ancak birçoğu durumun önümüzdeki yıllarda değişebileceğini umuyor.

MCST şirketinin temsilcisi Konstantin Trushkin, küçük ürün serilerinde ve sınırlı yazılım desteğinde bir engel görüyor ancak şirketin bunun üstesinden gelebileceğine inanıyor: “Yaklaşık on bin ürünlik bir hacme ulaştığımızda, çözümlerin maliyetini sadece kuruluşların değil bireylerin de erişebileceği düzeye indirmek mümkün olacak." Aynı zamanda ona göre MCST, yerli geliştiricilerin yabancı geliştiricilerle daha başarılı bir şekilde rekabet etmesine olanak tanıyacak federal hedef programlara büyük ölçüde güveniyor.

KM211 şirketinin bir çalışanı olan Dmitry Pustov, Trushkin ile büyük ölçüde aynı fikirde ve Rus geliştiricilerin önündeki ana engelin, yabancılar da dahil olmak üzere kitlesel pazar yerine küçük ölçekli üretime odaklanmaları olduğuna inanıyor. Aynı zamanda KM211’in şu anki ana müşterileri endüstriyel otomasyon ve güvenlik alanında çözümler geliştiren ticari firmalardır.

Baykal Electronics'te çalışan Andrey Malafeev de dünya pazarına girme ihtiyacı konusundaki bakış açısını destekliyor - ona göre modern mikroelektronik üretimi tek bir ülkeyle sınırlandırılamaz. Baykal-T1 için BAE'den Almanya'ya kadar yarım düzineden fazla ülke öncelikli olarak değerlendiriliyor; Gelecekte pazardaki varlığını genişletmek amacıyla şirket, PC'ler ve mobil cihazlar için işlemciler sunmayı planlıyor.

Imagination Technologies, Rus geliştiricilerin başarısı için anahtarın yalnızca dünya pazarına girmenin değil, aynı zamanda Rusya'da nitelikli personelin yetiştirilmesinin de önemli olduğunu ekliyor. Tony King-Smith'e göre, Rusya'da şu ana kadar yalnızca birkaç üniversitede entegre devre tasarımı konusunda tam teşekküllü dersler veriliyor, oysa bu bilginin bilgisayar bilimleri uzmanlarını yetiştiren tüm üniversitelerde mevcut olması gerekiyor. Düzeltmeye yardımcı olmak için Eğitim süreci, Imagination Technologies yakın zamanda Rusçaya çevrildi ve kullanıma sunuldu serbest erişim David Harris ve Sarah Harris'in aslında üniversite derslerinin önemli bir bölümünü kapsayan “Dijital Devre Tasarımı ve Bilgisayar Mimarisi” ders kitabına.

Rus işlemci geliştiricilerinin bulutsuz bir varoluştan hala çok uzak olduğu açık; aslında çoğu, kamu sektörü veya son derece uzmanlaşmış ticari projeler için küçük partiler halinde ürünler üreten yolculuklarının henüz başında. Bununla birlikte, bu sektörde faaliyet gösteren şirketlerin sayısındaki artış ve uluslararası pazar da dahil olmak üzere kitlesel pazara girme istekleri, birkaç yıl içinde yerli işlemciler hakkında çok daha az şüpheyle konuşacaklarını umut etmemizi sağlıyor.

Baykal Elektronik, performans göstergelerini belirlemek için Baykal-T1 işlemcilerini test etti. Cnews, Rus çipinin performansını Intel ve AMD işlemcilerle karşılaştırdı. Baykal-T1'in özelliklerinin 5-10 yıl önce piyasaya sürülen yabancı cips seviyesinde olduğu ortaya çıktı.

1,2 GHz frekansa sahip Baykal-T1, 28 nm işlem teknolojisi kullanılarak MIPS mimarisi temelinde inşa edilmiştir. Bir DDR3-1600 bellek denetleyicisi ve 1 MB L2 önbellek içerir, bir adet 10 Gb Ethernet bağlantı noktasını, iki adet 1 Gb Ethernet ve SATA 3.0 bağlantı noktasını, bir PCIe Gen.3 x4 denetleyiciyi ve USB 2.0'ı destekler.

Baykal-T1 popüler kriterlerde test edildi: CoreMark, Dhrystone, Whetstone, Stream, IPERF, SPEC CPU2006. Test aşağıdaki koşullar altında gerçekleştirildi:

Baykal Electronics temsilcisi Andrey Malafeev, gerçek performans göstergelerinin "MIPS P sınıfı işlemci çekirdekleri için tahmin edilen özellikleri aştığını ve bunların x86 mimarisiyle karşılaştırıldığında çok avantajlı göründüğünü" belirtti. Öncelikle performansın güç tüketimine ve çip alanına oranından bahsediyoruz.

Cnews uzmanları Baykal-T1'i CoreMark karşılaştırmasında test etti ve sonuçları Intel ve AMD işlemcilerle karşılaştırdı. Sonuçlar beklenenden daha yüksek çıktı, ancak elbette Baykal-T1 herhangi bir rekor kırmıyor:

Baykal-T1'in 2014 yılına kadar geliştirildiğini hatırlayalım. Aralık 2014'te ürünün RTL kodu TSMC fabrikasına devredilmiş ve Mayıs 2015'te ilk mühendislik numuneleri teslim alınmıştır. Bunun ardından Baykal Elektronik çipleri test etti ve Sanayi ve Ticaret Bakanlığı'ndan 500 milyon ruble tutarında kredi aldı. Kendi fonunun 288 adedini bünyesine katan şirket, TSMC'ye sipariş vererek 2016 yılı Eylül ayında 10 bin işlemcilik kurulum partisini teslim aldı. 100.000'inci endüstriyel çip grubunun yakında piyasaya sürülmesi bekleniyor.

Baykal Elektronik şirketi, Baykal-T1 kod adıyla bilinen Rus "çip üzerinde sistem" BE-T1000'in ilk kez perakende satışa çıktığını duyurdu.

Çipler MIPS mimarisini temel alıyor. İki adet P5600 bilgi işlem çekirdeği içerirler. saat frekansı 1,2 GHz'e kadar. DDR3-1600 ECC bellek denetleyicisi var; 1/10 Gb Ethernet, PCIe Gen.3, SATA 3.0 ve USB 2.0 arayüzleri desteği duyuruldu.

İşlemciler BFK3.1 değerlendirme kurullarının bir parçası olarak sunulmaktadır. Bu, Linux işletim sistemi çalıştıran tek kartlı bir bilgisayardır. Kurul, sistem ve uygulamanın geliştirilmesine yöneliktir. yazılım birleştiren donanım çözümlerinin tasarımı ve prototiplenmesi yüksek performans ve enerji verimliliği, ayrıca analiz ve değerlendirme için teknik özellikler"Baykal-T1".

Anakartın FlexATX formatı vardır: 229 × 191 mm. SO-DIMM DDR3-1600 modülü için bir konektör, bir PCIe Gen3 x4 yuvası, iki SATA 3.0 bağlantı noktası, USB girişi 2.0. Ödemeler aracılığıyla satılır Rus ağı CHIP ve DIP mağazaları. Fiyatı 39.900 ruble, bu sayfadan sipariş verebilirsiniz. Anakart, yazılım geliştirme ve düşük seviyeli hata ayıklamanın yanı sıra SoC performansını ve diğer ekipmanlarla uyumluluğunu değerlendirmek için tasarlanmıştır, ancak nihai ürünler oluşturmak için tasarlanmamıştır.

Yerli Baykal işlemcilerin geliştiricileri, bir dizi ölçüm kullanarak bunlar üzerinde kapsamlı testler gerçekleştirdi. Bunlardan biri, Rus ürününün özelliklerinin dünya pazar liderlerinin ürünleriyle karşılaştırılabilirliğini olumlu bir şekilde gösteriyor.

Baykal'a pozitif test

Yerli Baykal işleyicileri, bir dizi parametrede tanınmış dünya endüstri liderlerinin ürünleriyle karşılaştırılabilir performans göstergeleri göstermiştir.

Ağustos 2017'de Baykal Electronics geliştirme şirketi, 1,2 GHz saat frekansında çalışan Baykal-T1 işlemcisinin tam performans testini gerçekleştirdi. Özelliklerini değerlendirmek için, işlemci mikro mimarisinin türüne ve kullanılan yazılım platformuna bakılmaksızın, elde edilen sonuçların sistematik hale getirilmesi olasılığını sağlayan bir teknik kullanıldı.

Ölçümler, hem işlemci hesaplama modüllerinin hem de işlemci modüllerinin performansını belirleyen altı uygulamada gerçekleştirildi. verim uygulanan fonksiyonel bloklar: CoreMark, Dhrystone, Whetstone, Stream, IPERF, SPEC CPU2006.

Test koşulları (kaynak: Baikal Electronics)

Baykal temsilcisi Andrey Malafeev, "Karşılaştırma, Baykal-T1 işlemcinin gerçek performans göstergelerinin, MIPS P sınıfı işlemci çekirdekleri için tahmin edilen özellikleri aştığını ve bunların da x86 mimarisine kıyasla çok olumlu göründüğünü gösterdi" dedi. Electronics, test sonuçları hakkında CNews'e yorum yaptı. Açıklamalarından, performansın güç tüketimine ve performansın çip alanına oranından bahsettiğimiz sonucuna varılabilir.

Baykal-T1 test sonuçları (kaynak: Baikal Electronics)

Malafeev aynı zamanda Baykal-T1'in mimari olarak öncelikle iletişim çözümleri ve gömülü sistemler pazarlarına odaklandığının da farkında. Ancak Malafeev'in bakış açısından, iyi performans söz konusu Baykal-T1'in "çeyrek asırdan fazla süredir gelişen, mevcut ve gelişmekte olan pazarlarda önemli potansiyele sahip geniş bir ekosistemde" evrensel bir işlemci olarak kullanılmasına olanak tanıyor.

Koşullu karşılaştırma

Malafeev ile olan iletişimden anlaşılabileceği gibi, en yüksek değerşirketi testi CoreMark kıyaslamasına göre yapıyor (aşağıdaki diğer ölçümlerle karşılaştırmasını okuyun), daha büyük ölçüdeÇeşitli amaçlarla diğer işlemciler için de kullanılmasına rağmen, gömülü sistemlere yönelik işlemcilere odaklanmaktadır.

Baykal-T1 şu anda test küratörlerinin sitesinde resmi olarak sunulmuyor - Baykal Electronics, testleri için elde ettiği sonuçları henüz kendisine sunmadı.

Tanınmış işlemcilerin CoreMark testinde Baykal-T1 ile seçici koşullu karşılaştırması

Kaynak: CNews Analytics

* iki tek çekirdekli işlemciyi temel alan bir sunucu test edildi

Bu bağlamda, CNews Analytics, netlik sağlamak amacıyla, tanınmış markaların birkaç mevcut işlemcisinin test sonuçlarını seçti ve bunlar arasında Baykal-T1'in beklenen yerini belirtti (tabloya bakın).

Baykal neyle test edildi?

Malafeev'e göre sunulan altı kriter settir sentetik testler belirli uygulamaların belirli bir talimat karışımı ile.

“Geleneksel Dhrystone ve Whetstone kriterleri performansı ölçmek için tasarlandı merkezi işlemci sırasıyla tamsayı aritmetiği ve kayan nokta aritmetiğindeki hesaplamalara dayanıyor” diyor Malafeev. - Evrenseldirler ve yazılabilirler. farklı diller programlama (örneğin, geçen yüzyılın 1960-1970'lerinde piyasaya sürülen Dhrystone ve Whetstone'un ilk versiyonları yazılmıştır) Fortran dilleri ve Algol 60). Aynı zamanda, farklı kütüphaneler kullanabilirler ve farklı derleyiciler tarafından derlenerek önemli ölçüde farklı yürütme kodları üretebilirler, bu da onların yardımıyla elde edilen performans tahminlerini bir dereceye kadar geçersiz kılar. Bu eksiklikler, bazı derlenmiş kodların (DOS, OS/2, Windows sürümleri anlamına gelir) standartlaştırılmasıyla bir dereceye kadar aşılmaktadır.

Uzmana göre CoreMark kıyaslaması gömülü sistemlere odaklanıyor ve liste işleme, matris manipülasyonu, durum makinesi uygulaması ve CRC (Artıklık Kodunu Kontrol Et) hesaplaması gibi işlevleri içeriyor. Standart C dilinde yazılmıştır ve diğer kıyaslamalardan farklı olarak herhangi bir ek kütüphane içermez ve aynı sonucu üretir.

Malafeev, "Bu avantajlar, bu kıyaslamayı giderek daha popüler hale getiriyor ve yavaş yavaş rakiplerin yerini alıyor" diyor. "Ancak Dhrystone ve Whetstone hala oldukça yaygın olarak kullanılıyor."

Uzman, Akış testinin basit bir sentetik olduğunu söylüyor Test programı Basit vektör çekirdekleri için sürekli bellek bant genişliğini (MB/s cinsinden) ve karşılık gelen hesaplama hızını ölçen.

IPERF açık kaynaklı bir araçtır kaynak kodu Ağ performansını test etmek için kullanılabilir. SPEC CPU2006 iki kıyaslama seti içerir: tamsayı performansının hesaplama yoğunluğunu ölçmek ve karşılaştırmak için CINT2006 ve kayan nokta performansının hesaplama yoğunluğunu ölçmek ve karşılaştırmak için CFP2006.

Baykal-T1, üretim çalışmaları, geliştirme maliyetleri, tüketiciler

Baykal-T1, RISC konseptine uygun olarak, yani azaltılmış komut setine sahip işlemciler için oluşturulmuş MIPS (Birbirine Bağlı Boru Hattı Aşamaları Olmayan Mikroişlemci) mimarisine sahip bir işlemcidir.

İşlemcinin geliştirilmesi 2014 yılı sonunda tamamlandı ve Aralık ayında Baykal Elektronik, ürünün sözde RTL kodunu piyasaya sürülmek üzere TSMC fabrikasına devretti. Mayıs 2015'te şirket mühendislik örneklerinin yayınlandığını duyurdu.

Daha sonra, geliştirmenin Sanayi ve Ticaret Bakanlığı'nın desteğiyle, bakanlığın fonlarının ve "2008-2015 için elektronik bileşen tabanı ve radyo elektroniğinin geliştirilmesi" federal hedef programının katılımıyla gerçekleştirildiği bildirildi. “T-nano” ve “T-platformlar” (Baykal Electronics'in ana yapısı) şirketlerinin yatırımları olarak. O dönemde Baykal projesine yapılan yatırımın spesifik miktarını açıklamamıştı.

Daha sonra numuneler manuel olarak test edildi ve Baykal bunların performansına ikna oldu. Bunun ardından 2015 yazının sonunda şirket, seri üretime geçilecek projeye devam etmek için Sanayi ve Ticaret Bakanlığı'na bağlı Endüstriyel Kalkınma Fonu'nun (IDF) uzman konseyine tematik kredi başvurusunda bulundu.

Ekim 2015'te imtiyazlı kredi onaylandı. Şirketin kendi yatırımları 288 milyon RUB'dur. bu kredinin hacmi 500 milyon ruble olarak gerçekleşti. Baykal, bu parayla Aralık 2015'te TSMC'ye sipariş verdi. Eylül 2016'da yaklaşık 10 bin işlemciden oluşan sözde kurulum partisi gün ışığına çıktı.

Mart 2017'de Baykal Electronics, 100.000'inci endüstriyel partinin yakında piyasaya sürüleceğini duyurdu.

Baykal-T1'in ana tüketicileri telekomünikasyon ekipmanı üreticileridir (yönlendiriciler, IP telefonlar, veri depolama cihazları vb.), bilgisayar Teknolojisi, gömülü sistemlere yönelik ekipmanlar (endüstriyel otomasyon, terminaller, otomotiv sistemleri vb.). FRP tahminlerine göre bu pazarlardaki işlemci tüketiminin hacmi yılda %7-15 aralığında artıyor.

Sanırım pek çok kişi, Moskova geliştiricileri Baikal Electronics tarafından iki Imagination Technologies P5600 MIPS 32 r5 çekirdeği ve yerleşik 10GbE ile uygulanan Baykal-T1 işlemcisini zaten duymuştur. Baykal bu çekirdeği silikonda uygulayan ilk kişi oldu.

Dikkat, resimler tıklanabilir - ancak bazı yerlerde oldukça ağırdırlar (100 MB'a kadar).

İşlemcilerin kendileri (toplamda 4 tanesinin açılması gerekiyordu):

BGA alt katmanı ve ısı dağıtımı/koruyucu kapak - diğer modern işlemciler (Intel ve co) gibi, çip de kontaklar aşağı bakacak şekilde döndürülür (flip-chip BGA):

Kristalin kendisi, çoğu çipin tüm alanı boyunca güç sağlamak için olan, tüm alanı boyunca temas noktalarına sahiptir. Bu, yüksek enerji tüketimi nedeniyle değil (sadece düşük, ≤5W), güç devrelerinin endüktansını azaltmak için gereklidir. Yine çoğu modern işlemcinin benzer bir güç kaynağı vardır:

Sol tarafta - Ethernet denetleyicisi(muhtemelen 10GbE KR/KX4), yarısı çerçevede görünüyor:

Metalizasyon kaldırıldıktan sonra, standart hücrelerden (örneğin Multicell, benzer "dalgalar" kullanılarak 180 nm'de sentezlendi) mantığın otomatik olarak sentezlendiğini, bir grup oluşturulan bellek örneği/kayıt dosyasını (bunlar genellikle fabrika tarafından sağlanır) ve alan boyunca dağılmış aynı izleme blokları (muhtemelen küçük beyaz olanlar, mavi dikey dikdörtgenler). Çipin gözle görülür bir kısmı (yaklaşık% 25) transistörler tarafından işgal edilmiyor ve sadece boş hücrelerle dolduruluyor.

Biraz daha yakından bakalım:
Muhtemelen bir izleme ünitesi (örneğin bir invertör zincirinin sıcaklık/üretim hızı). Etrafında boş hücrelerden oluşan bir alan var:

Maksimum optik çözünürlükte standart hücre sıraları. Burada 1 piksel = 28,5 nm, kare genişliği başına 28 mikrometre (0,03 mm), ancak optik çözünürlük yaklaşık 200 nm seviyesindeki kırınım nedeniyle sınırlıdır (çerçevenin bulanık görünmesinin nedeni budur). İlk yaklaşım olarak, buradaki yaklaşımın 180nm'dekiyle aynı olduğu - aynı sıra sırt sırta transistörler - ... transistörler (yani standart hücrelerin bitişik sıraları yansıtılmıştır) olduğu görülebilir. P transistörlü hat biraz daha geniştir:

Üretilen küçük bellek bloklarından biri - gerçek SRAM hücreleri dizisi bloğun küçük bir bölümünü kaplar (geri kalanı satır/sütun sürücüleri ve sinyal yükselticileri, mantıktır) harici arayüz). Etrafınızda "boş" hücrelerin alanını daha ayrıntılı olarak görebilirsiniz (oraya hiçbir şey çizemezsiniz - çipin yüksekliği kabul edilemez, bu kabul edilemez):

Son olarak Baykal'ın immersiyon yağındaki fotoğrafı, son karelerden hemen sonra:

Bana göre Baykal-T1, yerli sivil mikroelektronik alanında ileriye doğru atılmış büyük bir adımdır. Bu, atanan görevleri çözen, modern kitlesel sivil teknolojiler kullanılarak geliştirilen ve üretilen modern bir çekirdektir. standart araçlar- küresel endüstride genel kabul görmüş bir geliştirme rotası, anlaşılır ve herkese açık bir derleyici, anlaşılır ve herkese açık bir işletim sistemi. Onlarsız yapabileceğiniz kendi bisikletlerinizi icat etmek, yerel gelişmelerin gerçek bir belasıdır ve burada bu önlendi.

Şimdilik bu kadar; yakın gelecekte daha sık yayınlamayı umuyorum. Bu tür işleri seviyorsanız artık onlara destek olabilirsiniz.