Самый мощный процессор Эльбрус

Обновлено: 07.07.2024

МЦСТ, разработчик микропроцессоров из России, продемонстрировала первый инженерный образец своего 16-ядерного ЦП «Эльбрус-16С». Процессор представляет собой эволюцию собственной архитектуры VLIW MCST, в которой добавлены такие функции, как виртуализация. Эльбрус-16С предназначен в первую очередь для настольных компьютеров и серверов, которые должны соответствовать государственным требованиям России по безопасности и надежности.

МЦСТ «Эльбрус-16С» основан на микроархитектуре VLIW 6-го поколения компании, которая поддерживает аппаратную виртуализацию, но, по-видимому, не имеет улучшений в отношении количества инструкций за цикл (IPC) по сравнению с микроархитектурой «Эльбрус» 5-го поколения. Чип состоит из 12 миллиардов транзисторов и будет производиться по 16-нм техпроцессу.

Система-на-чипе содержит 16 ядер, работающих на частоте 2 ГГц, имеет восьмиканальный контроллер памяти DDR4, поддерживает 32 линии PCIe Gen 3, четыре порта SATA 3.0 и интегрированные интерфейсы 2,5 GbE и 10 GbE. ЦП может адресовать до 4 ТБ памяти DDR4, что соответствует емкости процессоров AMD EPYC серии 7002, но разработчик не раскрывает, какие модули памяти — RDIMM или LRDIMM — он использует. ЦП имеет TDP 110 Вт.

Что касается производительности, производитель заявляет, что его 16-ядерный процессор может предложить 1,5 FP32 TFLOPS, а также 0,75 FP64 TFLOPS. Это значительно быстрее, чем Эльбрус-8CB предыдущего поколения, который достиг 576 FP32 TFLOPS и 288 FP64 TFLOPS. Однако это значительно ниже, чем у современных передовых ЦП, которые достигают 2,3 FP64 TFLOPS, или графических процессоров, которые могут достигать 9,7 FP64 TFLOPS.

Одной из интересных особенностей процессора МЦСТ Эльбрус-16С является поддержка четырехпроцессорных симметричных мультипроцессорных конфигураций, впервые для компании. Поскольку каждый ЦП в системе поддерживает до 4 ТБ памяти DDR4 ECC, четырехпроцессорный сервер Эльбрус-16С может нести до 16 ТБ памяти DRAM, что не могут поддерживать современные платформы AMD EPYC (поскольку они не поддерживают 4-сокетные конфигурации). Учитывая цену DRAM, маловероятно, что машины на базе Эльбрус-16С с памятью на 232 000 долларов (3 224 * 18 * 4) когда-либо будут производиться в более или менее массовых количествах. Тем не менее, по крайней мере, это будет возможно, если кому-то в российском государственном учреждении потребуется запустить приложение с огромным набором данных на процессоре, разработанном в Москве.

Виртуализация и поддержка 4-way SMP позволят российским производителям серверов со временем создавать облачные серверы на базе компонентов МЦСТ Эльбрус-16С, когда будут доступны соответствующие операционные системы.

На данный момент МЦСТ удалось запустить свою операционную систему «Эльбрус Linux» на прототипе сервера на базе «Эльбрус-16С». Компания проведет оценку образцов процессора в ближайшие кварталы и ожидает, что чип будет готов к массовому производству к концу 2021 года.

Выбор VLIW так долго заставляет меня задуматься о его внутренней работе и о том, как Эльбрусу удалось добиться успеха там, где другие (а именно Intel и Transmeta) потерпели неудачу.

Но, увы, я не думаю, что мы когда-либо узнаем, если кто-то на Эльбрусе не захочет бросить вызов российскому правительству.

Но, увы, я не думаю, что мы когда-либо узнаем, если кто-то на Эльбрусе не захочет бросить вызов российскому правительству.

Ага. Этот проект поддерживается правительством. Но как российский бунтарь может сказать что-то новое о провале Intel и Transmeta?

Доказательств того, что Эльбрус преуспел, мало. Фундаментальные проблемы с VLIW остаются: невозможность найти параллелизм в повседневном коде, низкая плотность кода, низкие тактовые частоты по сравнению с дизайном OoO.

Существует мало свидетельств успеха Эльбруса. Фундаментальные проблемы с VLIW остаются: невозможность найти параллелизм в повседневном коде, низкая плотность кода, низкие тактовые частоты по сравнению с дизайном OoO.

Я вижу, что современные конструкции процессоров в любом случае не сильно отличаются от конструкций VLIW, просто у них более сложный внешний интерфейс, чтобы удовлетворить широкий исполнительный блок. Проблема с Intel + HP EPIC заключалась в том, что они требовали переписать программное обеспечение. Transmeta была слишком мала, чтобы довести свой продукт до зрелости. Во всяком случае, NVIDIA Denver и Caramel продолжили наследие Transmeta.

И под словом "успешно" я подразумеваю тот факт, что они так долго не отставали от этого дизайна. Если это не увенчалось успехом, то я не понимаю, зачем им возиться с шестью поколениями. Россия не хочет, чтобы Эльбрус экспортировал свои технологии, поэтому я не питаю иллюзий, что он преуспеет на коммерческом рынке в том же духе, что и Intel или ARM.

Разработка финансируется государством. Правительство представляет спецификации и требования, которым должно соответствовать каждое поколение ЦП. Если Эльбрус их встретит => успех. Потому что тогда его можно использовать для снабжения определенного оборудования заданным количеством GFLOP. По мере развития архитектуры и расширения возможностей ЦП возможности его применения расширяются.

На мой взгляд, Эльбрус поэтапно развивался таким образом достаточно успешно. Эльбрус моделей 8С и 8СВ уже достаточно хорош для сборки рабочей станции или сервера для хранения данных и запуска веб-сервисов. Теперь это может быть не так быстро или хорошо, но это и не обязательно. Он просто должен быть достаточно хорошим. Что касается цены, то она даже не имеет значения. Процессор Эльбрус, являющийся российской собственностью, покупается за рубли, а не за доллары. Покупаешь Эльбрус - вкладываешь деньги в российскую экономику, а не в чужую.

Как сказано в статье, Эльбрус-16С будет подходить для облачных серверов, что, опять же, расширяет область применения Эльбруса. Теперь у России могут быть «взрослые» дата-центры на Эльбрусе. Также в разработке есть модели для рабочих станций (12С) и устройств (2С3). Все выглядит хорошо, и еще раз повторюсь: ему не нужно конкурировать ни с какими процессорами в каких-либо бенчмарках, оно должно быть достаточно хорошим. Достаточно хорошо означает, что вам не нужно размещать целую серверную стойку там, где достаточно одного другого сервера. Но если иногда приходится ставить в сервер 2 процессора вместо одного, то это не беда.

Следующим шагом для правительства является ужесточение ограничений для собственных структур при закупке ИТ-оборудования. Американец не хотел бы, чтобы ФБР запускало свои серверы и ПК на каком-то китайском процессоре, верно? Тут то же самое. Затем то же самое для коммерческих компаний, в которых государство имеет большую долю. Это может быть не так выгодно с точки зрения отдельного предприятия, но в конечном итоге приносит пользу экономике в целом.

По мере роста объемов производства цена разработки будет распространяться. Тогда он даже может стать доступным для потребителя. Но нет никакой вселенной, чтобы он когда-либо конкурировал с экосистемой Wintel, даже если бы это был чудо процессора. Ну, может, если Microsoft портирует Windows на Эльбрус и будет продвигать его как первоклассную платформу, чтобы любой софт и игры были оптимизированы под архитектуру, то, может быть, хе-хе.

Другие пытались заимствовать (парень из Transmeta ранее работал в Sun, где он узнал о МЦСТ, который был основан как Московский центр технологий SPARC еще в 1990-х) или украсть (Intel угнала Бабаяна и кучу других из МЦСТ). Этого недостаточно, и, к счастью, настоящие компиляторы остались в MCST.

На самом деле, MCST, как правило, поставляет одиночные и четырехъядерные системы — 4C, 8C и 16C — все четырехъядерные на языке Xeon, — даже если я тестировал их модель 802, и она тоже работала.

Некоторым из нас этого уже достаточно: 125 тысяч рублей за мобильное устройство E8C-mITX — это около 1500 долларов, и я могу себе это позволить, например, в любой месяц.

Одной из интересных особенностей процессора МЦСТ Эльбрус-16С является поддержка четырехпроцессорных симметричных мультипроцессорных конфигураций, впервые в компании.

Определенно не первый: у нас есть серверы 4.4 и 804, которые используют четырехъядерные 4C и 8C соответственно; не помню, что было с 2C, IIRC были возможны конфигурации с двумя процессорами.

Виртуализация и поддержка 4-way SMP позволят российским производителям серверов со временем создавать облачные серверы на базе компонентов МЦСТ Эльбрус-16С, когда будут доступны соответствующие операционные системы.

Спасибо за статью, несмотря на эти ляпы. Привет из Москвы ;-)

Все выглядит хорошо, и еще раз повторюсь: ему не нужно конкурировать ни с какими процессорами в каких-либо тестах, оно должно быть достаточно хорошим. Достаточно хорошо означает, что вам не нужно размещать целую серверную стойку там, где достаточно одного другого сервера. Но если иногда приходится ставить в сервер 2 процессора вместо одного, то это не беда.

Хотелось бы, чтобы в технических кругах этот вопрос получил более пристальное внимание. Часто дело не в том, сколько богомарок вы можете получить. Это зависит от того, получите ли вы достаточно.

Получите мгновенный доступ к последним новостям, подробным обзорам и полезным советам.

Благодарим вас за регистрацию в Tom's Hardware. Вскоре вы получите электронное письмо с подтверждением.

Возникла проблема. Обновите страницу и повторите попытку.

Отправляя свою информацию, вы соглашаетесь с Условиями использования и Политикой конфиденциальности и вам исполнилось 16 лет.

Эльбрус-8С МЦСТ не получил одобрения крупнейшего банка России.

СберИнфра, технологическое подразделение Сбера, крупнейшего российского банка, оценило российские процессоры МЦСТ Эльбрус-8С в различных рабочих нагрузках, но результаты оказались крайне неутешительными, и процессоры не прошли тест. В качестве основных причин сбоя тестировщики назвали «Недостаточно памяти, медленная память, мало ядер, низкая частота. Функциональные требования вообще не были выполнены». Однако надежда есть, считают инженеры СберИнфры.

Доморощенное оборудование…

В рамках продолжающегося конфликта с западным миром после аннексии Крыма в 2014 году и продолжающейся войны против Украины Россия публично заявила о своем намерении заменить аппаратное и программное обеспечение, разработанное в США и Европе, собственными технологиями. С аппаратной стороны это означало переход с x86-платформ AMD Epyc и Intel Xeon Scalable на собственные ЦП, такие как процессоры МЦСТ «Эльбрус», основанные на проприетарной VLIW-подобной архитектуре, а также SoC на базе Arm от Baikal Electronics.< /p>

На данный момент некоторые российские государственные учреждения и компании, контролируемые государством, внедрили системы на базе «Байкал» и «Эльбрус». Но когда дело доходит до критически важных серверов, никто не использует доморощенные машины. Это происходит в значительной степени из-за того, что большинство машин российского производства имеют меньшее количество ядер (по сравнению с основными серверами), недостаточный объем медленной и устаревшей памяти, низкие тактовые частоты и плохую оптимизацию программного обеспечения «из коробки».

«Сервер Эльбрус-8С очень слаб по сравнению с Intel Xeon Cascade Lake», — сказал Антон Жбанков, представитель СберИнфры, на конференции Elbrus Partner Day (через ServerNews.ru) в начале этого месяца. "Недостаточно памяти [256 МБ], медленная память, мало ядер, низкая частота. Функциональные требования не выполнены вообще."

Эльбрус-8С: 8C/8T, 1,30 ГГц, 16 МБ L3, расчетная мощность 70 Вт, четырехканальная память DDR3-1600, 28 нм, 250 FP64 GFLOPS
Intel Xeon Gold 6230: Cascade Lake-SP, 20C/40T, 2,10–3,90 ГГц, 27,5 МБ L3, 125 Вт TDP, 14 нм
Эльбрус-8CB: новая микроархитектура, 8C/8T, 1,50 ГГц, 16 МБ L3, TDP 90 Вт, четырехканальная память DDR4-2400, 28 нм, 576 FP64 GFLOPS

По сути, оценка СберИнфры стала первым углубленным тестированием платформы «Эльбрус-8С» в банковском приложении. Оценщики сравнили двух- и четырехпроцессорные машины Эльбрус-8С (от 16 до 32 ядер на коробку) с двухпроцессорным сервером на базе процессора Intel Xeon Gold 6230, который компания использует в настоящее время. СберИнфра не смогла протестировать более мощный Эльбрус-8СВ, так как он до сих пор недоступен, несмотря на то, что официально представлен.

…Не может конкурировать со стандартными деталями

Являясь одним из крупнейших банков в Европе, который предлагает гораздо больше услуг, чем просто банковские услуги, Сбер предъявляет определенные требования к оборудованию и имеет собственную методологию тестирования для оценки машин, которые он рассматривает для развертывания. Эта методология включает следующее:

Функциональное тестирование (44 параметра, чтобы убедиться, что платформа может запускать то, что нужно Сберу, и может управляться так, как это нужно Сберу);
Синтетическое тестирование (с использованием PGbench из пакета PostreSQL, а также SPEC CPU 2017);
Тестирование приложений (с использованием приложений Java).

Каждый сервер начинается с его шасси и некоторых общих функций, таких как удаленное управление, которые Sber оценивает в рамках своей процедуры функционального тестирования. Судя по всему, машина МЦСТ «Эльбрус-8С» не прошла 84% функционального тестирования Сбера, так как ее нельзя было легко снять со стойки, отсутствовали надлежащие светодиодные индикаторы и поставлялась без удаленного управления, что в значительной степени делало ее непригодной для использования в коммерческих центрах обработки данных. . Однако надежда есть.

«Одним из удивительных моментов в сервере «Эльбрус-8С» было то, что это реальный продукт, — сказал Жбанков. «Это был настоящий сервер, который нам дали. […] Это реальный продукт со своими недостатками, множеством недостатков, но мы можем с ними работать».

Сводка оценки Эльбрус-8С

4-процессорный Эльбрус-8C против 2-процессорного Intel Xeon Gold 6230
ЦП SPEC 2017	2,62 (базовый) ~ в 3,15 (пик) раза медленнее
PGbench/PostreSQL	1,7 (профиль только для чтения) ~ в 3,3 (профиль чтения и записи) раз ниже
Java	Время отклика в 23–26 раз выше

В то же время в тестах PGbench/PostreSQL машина Xeon Gold 6230 оказалась в 1,7 (профиль только чтение) ~ 3,3 (профиль чтение-запись) раза лучше (по количеству транзакций на 100 000 долларов США), чем сервер Эльбрус-8С в зависимости от рабочая нагрузка, которая значительна, но не намного ниже.

С Java-приложениями или эмулируемыми рабочими нагрузками Java ситуация стала намного хуже для платформы Эльбрус-8С, которая показала в 23–26 раз большее время отклика и не соответствовала ни одному из требований Сбера к качеству обслуживания. По словам компаний, хорошая новость заключается в том, что благодаря оптимизации производительности время запуска и время отклика приложений Java улучшилось. Машина «Эльбрус-8С» по-прежнему была не совсем конкурентоспособна по сравнению с сервером Xeon, но ее производительность можно улучшить с помощью программных настроек.

Потребуются годы, чтобы наверстать упущенное

Но хотя инженеры СберИнфры ожидали, что машина «Эльбрус-8С» будет работать намного хуже и на порядки медленнее, чем машина Intel Xeon Gold 6230 2019 года, даже двух-трехкратная разница в производительности достаточно значительна, чтобы коммерческие компании не стали развертывать платформу, так как это не имеет финансового смысла.

"На данный момент Сбербанк говорит, что нет, мы не можем развернуть машины Эльбрус в нашей экосистеме, но мы приятно удивлены, что это вообще работает", — сказал Жбанков.

Пока есть проблемы даже с самим дизайном системы МЦСТ, поэтому производительность процессора — это то, что ни Сбер, ни любой другой гиперскейлер даже нормально не оценят. Говоря о производительности процессора, компания представила Эльбрус-8СВ несколько лет назад, и ожидается, что он появится в ближайшее время. Этот чип обещает значительно более высокую производительность за счет новой микроархитектуры и улучшенной поддержки памяти. Кроме того, у МЦСТ есть довольно амбициозная дорожная карта серверов, которая включает в себя 12-ядерный процессор «Эльбрус», 16-ядерный процессор, снятый с производства в прошлом году, и даже 32-ядерную систему на кристалле для систем класса PetaFLOPS.

В будущем процессоры МЦСТ «Эльбрус» станут значительно быстрее, чем сегодня. Тем не менее, проблема в том, что у компании уходит огромное количество времени на разработку новых процессоров и вывод их на рынок (например, Эльбрус-8СВ был анонсирован в 2018 году). Поэтому к моменту появления амбициозных 32-ядерных «Эльбрусов» чипы AMD и Intel будут на порядки быстрее и эффективнее по показателю производительности на ватт, чем сегодня. В связи с этим возникает вопрос, догонят ли различные отечественные китайские или российские процессоры процессоры ведущих разработчиков.

Ответ кажется многогранным. Такие компании, как MCST, могут разрабатывать ЦП, которые достаточно хороши для офисных рабочих нагрузок. Такие системы вполне могут быть развернуты правительствами, которые могут доплачивать за поддержку отечественных разработчиков ЦП и не использовать иностранные технологии. Самодельные ЦП также можно использовать для создания суперкомпьютеров, если такие вещи, как масштабируемость и энергоэффективность, не вызывают беспокойства. Однако не похоже, что такие отечественные процессоры в ближайшее время не догонят разработки AMD, Intel и новых разработчиков серверных SoC на базе Arm.

МЦСТ, российский разработчик микропроцессоров и серверов, впервые продемонстрировал свой первый 16-ядерный процессор.

Система-на-чипе «Эльбрус-16С» делает еще один шаг вперед, догоняя современные чипы AMD и Intel, но удивительно, что новая серверная платформа может превзойти серверные платформы AMD EPYC по одному важному показателю: поддержке DRAM.< /p>

ЦП МЦСТ Эльбрус-16С объединяет 16 ядер с собственной микроархитектурой, работающих на частоте 2 ГГц, восьмиканальный контроллер памяти DDR4-3200 с поддержкой ECC, 32 линии PCIe 3.0, четыре порта SATA 3.0 и встроенный модуль 10GbE. и интерфейсы 2.5GbE. Чип основан на новой микроархитектуре, поддерживающей аппаратную виртуализацию.

Вот наш список лучших услуг веб-хостинга.
Ознакомьтесь с нашим списком лучших серверов для малого бизнеса на рынке.
Мы составили список лучших провайдеров хостинга выделенных серверов 2020 года.

Разработчик заявляет, что его 16-ядерный процессор будет обеспечивать производительность 1,5 FP32 TFLOPS, а также 0,75 FP64 TFLOPS. В общем, такие уровни производительности едва ли могут впечатлить. Например, GPU Nvidia A100 может достигать 19,5 FP32 TFLOPS и 9,7 FP64 TFLOPS, что примерно в 13 раз выше, чем у Эльбрус-16C.

Но у 16-ядерного процессора MCST есть две важные особенности: он поддерживает до 4 ТБ памяти на каждый процессор и может работать в четырехпроцессорных конфигурациях SMP. В результате четырехпроцессорный сервер на базе «Эльбрус-4С» может поддерживать до 16 ТБ памяти DDR4. МЦСТ не раскрывает, какие именно модули должны быть использованы, но, вероятно, речь идет о 256-гигабайтных RDIMM или LRDIMM.

Напротив, платформы AMD EPYC могут иметь до 8 ТБ DRAM на блок, поскольку процессоры могут работать только в двухпроцессорных конфигурациях.

Есть приложения, которые используют большие наборы данных и для которых объем памяти имеет большое значение, и именно здесь четырехсторонняя платформа МЦСТ Эльбрус-16С может проявить себя.Сможет ли он превзойти некоторые из существующих серверных платформ, еще неизвестно, но, по крайней мере, россияне смогут создавать свои собственные машины, поддерживающие 16 ТБ на коробку.

В настоящее время МЦСТ проводит оценку образцов процессоров Эльбрус-16С, которые уже могут работать под управлением операционной системы Эльбрус Linux, и ожидает, что будет готово начать массовое производство процессоров с использованием 16-нм техпроцесса в конце 2021 года.

Антон Шилов — редактор новостей в AnandTech, Inc. Более четырех лет он пишет для журналов и веб-сайтов, таких как AnandTech, TechRadar, Tom's Guide, Kit Guru, EE Times, Tech & Learning, EE Times Asia. , Дизайн и повторное использование.

Все крупные сверхдержавы мира заинтересованы в создании собственных кремниевых процессоров. Важный компонент этого позволяет сверхдержаве отказаться от процессоров, базирующихся в США, гарантировать отсутствие дополнительных лазеек и, при необходимости, добавить свои собственные. Как мы видели на примере Китая, нестандартные конструкции чипов, совместные предприятия на базе архитектуры x86 или производные от ARM кажутся на повестке дня. Итак, приходит Россия с ее индивидуальным дизайном Elbrus VLIW, который, кажется, уходит своими корнями в SPARC.

Россия уже несколько лет создает процессоры под названием «Эльбрус». Для тех из нас, кто находится за пределами России, в основном было большим вопросом, что на самом деле находится под капотом — эти чипы созданы для нестандартных серверов и офисных ПК, часто по указанию российского правительства и его требованиям. Благодаря документам с российских событий в области суперкомпьютеров, мы получили представление о конструкции, однако им уже несколько лет. Если вы не в России, вы вряд ли когда-нибудь доберетесь до него. Однако недавно мы обратили внимание на новое руководство по программированию, опубликованное в Интернете для последних разработок процессоров Эльбрус-8СВ.

Последний чип Эльбрус-8CB, как подробно описано в новом онлайн-руководстве по программированию, опубликованном на этой неделе, построен на 28-нм техпроцессе TSMC и имеет площадь 333 мм 2 и 8 ядер с частотой 1,5 ГГц. Пиковая пропускная способность, согласно документам, составляет 576 GFLOP с одинарной точностью, при этом чип предлагает четыре канала DDR4-2400, что соответствует 68,3 ГБ/с. Кэши L1 и L2 являются частными, с кешем L1-D 64 КБ, кешем L1-I 128 КБ и кешем L2 512 КБ. Кэш L3 распределяется между ядрами по 2 МБ на ядро, что в сумме составляет 16 МБ. Процессор также поддерживает многопроцессорные комбинации 4-процессорных серверов, хотя не указано, какой протокол и какая пропускная способность.

Этот дизайн ориентирован на компилятор, как и некоторые другие сложные чипы, поскольку большая часть оптимизации происходит на уровне компилятора. Основываясь на первых проектах компиляторов в прошлом, это обычно не приводит к успешному продукту. В документах от 2015 года говорится, что постоянной целью дизайна Эльбруса является двоичная трансляция x86 и x86-64 с накладными расходами всего 20%, обеспечивающая полную поддержку кода x86, а также операционных систем x86, включая Windows 7 (это могло быть обновлено после 2015 г.).

Ядро имеет шесть исполнительных портов, многие из которых поддерживают несколько портов. Например, четыре порта могут быть портами загрузки, а два порта могут быть портами хранения, но все они могут выполнять операции с целыми числами, и большинство из них могут выполнять операции с плавающей запятой. Четыре порта могут выполнять операции сравнения, а эти четыре порта также могут выполнять векторные вычисления.

Ядро Эльбрус 8СВ

Более важный вопрос заключается в том, насколько вероятно, что любой из этих проектов по разработке процессоров, финансируемых государством, будет успешным в масштабе. Теоретически группы, финансируемые государством, должны финансироваться лучше всего, однако даже при всех деньгах в мире инженеры по-прежнему необходимы для выполнения задач. Даже если в конечном итоге появится новый суперпроцессор для данной сверхдержавы, всегда будут корыстные интересы в степени безопасности, хотя и неизвестности, особенно если аппаратное обеспечение разработано специально для обслуживания секретных уровней вычислений. Есть также дополнительные сложности, связанные с тем, что правительство США ужесточает свои гайки вокруг TSMC и ASML, чтобы не принимать заказы от определенных компаний — могут возникнуть любые планы по расширению этих границ, в зависимости от того, насколько хороши продукты или насколько угрожают некоторые страны, вовлеченные в это.

Читайте также: