РУССКИЕ пришли
Summarized by Gris
Недавно нам на глаза попалась очень
интересная информация, которой бы нам
хотелось поделиться с вами, дорогие чи-
татели. Очень жаль, что мы не можем вам
предоставить информацию полность (да вам
это и не надо) в виду ее большого об'ема
(примерно 300Кбайт). По этой причине
предоставляем вам выжимки из данного до-
кумента.
Сразу хочу сказать, что в нижеизложен-
ном тексте приводится техническое описа-
ние нового процессора и его модификаций,
разработанного русскими инженерами, ко-
торый носит название "Эльбрус".
На забывайте, что весь текст приводится
от лица разработчиков.
Описание проекта
Целью этого проекта является разработ-
ка новой постRISC-овской архитектуры
ЭВМ, соответствующего кристалла микроп-
роцессора, рабочей станции на основе
этого кристалла, оптимизирующего
компилятора, а так же системы двоичной
компиляции, обеспечивающей высокоэффек-
тивное и на 100% надежное выполнение
двоичного кода для х86 архитектуры про-
цессоров фирмы Intel. Поддерживается вы-
сокий уровень безопасности программиро-
вания.
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ
Предлагаемый в настоящей разработке ме-
тод широкой команды позволяет использо-
вать параллелизм на уровне операций для
повышения быстродействия. Достигается
теоретический предел логической скорости
для данного объема оборудования. Благо-
даря введению явного параллелизма в ма-
шинный язык большая часть трудной работы
по планированию вычислений передана от
аппаратуры оптимизирующему компилятору.
Это позволяет достичь высокой логической
скорости благодаря возможности реализо-
вать более сложные оптимизации и, в то
же время, упрощает аппаратуру и позво-
ляет достичь высокой тактовой частоты.
Скорость микропроцессора на хорошо из-
вестных программах проверки
производительности SPEC составляет 135
SPECint95 и 350 SPECfp95 при тактовой
частоте равной 1200 МГц на технологии
0.18 мкм. Таким образом достигается поч-
ти двукратное преимущество по быстродей-
ствию над самым быстрым западным микроп-
роцессором следующего десятилетия.
Этот микропроцессор фактически является
второй реализацией этого нового подхода,
разрабатываемого коллективом с 1986 г.
Первой реализацией был "Эльбрус-3" -
предельно быстрая вычислительная машина,
изготовленная в 1991 г. Она была в 2 ра-
за быстрее, чем наиболее производитель-
ная в то время супер ЭВМ Cray Y-MP, нес-
мотря на весьма несовершенную оте-
чественную технологию изготовления
кристаллов.
СОВМЕСТИМОСТЬ
Проект позволяет достичь полной
совместимости с архитектурной платформой
х86 на двоичном уровне. Проект полностью
независим юридически от интеллектуальной
собственности фирмы Intel благодаря но-
вой методике двоичной компиляции, разра-
ботанной коллективом.
БЕЗОПАСНОСТЬ ПРОГРАММИРОВАНИЯ
Безопасность программирования, лег-
кость отладки программ, легкость
построения очень больших и надежных про-
граммных систем из отдельных частей, ра-
зработанных большим количеством различ-
ных программистов, по мере развития
вычислительной техники приобретают всё
большее значение. Одна из причин этой
ситуации состоит в широком использовании
Internet и растущем размере типичных
программных приложений. Безопасное прог-
раммирование нужно разработчикам прог-
раммного обеспечения для того, чтобы
иметь возможность успешно отлаживать
большие приложения. Оно нужно и пользо-
вателям ЭВМ, чтобы не бояться пользо-
ваться сетью Internet и свободно считы-
вать из нее программы других авторов.
Сегодня язык Java от Sun Microsystems
предложил высокий уровень безопасности,
в результате чего специалисты хорошо
приняли этот язык на вооружение.
Однако разработчики выбрали другой
подход. Данный микропроцессор поддержи-
вает типы данных в аппаратуре и прове-
ряет их правильную обработку во время
выполнения. Это единственно возможное
разрешение противоречия между безопас-
ностью, с одной стороны, и универсаль-
ностью и эффективностью, с другой. Мы
имеем 20-летний опыт разработки и под-
держки трех поколений ЭВМ на основе этой
философии. В результате применения этой
технологии, разработанной и проверенной
на практике нашим коллективом, предла-
гаемый микропроцессор: улучшает безопас-
ность уже существующих языков, таких как
Java, Fortran и т.д. и, что более важно,
добавляет высокий уровень безопасности
весьма широко распространенным языкам С
и С++. Благодаря аппаратной поддержке
этот микропроцессор обеспечивает высокий
уровень безопасности.
БЕЗОПАСНОСТЬ INTERNET
На основе нашего 20-летнего опыта в
разработке нескольких поколений вычисли-
тельных комплексов "Эльбрус" с
высоконадежной и обеспечивающей безопас-
ность контекстной защитой мы можем пред-
ложить новое улучшение этой архитектуры
для поддержки безопасного программирова-
ния и дополнить существующие ОС и файло-
вые системы средствами работы в
Internet. Этот проект улучшит организа-
цию Internet и обеспечит возможность бе-
зопасного совместного использования уда-
ленных файлов в защищенном и безопасном
режиме.
НЕБОЛЬШОЙ КРИСТАЛЛ
Имея достаточное финансирование, в
дополнение к большому кристаллу можно
создать его меньший вариант для встроен-
ных и сетевых компьютеров. Преимущества
нашей разработки здесь состоят в самой
высокой производительности для данного
размера кристалла и легкости отладки
сложных кодов программ, работающих в
реальном масштабе времени. Это дости-
гается благодаря высокому уровню
безопасности и строгому контролю аппа-
ратно поддерживаемых типов команд во
время выполнения.
ПРИЛОЖЕНИЯ МУЛЬТИМЕДИА
Наша архитектура широкой команды хоро-
шо подходит для мультимедиа-расширений
набора команд. В настоящее время ряд
фирм, таких, как Chromatic (Mpact),
Philips (TriMedia), Microunity, TI,
анонсировали мощный специализированный
кристалл для приложений мультимедиа. На-
ряду с этим, все основные фирмы,
разрабатывающие универсальные
микропроцессоры, расширили свои наборы
команд специальными командами для прило-
жений мультимедиа. Наш универсальный
микропроцессор и небольшой кристалл
имеют высокоэффективную аппаратную под-
держку мультимедиа и 3D графики.
ТЕКУЩЕЕ СОСТОЯНИЕ ДЕЛ
Разработаны:
- Verilog описание на уровне RTL
аппаратуры с предварительной оценкой
возможной тактовой частоты (сейчас оно
находится в процессе детальной логичес-
кой верификации);
- оптимизирующий компилятор, испол-
няющий все SPEC пакеты и другие большие
приложения (не все оптимизации законче-
ны);
- точное (выполненное на тактовом уров-
не) устройство моделирования аппаратуры,
исполняющее все большие приложения;
- программа двоичной компиляции, испол-
няющая большие приложения, скомпилиро-
ванные из двоичного кода х86 (не все с
полной оптимизацией).
В режиме бинарной компиляции исполняют-
ся все версии операционных систем фирмы
Microsoft.
ВРЕМЕННЫЕ РАМКИ
ВОЗМОЖНОГО ОКОНЧАНИЯ
ПРОЕКТА
После начала финансирования необходимо
иметь 3 года для завершения аппаратного
и программного обеспечения и дополни-
тельно один год для полной верификации
системы.
РЫНОЧНЫЕ СООБРАЖЕНИЯ
В ближайшем будущем фирма Intel соби-
рается выпустить микропроцессор Mesrced,
основанный на новой постRISC-овской ар-
хитектуре ЭВМ (IA-64) c использованием
широкой команды с явным параллелизмом
EPIC. "Если Intel сможет установить IA-
64 в качестве программного стандарта,
она установит новый уровень
производительности, который вряд ли бу-
дет сравним с производительностью чистых
процессоров IA-32, выпущенных ее
конкурентами, или даже большинства
процессоров на основе RISC, что сделает
Intel лидером по производительности...
Intel будет иметь сильный портфель па-
тентов, защищающих IA-64. Поскольку
большинство, если не все, текущие
лицензионные соглашения, заключенные
фирмой Intel, истекут к 2000г., другим
производителям будет почти невозможно
создавать совместимые кристаллы без ли-
цензии от Intel. В этой ситуации Intel
предпочтет сохранить свое положение
монополиста." (MicroDesign Resources
(<Intel Microprocessor Forecast -
Product Roadmap, Volumes, Costs and
Prices> 1996, стр.12.)). В этой ситуации
наш проект имеет очень существенные
преимущества. Согласно показателям
производительности, опубликованным в том
же докладе (стр.6), наш процессор будет
в 3 раза быстрее Merced. На двоичных ко-
дах Intel он будет еще более быстрым
благодаря двоичной компиляции. Наш
проект не основан на архитектуре IA-64.
Он защищен нашими собственными патента-
ми, поэтому нет никаких юридических
проблем. Наш микропроцессор обеспечивает
безопасность при использовании широко
распространенных языков, таких, как С и
С++, и обычных ОС, таких, как Linux.
Вот так сейчас обстоят дела с нашими
процессорами. Теперь для того, чтобы вы,
дорогие читатель, прочувствовали всю
злобу дня, мы предлагаем вам небольшое
описание процессора Merced, котоpое было
взято с официального сайта фиpмы Intel.
Архитектура IA-64:
новые возможности
архитектуры Intel
Architecture (IA)
Рынок вычислительных систем активно
диверсифицируется и становится все более
сегментированным во всем диапазоне от
мобильного ПК до сервера. Стремясь к
созданию оптимальных решений для каждого
сегмента рынка, корпорация Intel расши-
ряет серию своих продуктов. Процессоры с
архитектурой IA-32 будут и далее предос-
тавлять возможность наращивания
производительности в секторах мобильных
и настольных ПК, серверов и рабочих
станций. В то же время процессоры с
архитектурой IA-64 позволят распростра-
нить область применения архитектуры
Intel на сектор высокопроизводительных
серверов и рабочих станций. Первым про-
цессором с архитектурой IA-64 будет
процессор Merced. Как и другие процессо-
ры с архитектурой IA-64, процессор
Merced будет иметь полную аппаратную
совместимость с процессорами IA-32 на
уровне двоичного кода, что гарантирует
защиту вложений конечных пользователей в
программные средства.
Архитектура IA-64 соединяет в себе
уникальный комплекс новаторских техноло-
гий, включая явный параллелизм, предска-
зание ветвлений, спекулятивное исполне-
ние и т. п. Высокая степень
масштабируемости позволяет удовлетворить
требования различных сегментов рынка
серверов и рабочих станций. Важнейшим
принципом при разработке IA-64 была пол-
ная двоичная совместимость с архитекту-
рой IA-32 на аппаратном уровне, что поз-
волит конечным пользователям свободно
применять программные средства,
разработанные для IA-32. Таким образом,
архитектура IA-64 отличается масштаби-
руемостью, высочайшим уровнем
производительности и полной совмести-
мостью с существующим программным обес-
печением для архитектуры IA-32.
