{"id":54651,"date":"2019-12-31T00:00:00","date_gmt":"2019-12-30T21:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/blog_prohoster\/shd-aerodisk-na-otechestvennyh-protsessorah-elbrus-8s"},"modified":"2020-02-18T14:02:41","modified_gmt":"2020-02-18T11:02:41","slug":"shd-aerodisk-na-otechestvennyh-protsessorah-elbrus-8s","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/da\/blog\/administrirovanie\/shd-aerodisk-na-otechestvennyh-protsessorah-elbrus-8s","title":{"rendered":"AERODISK Lagringssystem p\u00e5 hjemlige Elbrus 8S processorer","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

\"AERODISK<\/p>\n

<\/p>\n

Hej, l\u00e6sere af Habr. Vi vil gerne dele en meget behagelig nyhed. Vi har endelig f\u00e5et det faktiske serieudgave af den nye generation af russiske processorer, Elbrus 8C. Den officielle serieproduktion skulle starte allerede i 2016, men i praksis begyndte masseproduktionen f\u00f8rst i 2019, og indtil nu er der blevet udgivet omkring 4000 processorer.<\/p>\n

<\/p>\n

N\u00e6sten umiddelbart efter starten af serieproduktionen dukkede disse processorer ogs\u00e5 op hos os i AERODISK, og vi vil gerne takke NORSI-TRANS for venligst at have stillet os deres hardwareplatform Yakhont UVM til r\u00e5dighed, som underst\u00f8tter Elbrus 8C-processorerne, for at udf\u00f8re porteringen af softwaredelen af SAN. Dette er en moderne, alsidig platform, der opfylder alle krav fra MCST. I \u00f8jeblikket anvendes platformen af specielle forbrugere og kommunikationsoperat\u00f8rer til at sikre, at de fastlagte handlinger udf\u00f8res i forbindelse med operationel efterforskning. <\/p>\n

<\/p>\n

I \u00f8jeblikket er porteringen afsluttet, og allerede nu er SAN AERODISK tilg\u00e6ngelig med indf\u00f8dte Elbrus-processorer. <\/p>\n

<\/p>\n

I denne artikel vil vi fort\u00e6lle om selve processorerne, deres historie, arkitektur og naturligvis om vores implementering af SAN p\u00e5 Elbrus.<\/p>\n

<\/a><\/noindex><\/p>\n

Historik<\/h2>\n

<\/p>\n

Historien om Elbrus-processorerne g\u00e5r tilbage til Sovjetunionens tid. I 1973 startede udviklingen af multiprocessorberegningskomplekser med navnet \"Elbrus\" ved S.A. Lebedev Instituttet for pr\u00e6cisionsmekanik og computert teknik (det samme institut, hvor Sergey Lebedev tidligere ledede udviklingen af den f\u00f8rste sovjetiske computer MESM og senere BESM). Udviklingen blev ledet af Vsevolod Sergeyevich Burtsev, og Boris Artashesovich Babayan, som var en af de to\u526fhead konstrukt\u00f8rer, spillede ogs\u00e5 en aktiv rolle i udviklingen. <\/p>\n

<\/p>\n

\"AERODISK
\nVsevolod Sergeyevich Burtsev<\/em><\/p>\n

<\/p>\n

\"AERODISK
\nBoris Artashesovich Babayan<\/em><\/p>\n

<\/p>\n

Den prim\u00e6re bestiller af projektet var selvf\u00f8lgelig de v\u00e6bnede styrker i USSR, og denne computerserie blev i sidste ende brugt med succes til at skabe kommando-beregningscentre og skydev\u00e5ben kompleks systemer til missilforsvar samt andre systemer til specialform\u00e5l. <\/p>\n

<\/p>\n

\"AERODISK<\/p>\n

<\/p>\n

Den f\u00f8rste computer \"Elbrus\" blev f\u00e6rdiggjort i 1978. Den havde en modul\u00e6r arkitektur og kunne inkludere mellem 1 og 10 processorer baseret p\u00e5 standardintegrationskredsl\u00f8b. Ydelsen p\u00e5 denne maskine n\u00e5ede op p\u00e5 15 millioner operationer i sekundet. M\u00e6ngden af hukommelse, der var f\u00e6lles for alle 10 processorer, var op til 2 til 20. potens maskinord eller 64 MB. <\/p>\n

<\/p>\n

Senere viste det sig, at mange af de teknologier, der blev brugt under udviklingen af \"Elbrus\", ogs\u00e5 blev unders\u00f8gt internationalt p\u00e5 samme tid, og at International Business Machine (IBM) arbejdede med dem, men arbejdet med disse projekter, i mods\u00e6tning til arbejdet med \"Elbrus\", blev aldrig afsluttet og f\u00f8rte ikke til skabelsen af et f\u00e6rdigt produkt. <\/p>\n

<\/p>\n

If\u00f8lge Sevorod Burtsov, gjorde de sovjetiske ingeni\u00f8rer en indsats for at anvende den mest avancerede erfaring fra b\u00e5de indenlandske og udenlandske udviklere. Arkitekturen af \"Elbrus\"-computerne blev ogs\u00e5 p\u00e5virket af Burroughs-computere, Hewlett-Packard's udviklinger samt erfaringen fra udviklerne af B\u042d\u0421\u041c-6.<\/p>\n

<\/p>\n

Men samtidig var mange af udviklingerne originale. Det mest interessante ved \"Elbrus-1\" var netop dens arkitektur. <\/p>\n

<\/p>\n

Den skabte supercomputer blev den f\u00f8rste EVM i USSR, der anvendte super-skalar arkitektur. Den masseudbredte brug af super-skal\u00e6re processorer i udlandet begyndte f\u00f8rst i 1990'erne med introduktionen af de tilg\u00e6ngelige Intel Pentium-processorer p\u00e5 markedet.<\/p>\n

<\/p>\n

Derudover kunne der anvendes specielle input-output processorer til at organisere overf\u00f8rslen af datastreams mellem perifere enheder og brugerens hukommelse. Der kunne v\u00e6re op til fire s\u00e5danne processorer i systemet, de arbejdede parallelt med centralprocessoren og havde deres egen dedikerede hukommelse.<\/p>\n

<\/p>\n

Elbrus-2<\/h3>\n

<\/p>\n

I 1985 fik \"Elbrus\" sin logiske forts\u00e6ttelse, og computeren \"Elbrus-2\" blev udviklet og sendt til seri\u00f8s produktion. Arkitekturen adskilte sig ikke meget fra sin forg\u00e6nger, men en ny komponentbasis blev anvendt, hvilket gjorde det muligt at \u00f8ge den samlede ydeevne n\u00e6sten 10 gange \u2013 fra 15 millioner operationer i sekundet til 125 millioner. M\u00e6ngden af hukommelse i computeren blev \u00f8get til 16 millioner 72-bit ord eller 144 MB. Den maksimale b\u00e5ndbredde for input-output kanalerne i \"Elbrus-2\" var 120 MB\/s.<\/p>\n

<\/p>\n

\u00abElbrus-2\u00bb blev aktivt anvendt i kerneforskingscentre i Chelyabinsk-70 og i Arzamas-16 i kontrolcentret, i A-135's missileforsvarssystem, samt p\u00e5 andre milit\u00e6re lokationer.<\/p>\n

<\/p>\n

Oprettelsen af \u00abElbrus\u00bb blev anerkendt af lederne i Sovjetunionen. Mange ingeni\u00f8rer blev tildelt ordener og medaljer. Hovedkonstruk\u00f8ren Vyacheslav Burtsov og flere andre specialister modtog statslige priser. Boris Babayan blev tildelt Oktoberrevolutionens Orden.<\/p>\n

<\/p>\n

Disse priser er mere end velfortjente, Boris Babayan sagde senere: <\/p>\n

<\/p>\n

I 1978 fremstillede vi den f\u00f8rste super-skal\u00e6re maskine, Elbrus-1. Nu laver man i Vesten kun super-skal\u00e6re maskiner af s\u00e5dan en arkitektur. Den f\u00f8rste super-skal\u00e6re maskine i Vesten dukkede op i 1992, mens vores kom i 1978. Den variant af super-skal\u00e6ren, som vi lavede, er desuden analog med Pentium Pro, som Intel lavede i 1995.<\/p><\/blockquote>\n

Disse ord om historisk f\u00f8rerskab bekr\u00e6ftes ogs\u00e5 i USA, hvor Keith Diefendorff, udvikler af Motorola 88110, en af de f\u00f8rste vestlige super-skalar processorer, skrev: <\/p>\n

<\/p>\n

I 1978, n\u00e6sten 15 \u00e5r tidligere end de f\u00f8rste vestlige super-skal\u00e6re processorer, blev der i Elbrus-1 anvendt en processor, der kunne udgive to instruktioner pr. clock-cyklus, \u00e6ndre r\u00e6kkef\u00f8lgen af instruktioner, omd\u00f8be registre og udf\u00f8re antagelser.<\/p><\/blockquote>\n

<\/p>\n

Elbrus-3<\/h3>\n

<\/p>\n

\u00c5ret var 1986, og n\u00e6sten straks efter afslutningen af arbejdet med den anden \u00abElbrus\u00bb begyndte udviklingen af det nye system \u00abElbrus-3\u00bb i ITMiVT, ved at bruge en grundl\u00e6ggende ny processorarkitektur. Denne tilgang blev af Boris Babayan kaldt \u00abpost-super-skalar\u00bb. Det var netop denne arkitektur, der senere blev kendt som VLIW\/EPIC, som i fremtiden (i midten af 90'erne) blev brugt af Intel Itanium-processorer (og i USSR startede disse udviklinger i 1986 og blev afsluttet i 1991).<\/p>\n

<\/p>\n

I dette beregningskompleks blev id\u00e9erne om eksplicit styring af parallelle operationer ved hj\u00e6lp af en compiler for f\u00f8rste gang realiseret.<\/p>\n

<\/p>\n

I 1991 blev den f\u00f8rste og desv\u00e6rre eneste computer \u00abElbrus-3\u00bb udgivet, som ikke kunne f\u00e6rdigg\u00f8res, og efter Sovjetunionens sammenbrud blev den ikke l\u00e6ngere n\u00f8dvendig, og udviklingen og planerne forblev blot p\u00e5 papir. <\/p>\n

<\/p>\n

Foruds\u00e6tningerne for den nye arkitektur<\/h3>\n

<\/p>\n

Holdet, der arbejdede i ITMiVT med at skabe sovjetiske supercomputere, blev ikke opl\u00f8st, men fortsatte arbejdet som et selvst\u00e6ndigt firma under navnet MCST (Moskva Center for SPARC-teknologier). I begyndelsen af 90'erne startede et aktivt samarbejde mellem MCST og Sun Microsystems, hvor MCSTs medarbejdere deltog i udviklingen af mikroprocessoren UltraSPARC.<\/p>\n

<\/p>\n

Netop i denne periode opstod projektet for E2K-arkitekturen, som oprindeligt blev finansieret af Sun. Senere blev projektet helt uafh\u00e6ngigt, og al intellektuel ejendomsret til det forblev hos MCST-holdet.<\/p>\n

<\/p>\n

Hvis vi havde fortsat med at arbejde med Sun p\u00e5 dette omr\u00e5de, ville alt tilh\u00f8re Sun. Selvom 90% af arbejdet blev udf\u00f8rt, f\u00f8r Sun dukkede op. (Boris Babayan)<\/p><\/blockquote>\n

<\/p>\n

E2K-arkitekturen<\/h2>\n

<\/p>\n

N\u00e5r vi diskuterer processorerne \"Elbrus\"-arkitekturen, h\u00f8rer vi meget ofte f\u00f8lgende udtalelser fra vores kolleger i it-branchen:<\/p>\n

<\/p>\n

\"Elbrus er jo en RISC-arkitektur\"
\n\"Elbrus er jo en EPIC-arkitektur\"
\n\"Elbrus er jo en SPARC-arkitektur\"<\/p><\/blockquote>\n

Faktisk er ingen af disse p\u00e5stande helt korrekte, og hvis de er, er det kun delvist.<\/p>\n

<\/p>\n

E2K-arkitekturen er en original processorarkitektur, hovedtr\u00e6k ved E2K er energieffektivitet og fremragende skalerbarhed, opn\u00e5et ved at p\u00e5l\u00e6gge eksplicit parallelisme af operationer. E2K-arkitekturen er udviklet af MCST-holdet, og dens grundlag ligger i post-super-skalararkitekturen (a la EPIC) med en vis indflydelse fra SPARC-arkitekturen (med RISC-fortid). MCST spillede desuden en direkte rolle i udviklingen af tre ud af fire grundl\u00e6ggende arkitekturer (super-skalarer, post-super-skalarer og SPARC). Verden er virkelig lille.<\/p>\n

<\/p>\n

For at undg\u00e5 forvirring i fremtiden har vi tegnet et simpelt diagram, der, selvom det er forenklet, meget klart viser r\u00f8dderne til E2K-arkitekturen.<\/p>\n

<\/p>\n

\"AERODISK<\/p>\n

<\/p>\n

Nu lidt om navnet p\u00e5 arkitekturen, som ogs\u00e5 har givet anledning til misforst\u00e5elser. <\/p>\n

<\/p>\n

I forskellige kilder kan man finde f\u00f8lgende navne for denne arkitektur: \"E2K\", \"Elbrus\", \"Elbrus 2000\", ELBRUS (\"ExpLicit Basic Resources Utilization Scheduling\", dvs. eksplicit planl\u00e6gning af anvendelse af grundl\u00e6ggende ressourcer). Alle disse navne henviser til det samme \u2013 arkitekturen, men i den officielle tekniske dokumentation og p\u00e5 tekniske fora bruges navnet E2K til at betegne arkitekturen. Derfor, n\u00e5r vi taler om processorarkitekturen, bruger vi termen \"E2K\", mens vi, n\u00e5r vi refererer til en konkret processor, bruger navnet \"Elbrus\".<\/p>\n

<\/p>\n

Tekniske egenskaber ved E2K-arkitekturen<\/h3>\n

<\/p>\n

I traditionelle arkitekturer som RISC eller CISC (x86, PowerPC, SPARC, MIPS, ARM) modtager processoren en str\u00f8m af instruktioner, der er beregnet til sekventiel udf\u00f8relse. Processoren kan opdage uafh\u00e6ngige operationer og k\u00f8re dem parallelt (superskal\u00e6rhed) og endda \u00e6ndre r\u00e6kkef\u00f8lgen (uden for r\u00e6kkef\u00f8lge udf\u00f8relse). Imidlertid har den dynamiske analyse af afh\u00e6ngigheder og underst\u00f8ttelse af uden for r\u00e6kkef\u00f8lge udf\u00f8relse sine begr\u00e6nsninger i antallet af operationer, der kan startes og analyseres pr. takt. Derudover forbruger de relevante blokke inden i processoren en betydelig m\u00e6ngde energi, og deres komplekse implementering kan nogle gange f\u00f8re til stabilitets- eller sikkerhedsproblemer.<\/p>\n

<\/p>\n

I E2K-arkitekturen p\u00e5tager compileren sig det prim\u00e6re arbejde med at analysere afh\u00e6ngigheder og optimere r\u00e6kkef\u00f8lgen af operationer. Processoren modtager s\u00e5kaldte brede instruktioner, hvor hver enkelt kode indeholder instruktioner for alle udf\u00f8relsesdelene i processoren, der skal k\u00f8res p\u00e5 denne takt. Processoren er ikke forpligtet til at analysere afh\u00e6ngigheder mellem operander eller omarrangere operationer mellem de brede instruktioner: alt dette udf\u00f8res af compileren baseret p\u00e5 analysen af kildekoden og ressourcestyringen af processoren. Som et resultat kan den hardwarem\u00e6ssige del af processoren v\u00e6re enklere og mere \u00f8konomisk.<\/p>\n

<\/p>\n

Compileren er i stand til at analysere kildekoden meget grundigere end RISC\/CISC-processoren og finde flere uafh\u00e6ngige operationer. Derfor er der i E2K-arkitekturen flere parallelt fungerende udf\u00f8relsesenheder end i traditionelle arkitekturer.<\/p>\n

<\/p>\n

Nuv\u00e6rende muligheder i E2K-arkitekturen:<\/p>\n

<\/p>\n