Sveiki, Habr lasÄ«tÄji. VÄlamies padalÄ«ties ar ļoti labÄm ziÅÄm. Beidzot esam sagaidÄ«juÅ”i Ä«stu Krievijas Elbrus 8C procesoru jaunÄs paaudzes sÄrijveida ražoÅ”anu. OficiÄli sÄrijveida ražoÅ”anai bija jÄsÄkas 2016. gadÄ, taÄu faktiski masveida ražoÅ”ana sÄkÄs tikai 2019. gadÄ un Å”obrÄ«d jau ir saražoti aptuveni 4000 procesoru.
GandrÄ«z uzreiz pÄc masveida ražoÅ”anas uzsÄkÅ”anas mÅ«su Aerodisk parÄdÄ«jÄs Å”ie procesori, par ko vÄlamies Ä«paÅ”i pateikties uzÅÄmumam NORSI-TRANS, kas mums laipni nodroÅ”inÄja savu Yakhont UVM aparatÅ«ras platformu, kas atbalsta Elbrus 8C procesorus, lai portÄtu programmatÅ«ras daļa no uzglabÄÅ”anas sistÄmas. Å Ä« ir moderna universÄla platforma, kas atbilst visÄm MCST prasÄ«bÄm. Å obrÄ«d platformu izmanto Ä«paÅ”i patÄrÄtÄji un telekomunikÄciju operatori, lai nodroÅ”inÄtu noteikto darbÄ«bu izpildi operatÄ«vÄs izmeklÄÅ”anas darbÄ«bu laikÄ.
Å obrÄ«d pÄrneÅ”ana ir veiksmÄ«gi pabeigta, un AERODISK uzglabÄÅ”anas sistÄma jau ir pieejama versijÄ ar vietÄjiem Elbrus procesoriem.
Å ajÄ rakstÄ mÄs runÄsim par paÅ”iem procesoriem, to vÄsturi, arhitektÅ«ru un, protams, par mÅ«su Elbrus uzglabÄÅ”anas sistÄmu ievieÅ”anu.
StÄsts
Elbrus procesoru vÄsture aizsÄkÄs Padomju SavienÄ«bas laikos. 1973. gadÄ nosauktajÄ PrecÄ«zijas mehÄnikas un datorzinÄtÅu institÅ«tÄ. S.A. Ä»ebedevs (nosaukts tÄ paÅ”a Sergeja Ä»ebedeva vÄrdÄ, kurÅ” iepriekÅ” vadÄ«ja pirmÄ padomju datora MESM un vÄlÄk BESM izstrÄdi) sÄka izstrÄdÄt daudzprocesoru skaitļoÅ”anas sistÄmas ar nosaukumu āElbrusā. IzstrÄdi vadÄ«ja Vsevolods SergejeviÄs Burcevs, un izstrÄdÄ aktÄ«vi piedalÄ«jÄs arÄ« Boriss ArtaÅ”esoviÄs Babajans, kurÅ” bija viens no galvenÄ dizainera vietniekiem.
Vsevolods SergejeviÄs Burcevs
Boriss ArtaÅ”esoviÄs Babajans
Galvenais projekta pasÅ«tÄ«tÄjs, protams, bija PSRS bruÅotie spÄki, un Ŕī datoru sÄrija galu galÄ tika veiksmÄ«gi izmantota komanddatoru centru un pretraÄ·eÅ”u aizsardzÄ«bas sistÄmu Å”auÅ”anas sistÄmu izveidÄ, kÄ arÄ« citÄm speciÄlÄm sistÄmÄm. .
Pirmais Elbrus dators tika pabeigts 1978. gadÄ. Tam bija modulÄra arhitektÅ«ra, un tajÄ varÄja bÅ«t no 1 lÄ«dz 10 procesoriem, kuru pamatÄ ir vidÄjas integrÄcijas shÄmas. Å Ä«s iekÄrtas Ätrums sasniedza 15 miljonus darbÄ«bu sekundÄ. RAM apjoms, kas bija kopÄ«gs visiem 10 procesoriem, bija lÄ«dz 2 lÄ«dz 20. maŔīnvÄrdu jaudai jeb 64 MB.
VÄlÄk izrÄdÄ«jÄs, ka daudzas no Elbrus izstrÄdÄ izmantotajÄm tehnoloÄ£ijÄm vienlaikus tiek pÄtÄ«tas visÄ pasaulÄ, un tÄs apstrÄdÄ StarptautiskÄ biznesa maŔīna (IBM), taÄu strÄdÄ pie Å”iem projektiem, atŔķirÄ«bÄ no darba pie Elbrusa. , nekad netika pabeigts. tika pabeigti, un galu galÄ netika izveidots gatavs produkts.
PÄc Vsevoloda Burceva teiktÄ, padomju inženieri centÄs pielietot vismodernÄko gan vietÄjo, gan Ärvalstu izstrÄdÄtÄju pieredzi. Elbrus datoru arhitektÅ«ru ietekmÄja arÄ« Burroughs datori, Hewlett-Packard izstrÄde un BESM-6 izstrÄdÄtÄju pieredze.
Bet tajÄ paÅ”Ä laikÄ daudzi notikumi bija oriÄ£inÄli. VisinteresantÄkÄ lieta par Elbrus-1 bija tÄ arhitektÅ«ra.
Izveidotais superdators kļuva par pirmo datoru PSRS, kas izmantoja superskalÄro arhitektÅ«ru. PlaÅ”a superskalÄro procesoru izmantoÅ”ana ÄrvalstÄ«s sÄkÄs tikai pagÄjuÅ”Ä gadsimta 90. gados, kad tirgÅ« parÄdÄ«jÄs Intel Pentium procesori par pieÅemamu cenu.
TurklÄt, lai organizÄtu datu plÅ«smu pÄrsÅ«tÄ«Å”anu starp perifÄrijas ierÄ«cÄm un RAM datorÄ, varÄtu izmantot Ä«paÅ”us ievades/izvades procesorus. SistÄmÄ varÄtu bÅ«t lÄ«dz Äetriem Å”Ädiem procesoriem, tie strÄdÄja paralÄli centrÄlajam procesoram un tiem bija sava atmiÅa.
Elbruss-2
1985. gadÄ Elbrus saÅÄma savu loÄ£isko turpinÄjumu; tika izveidots dators Elbrus-2 un nosÅ«tÄ«ts masveida ražoÅ”anÄ. ArhitektÅ«rÄ tas daudz neatŔķīrÄs no sava priekÅ”gÄjÄja, taÄu izmantoja jaunu elementu bÄzi, kas ļÄva palielinÄt kopÄjo veiktspÄju gandrÄ«z 10 reizes ā no 15 miljoniem operÄciju sekundÄ lÄ«dz 125 miljoniem.Datora operatÄ«vÄs atmiÅas ietilpÄ«ba pieauga lÄ«dz 16 miljoniem 72 -bitu vÄrdi vai 144 MB. Elbrus-2 I/O kanÄlu maksimÄlÄ caurlaidspÄja bija 120 MB/s.
"Elbrus-2" tika aktÄ«vi izmantots kodolpÄtniecÄ«bas centros ÄeļabinskÄ-70 un Arzamas-16 MCC, A-135 pretraÄ·eÅ”u aizsardzÄ«bas sistÄmÄ, kÄ arÄ« citos militÄrajos objektos.
Elbrusa izveidi novÄrtÄja Padomju SavienÄ«bas vadÄ«tÄji. Daudzi inženieri tika apbalvoti ar ordeÅiem un medaļÄm. Ä¢enerÄldizaineris Vsevolods Burcevs un virkne citu speciÄlistu saÅÄma valsts apbalvojumus. Un Borisam Babajanam tika pieŔķirts Oktobra revolÅ«cijas ordenis.
Å Ä«s balvas ir vairÄk nekÄ pelnÄ«tas, Boriss Babajans vÄlÄk teica:
ā1978. gadÄ mÄs izgatavojÄm pirmo superskalÄro maŔīnu Elbrus-1. Tagad Rietumos viÅi ražo tikai Ŕīs arhitektÅ«ras superskalÄrus. Pirmais superskalÄrs Rietumos parÄdÄ«jÄs 92. gadÄ, mÅ«sÄjais 78. gadÄ. TurklÄt mÅ«su izveidotÄ superskalÄra versija ir lÄ«dzÄ«ga Pentium Pro, ko Intel izgatavoja 95. gadÄ.
Å ie vÄrdi par vÄsturisko pÄrÄkumu ir apstiprinÄti ASV, KÄ«ts DÄ«fendorfs, Motorola 88110, kas ir viens no pirmajiem Rietumu superskalÄrajiem procesoriem, izstrÄdÄtÄjs rakstÄ«ja:
"1978. gadÄ, gandrÄ«z 15 gadus pirms pirmo Rietumu superskalÄro procesoru parÄdÄ«Å”anÄs, Elbrus-1 izmantoja procesoru, kas izsniedza divas instrukcijas katrÄ pulksteÅa ciklÄ, mainÄ«ja instrukciju izpildes secÄ«bu, pÄrdÄvÄja reÄ£istrus un izpildÄ«ja pÄc pieÅÄmuma."
Elbruss-3
Tas bija 1986. gads, un gandrÄ«z uzreiz pÄc otrÄ Elbrus darba pabeigÅ”anas ITMiVT sÄka izstrÄdÄt jauno Elbrus-3 sistÄmu, izmantojot principiÄli jaunu procesora arhitektÅ«ru. Boriss Babajans Å”o pieeju nosauca par "post-superkalÄru". TieÅ”i Å”o arhitektÅ«ru, ko vÄlÄk nodÄvÄja par VLIW/EPIC, nÄkotnÄ (90. gadu vidÅ«) sÄka izmantot Intel Itanium procesori (un PSRS Ŕīs attÄ«stÄ«bas sÄkÄs 1986. gadÄ un beidzÄs 1991. gadÄ).
Å is skaitļoÅ”anas komplekss bija pirmais, kas Ä«stenoja idejas par operÄciju paralÄlisma nepÄrprotamu kontroli, izmantojot kompilatoru.
1991. gadÄ tika izlaists pirmais un diemžÄl vienÄ«gais dators āElbrus-3ā, kuru nevarÄja pilnÄ«bÄ noregulÄt, un pÄc Padomju SavienÄ«bas sabrukuma tas nevienam vairs nebija vajadzÄ«gs, un norises un plÄni palika uz papÄ«ra.
PriekŔnosacījumi jaunai arhitektūrai
Komanda, kas ITMiVT strÄdÄja pie padomju superdatoru radÄ«Å”anas, nesadalÄ«jÄs, bet turpinÄja strÄdÄt kÄ atseviŔķs uzÅÄmums ar nosaukumu MCST (Maskavas SPARK tehnoloÄ£iju centrs). Un 90. gadu sÄkumÄ sÄkÄs aktÄ«va sadarbÄ«ba starp MCST un Sun Microsystems, kur MCST komanda piedalÄ«jÄs UltraSPARC mikroprocesora izstrÄdÄ.
Å ajÄ periodÄ parÄdÄ«jÄs E2K arhitektÅ«ras projekts, kuru sÄkotnÄji finansÄja Sun. VÄlÄk projekts kļuva pilnÄ«gi neatkarÄ«gs, un viss tajÄ esoÅ”ais intelektuÄlais Ä«paÅ”ums palika MCST komandai.
āJa mÄs bÅ«tu turpinÄjuÅ”i strÄdÄt ar Sun Å”ajÄ jomÄ, viss piederÄtu Sun. Lai gan 90% darba tika paveikti pirms Saules parÄdÄ«Å”anÄs. (Boriss Babajans)
E2K arhitektūra
Apspriežot Elbrus procesoru arhitektÅ«ru, ļoti bieži mÄs dzirdam Å”Ädus IT nozares kolÄÄ£u izteikumus:
"Elbrus ir RISC arhitektūra"
"Elbrus ir EPIC arhitektūra"
"Elbruss ir SPARC arhitektūra"
PatiesÄ«bÄ neviens no Å”iem apgalvojumiem nav pilnÄ«bÄ patiess, un, ja tÄ ir, tie ir tikai daļÄji patiesi.
E2K arhitektÅ«ra ir atseviŔķa oriÄ£inÄlÄ procesora arhitektÅ«ra; galvenÄs E2K Ä«paŔības ir energoefektivitÄte un lieliska mÄrogojamÄ«ba, kas tiek panÄkta, norÄdot skaidru darbÄ«bu paralÄlismu. E2K arhitektÅ«ru izstrÄdÄja MCST komanda, un tÄs pamatÄ ir post-superscalar arhitektÅ«ra (a la EPIC) ar zinÄmu ietekmi no SPARC arhitektÅ«ras (ar RISC pagÄtni). TajÄ paÅ”Ä laikÄ MCST bija tieÅ”i iesaistÄ«ts trÄ«s no ÄetrÄm pamata arhitektÅ«rÄm (Superscalars, post-superscalars un SPARC) izveidÄ. Pasaule patieÅ”Äm ir maza vieta.
Lai izvairÄ«tos no neskaidrÄ«bÄm nÄkotnÄ, esam uzzÄ«mÄjuÅ”i vienkÄrÅ”u diagrammu, kas, lai arÄ« vienkÄrÅ”ota, ļoti skaidri parÄda E2K arhitektÅ«ras saknes.
Tagad nedaudz vairÄk par arhitektÅ«ras nosaukumu, par kuru arÄ« ir neizpratne.
DažÄdos avotos Å”ai arhitektÅ«rai var atrast Å”Ädus nosaukumus: āE2Kā, āElbrusā, āElbrus 2000ā, ELBRUS (āExpLicit Basic Resources Utilisation Schedulingā, t.i., pamatresursu izmantoÅ”anas skaidra plÄnoÅ”ana). Visi Å”ie nosaukumi runÄ par vienu un to paÅ”u ā par arhitektÅ«ru, taÄu oficiÄlajÄ tehniskajÄ dokumentÄcijÄ, kÄ arÄ« tehniskajos forumos arhitektÅ«ras apzÄ«mÄÅ”anai tiek lietots nosaukums E2K, tÄpÄc turpmÄk, ja runÄjam par procesora arhitektÅ«ru, izmantosim termins "E2K", un, ja runa ir par konkrÄtu procesoru, mÄs izmantojam nosaukumu "Elbrus".
E2K arhitektÅ«ras tehniskÄs Ä«paŔības
TradicionÄlajÄs arhitektÅ«rÄs, piemÄram, RISC vai CISC (x86, PowerPC, SPARC, MIPS, ARM), procesora ievade saÅem instrukciju plÅ«smu, kas paredzÄta secÄ«gai izpildei. Procesors var noteikt neatkarÄ«gas darbÄ«bas un palaist tÄs paralÄli (superkalaritÄte) un pat mainÄ«t to secÄ«bu (Ärpus kÄrtas izpilde). TomÄr dinamiskÄs atkarÄ«bas analÄ«zei un atbalstam neatbilstoÅ”ai izpildei ir ierobežojumi palaistÄm un analizÄtajÄm komandÄm vienÄ pulksteÅa ciklÄ. TurklÄt attiecÄ«gie bloki procesora iekÅ”ienÄ patÄrÄ ievÄrojamu enerÄ£ijas daudzumu, un to sarežģītÄ ievieÅ”ana dažkÄrt rada stabilitÄtes vai droŔības problÄmas.
E2K arhitektÅ«rÄ galveno darbu, analizÄjot atkarÄ«bas un optimizÄjot darbÄ«bu secÄ«bu, uzÅemas kompilators. Procesors saÅem tÄ saukto ievadi. plaÅ”as instrukcijas, no kurÄm katra kodÄ instrukcijas visÄm procesora izpildes vienÄ«bÄm, kuras jÄpalaiž noteiktÄ pulksteÅa ciklÄ. Procesoram nav jÄanalizÄ operandu atkarÄ«bas vai jÄpÄrkÄrto darbÄ«bas starp plaÅ”Äm instrukcijÄm: kompilators to visu dara, pamatojoties uz pirmkoda analÄ«zi un procesora resursu plÄnoÅ”anu. TÄ rezultÄtÄ procesora aparatÅ«ra var bÅ«t vienkÄrÅ”Äka un rentablÄka.
Kompilators spÄj analizÄt avota kodu daudz rÅ«pÄ«gÄk nekÄ RISC/CISC procesora aparatÅ«ra un atrast neatkarÄ«gÄkas darbÄ«bas. TÄpÄc E2K arhitektÅ«rÄ ir vairÄk paralÄlu izpildes vienÄ«bu nekÄ tradicionÄlajÄm arhitektÅ«rÄm.
PaÅ”reizÄjÄs E2K arhitektÅ«ras iespÄjas:
- 6 aritmÄtisko loÄ£isko vienÄ«bu (ALU) kanÄli, kas darbojas paralÄli.
- Reģistra fails ar 256 84 bitu reģistriem.
- AparatÅ«ras atbalsts cilpÄm, tostarp tÄm, kurÄm ir konveijers. Palielina procesora resursu izmantoÅ”anas efektivitÄti.
- ProgrammÄjama asinhronÄ datu priekÅ”sÅ«knÄÅ”anas ierÄ«ce ar atseviŔķiem nolasÄ«Å”anas kanÄliem. Ä»auj slÄpt aizkaves no atmiÅas piekļuves un pilnÄ«gÄk izmantot ALU.
- Atbalsts spekulatÄ«viem aprÄÄ·iniem un viena bita predikÄtiem. Ä»auj samazinÄt pÄreju skaitu un paralÄli izpildÄ«t vairÄkas programmas atzaras.
- PlaÅ”a komanda, kas vienÄ pulksteÅa ciklÄ spÄj norÄdÄ«t lÄ«dz 23 operÄcijÄm (vairÄk nekÄ 33 operÄcijas, iepakojot operandus vektoru instrukcijÄs).
x86 emulÄcija
Pat arhitektÅ«ras projektÄÅ”anas stadijÄ izstrÄdÄtÄji saprata, cik svarÄ«gi ir atbalstÄ«t programmatÅ«ru, kas rakstÄ«ta Intel x86 arhitektÅ«rai. Å im nolÅ«kam tika ieviesta x86 binÄro kodu dinamiskÄs (t.i., programmas izpildes laikÄ jeb ālidojumÄā) tulkoÅ”anas sistÄma E2K arhitektÅ«ras procesora kodos. Å Ä« sistÄma var darboties gan aplikÄcijas režīmÄ (WINE veidÄ), gan hipervizoram lÄ«dzÄ«gÄ režīmÄ (tad ir iespÄjams darbinÄt visu viesu OS x86 arhitektÅ«rai).
Pateicoties vairÄkiem optimizÄcijas lÄ«meÅiem, ir iespÄjams sasniegt lielu tulkojamÄ koda Ätrumu. X86 arhitektÅ«ras emulÄcijas kvalitÄti apliecina veiksmÄ«ga vairÄk nekÄ 20 operÄtÄjsistÄmu (tostarp vairÄkas Windows versijas) palaiÅ”ana un simtiem lietojumprogrammu Elbrus skaitļoÅ”anas sistÄmÄs.
AizsargÄts programmas izpildes režīms
Viena no interesantÄkajÄm idejÄm, kas mantota no Elbrus-1 un Elbrus-2 arhitektÅ«rÄm, ir tÄ sauktÄ droÅ”Ä programmas izpilde. TÄs bÅ«tÄ«ba ir nodroÅ”inÄt, ka programma darbojas tikai ar inicializÄtiem datiem, pÄrbaudÄ«t visas atmiÅas piekļuves, lai pÄrliecinÄtos, ka tÄs pieder derÄ«gajam adreÅ”u diapazonam, un nodroÅ”inÄt starpmoduļu aizsardzÄ«bu (piemÄram, aizsargÄt izsaucoÅ”o programmu no kļūdÄm bibliotÄkÄ). Visas Ŕīs pÄrbaudes tiek veiktas aparatÅ«rÄ. AizsargÄtajam režīmam ir pilnvÄrtÄ«gs kompilators un izpildlaika atbalsta bibliotÄka. JÄsaprot, ka uzliktie ierobežojumi noved pie tÄ, ka nav iespÄjams organizÄt, piemÄram, C++ valodÄ rakstÄ«ta koda izpildi.
Pat parastajÄ, āneaizsargÄtajÄā Elbrus procesoru darbÄ«bas režīmÄ ir funkcijas, kas palielina sistÄmas uzticamÄ«bu. TÄdÄjÄdi savienojoÅ”Äs informÄcijas kaudze (procedÅ«ru zvanu atgrieÅ”anas adreÅ”u Ä·Äde) ir atdalÄ«ta no lietotÄja datu kaudzes un nav pieejama tÄdiem uzbrukumiem kÄ atgrieÅ”anas adreÅ”u viltoÅ”ana, ko izmanto vÄ«rusos.
Gadu gaitÄ radÄ«tÄs izstrÄdes ļauj ne tikai panÄkt un nÄkotnÄ pÄrspÄt konkurÄjoÅ”Äs arhitektÅ«ras veiktspÄjas un mÄrogojamÄ«bas ziÅÄ, bet arÄ« nodroÅ”inÄt aizsardzÄ«bu pret kļūdÄm, kas nomoka x86/amd64. GrÄmatzÄ«mes, piemÄram, Meltdown (CVE-2017-5754), Spectre (CVE-2017-5753, CVE-2017-5715), RIDL (CVE-2018-12126, CVE-2018-12130), Fallout (CVE-2018-12127). ZombieLoad (CVE-2019-11091) un tamlÄ«dzÄ«gi.
MÅ«sdienu aizsardzÄ«ba pret ievainojamÄ«bÄm, kas atrodamas x86/amd64 arhitektÅ«rÄ, balstÄs uz ielÄpiem operÄtÄjsistÄmas lÄ«menÄ«. TÄpÄc Å”o arhitektÅ«ru paÅ”reizÄjÄs un iepriekÅ”ÄjÄs paaudzes procesoru veiktspÄjas kritums ir tik ievÄrojams un svÄrstÄs no 30% lÄ«dz 80%. MÄs kÄ aktÄ«vi x86 procesoru lietotÄji par to zinÄm, mÄs cieÅ”am un turpinÄm "Äst kaktusu", taÄu Å”o problÄmu risinÄÅ”ana paÅ”Ä saknÄ ir neapÅ”aubÄms ieguvums mums (un galu galÄ arÄ« mÅ«su klientiem), it Ä«paÅ”i, ja risinÄjums ir krievu valoda.
Š¢ŠµŃ Š½ŠøŃŠµŃŠŗŠøŠµ Ń Š°ŃŠ°ŠŗŃŠµŃŠøŃŃŠøŠŗŠø
TÄlÄk ir sniegti pagÄtnes (4C), paÅ”reizÄjÄs (8C), jaunÄs (8SV) un nÄkamÄs (16C) paaudzes Elbrus procesoru oficiÄlie tehniskie parametri salÄ«dzinÄjumÄ ar lÄ«dzÄ«giem Intel x86 procesoriem.
Pat Ätrs skatiens uz Å”o tabulu parÄda (un tas ir ļoti patÄ«kami), ka paÅ”mÄju procesoru tehnoloÄ£iskÄ plaisa, kas pirms 10 gadiem Ŕķita nepÄrvarama, tagad Ŕķiet diezgan maza, un 2021. gadÄ lÄ«dz ar Elbrus-16S (kas cita starpÄ lietas, atbalstÄ«s virtualizÄciju) tiks samazinÄts lÄ«dz minimÄliem attÄlumiem.
AERODISK uzglabÄÅ”anas sistÄma uz Elbrus 8C procesoriem
MÄs pÄrejam no teorijas uz praksi. KompÄniju MCST, Aerodisk, Basalt SPO (iepriekÅ” Alt Linux) un NORSI-TRANS stratÄÄ£iskÄs alianses ietvaros tika izstrÄdÄta un ekspluatÄcijai sagatavota datu uzglabÄÅ”anas sistÄma, kas uz doto brÄ«di droŔības, funkcionalitÄtes, izmaksu un veiktspÄjas ziÅÄ. ir ja ne pats labÄkais, tad , mÅ«suprÄt, neapÅ”aubÄmi ir cienÄ«gs risinÄjums, kas var nodroÅ”inÄt atbilstoÅ”u mÅ«su Dzimtenes tehnoloÄ£iskÄs neatkarÄ«bas lÄ«meni.
Tagad detaļas...
Aparatūra
UzglabÄÅ”anas aparatÅ«ra ir ieviesta, pamatojoties uz NORSI-TRANS universÄlo Yakhont UVM platformu. Platforma Yakhont UVM saÅÄma Krievijas izcelsmes telekomunikÄciju iekÄrtu statusu un tika iekļauta vienotajÄ Krievijas radioelektronikas produktu reÄ£istrÄ. SistÄma sastÄv no diviem atseviŔķiem uzglabÄÅ”anas kontrolieriem (katrs 2U), kas savienoti savÄ starpÄ ar 1G vai 10G Ethernet starpsavienojumu, kÄ arÄ« ar kopÄjiem disku plauktiem, izmantojot SAS savienojumu.
Tas, protams, nav tik smuki kÄ āCluster in a boxā formÄts (kad vienÄ 2U Å”asijÄ salikti kontrolieri un diskdziÅi ar kopÄju aizmugures paneli), ko parasti lietojam, taÄu tuvÄkajÄ laikÄ arÄ« tas bÅ«s pieejams. Å eit galvenais ir tas, ka tas darbojas labi, un par "lociÅiem" mÄs domÄsim vÄlÄk.
Katram kontrollerim zem pÄrsega ir viena procesora mÄtesplate ar Äetriem slotiem RAM (DDR3 8C procesoram). Katram kontrollerim ir arÄ« 4 1G Ethernet porti (divi no kuriem AERODISK ENGINE programmatÅ«ra izmanto kÄ pakalpojumu) un trÄ«s PCIe savienotÄji back-end (SAS) un priekÅ”gala (Ethernet vai FibreChannel) adapteriem.
KÄ sÄknÄÅ”anas diski tiek izmantoti Krievijas SATA SSD diskdziÅi no GS Nanotech, kurus esam vairÄkkÄrt testÄjuÅ”i un izmantojuÅ”i projektos.
Kad mÄs pirmo reizi iepazinÄmies ar platformu, mÄs to rÅ«pÄ«gi pÄrbaudÄ«jÄm. Mums nebija nekÄdu jautÄjumu par montÄžas un lodÄÅ”anas kvalitÄti, viss tika darÄ«ts rÅ«pÄ«gi un uzticami.
OperÄtÄjsistÄmas
SertifikÄcijai izmantotÄ OS versija ir Alt 8SP. MÄs drÄ«zumÄ plÄnojam izveidot spraudni un pastÄvÄ«gi atjauninÄtu repozitoriju Viola OS ar Aerodisk krÄtuves programmatÅ«ru.
Å Ä« izplatÄ«Å”anas versija ir balstÄ«ta uz paÅ”reizÄjo stabilo Linux kodola 4.9 versiju E2K (nozari ar ilgtermiÅa atbalstu portÄja MCST speciÄlisti), kas papildinÄta ar ielÄpiem funkcionalitÄtei un droŔībai. Visas Alt OS pakotnes tiek montÄtas tieÅ”i uz Elbrus, izmantojot projekta ALT Linux Team oriÄ£inÄlo darÄ«jumu montÄžas sistÄmu, kas ļÄva samazinÄt darbaspÄka izmaksas paÅ”ai pÄrsÅ«tÄ«Å”anai un pievÄrst lielÄku uzmanÄ«bu produkta kvalitÄtei.
Jebkuru Alt OS for Elbrus laidienu var ievÄrojami paplaÅ”inÄt funkcionalitÄtes ziÅÄ, izmantojot tai pieejamo repozitoriju (no aptuveni 6 tÅ«kstoÅ”iem avota pakotÅu astotajai versijai lÄ«dz aptuveni 12 devÄ«tajai versijai).
IzvÄle izdarÄ«ta arÄ« tÄdÄļ, ka Viola OS izstrÄdÄtÄjs uzÅÄmums Basalt SPO aktÄ«vi sadarbojas ar citu programmatÅ«ras un ierÄ«Äu izstrÄdÄtÄjiem dažÄdÄs platformÄs, nodroÅ”inot netraucÄtu mijiedarbÄ«bu aparatÅ«ras un programmatÅ«ras sistÄmÄs.
ProgrammatÅ«ras uzglabÄÅ”anas sistÄmas
PÄrnesot, mÄs nekavÄjoties atteicÄmies no idejas izmantot E2K atbalstÄ«to x86 emulÄciju un sÄkÄm strÄdÄt tieÅ”i ar procesoriem (par laimi, Alt jau ir tam nepiecieÅ”amie rÄ«ki).
Cita starpÄ vietÄjais izpildes režīms nodroÅ”ina labÄku droŔību (tÄs trÄ«s aparatÅ«ras skursteÅi viena vietÄ) un lielÄku veiktspÄju (nav nepiecieÅ”ams pieŔķirt vienu vai divus kodolus no astoÅiem, lai palaistu binÄro tulkotÄju, un kompilators veic savu darbu labÄk nekÄ JIT).
Faktiski AERODISK ENGINE ievieÅ”ana uz E2K atbalsta lielÄko daļu esoÅ”Äs krÄtuves funkcionalitÄtes, kas ir pieejama x86. UzglabÄÅ”anas sistÄmas programmatÅ«ra izmanto paÅ”reizÄjo AERODISK ENGINE versiju (A-CORE versija 2.30)
Bez problÄmÄm E2K tika instalÄtas un pÄrbaudÄ«tas izmantoÅ”anai ražoÅ”anÄ Å”Ädas funkcijas:
- Kļūdu tolerance līdz diviem kontrolleriem un daudzceļu I/O (mpio)
- BloÄ·Ät un piekļūt failiem ar nelieliem sÄjumiem (RDG, DDP baseini; FC, iSCSI, NFS, SMB protokoli, tostarp integrÄcija ar Active Directory)
- DažÄdi RAID lÄ«meÅi lÄ«dz pat trÄ«skÄrÅ”ai paritÄtei (ieskaitot iespÄju izmantot RAID veidotÄju)
- HibrÄ«da krÄtuve (apvienojot SSD un HDD vienÄ pÅ«lÄ, t.i., keÅ”atmiÅa un lÄ«meÅi)
- Vietas taupÄ«Å”anas iespÄjas, izmantojot dedublikÄciju un saspieÅ”anu
- ROW momentuzÅÄmumi, kloni un dažÄdas replikÄcijas iespÄjas
- Un citas nelielas, bet noderÄ«gas funkcijas, piemÄram, QoS, globÄlÄ karstÄ daļa, VLAN, BOND utt.
Faktiski E2K mums izdevÄs ieviest visas mÅ«su funkcionalitÄtes, izÅemot vairÄku kontrolierus (vairÄk nekÄ divus) un daudzpavedienu I/O plÄnotÄju, kas ļauj mums palielinÄt visu zibspuldzes pÅ«lu veiktspÄju par 20-30%. .
Bet mÄs, protams, pievienosim arÄ« Ŕīs noderÄ«gÄs funkcijas, tas ir laika jautÄjums.
Mazliet par sniegumu
VeiksmÄ«gi nokÄrtojot uzglabÄÅ”anas sistÄmas pamata funkcionalitÄtes testus, mÄs, protams, sÄkÄm veikt slodzes testus.
PiemÄram, divu kontrolieru uzglabÄÅ”anas sistÄmÄ (2xCPU E8C 1.3 GHz, 32 GB RAM + 4 SAS SSD 800 GB 3DWD), kurÄ RAM keÅ”atmiÅa bija atspÄjota, mÄs izveidojÄm divus DDP pÅ«lus ar galveno RAID-10 lÄ«meni un divus 500 G. LUN un savienoja Å”os LUN, izmantojot iSCSI (10G Ethernet) ar Linux resursdatoru. Un mÄs veicÄm vienu no pamata stundu ilgajiem testiem maziem secÄ«gas slodzes blokiem, izmantojot FIO programmu.
Pirmie rezultÄti bija diezgan pozitÄ«vi.
Procesoru slodze bija vidÄji 60%, t.i. Tas ir pamata lÄ«menis, kurÄ uzglabÄÅ”anas sistÄma var droÅ”i darboties.
JÄ, tas ir tÄlu no lielas slodzes, un augstas veiktspÄjas DBVS noteikti nepietiek ar sava veida rÄÄ·iniem, taÄu, kÄ liecina mÅ«su prakse, Ŕīs Ä«paŔības ir pietiekamas 80% no izplatÄ«tajiem uzdevumiem, kuriem tiek izmantotas uzglabÄÅ”anas sistÄmas.
Nedaudz vÄlÄk plÄnojam atgriezties ar detalizÄtu ziÅojumu par Elbrus kÄ uzglabÄÅ”anas sistÄmu platformas slodzes testiem.
Bright Future
KÄ jau rakstÄ«jÄm iepriekÅ”, Elbrus 8C masveida ražoÅ”ana faktiski sÄkÄs pavisam nesen ā 2019. gada sÄkumÄ, un lÄ«dz decembrim bija saražoti jau aptuveni 4000 procesoru. SalÄ«dzinÄjumam ā visÄ to ražoÅ”anas periodÄ tika saražoti tikai 4 iepriekÅ”ÄjÄs paaudzes Elbrus 5000C procesoru, tÄpÄc progress ir acÄ«mredzams.
Skaidrs, ka tas ir kritums spainÄ« pat Krievijas tirgum, bet tie, kas iet pa ceļu, to var pÄrvarÄt.
2020. gadÄ plÄnota vairÄku desmitu tÅ«kstoÅ”u Elbrus 8C procesoru izlaiÅ”ana, un tas jau ir nopietns rÄdÄ«tÄjs. TurklÄt 2020. gada laikÄ MCST komandai Elbrus-8SV procesors ir jÄpÄrnes uz masveida ražoÅ”anu.
Å Ädi ražoÅ”anas plÄni ir pieteikums ļoti nozÄ«mÄ«gai daļai no visa vietÄjÄ serveru procesoru tirgus.
RezultÄtÄ Å”eit un tagad mums ir labs un moderns Krievijas procesors ar skaidru un, mÅ«suprÄt, pareizu attÄ«stÄ«bas stratÄÄ£iju, uz kuras pamata mums ir droÅ”ÄkÄ un sertificÄtÄ KrievijÄ ražotÄ datu uzglabÄÅ”anas sistÄma (un nÄkotne, virtualizÄcijas sistÄma uz Elbrus-16C). SistÄma ir krievu, ciktÄl tas ir fiziski iespÄjams mÅ«sdienu apstÄkļos.
ZiÅÄs nereti redzam jaunÄkÄs episkÄs neveiksmes uzÅÄmumiem, kas sevi lepni dÄvÄ par Krievijas ražotÄjiem, bet patiesÄ«bÄ nodarbojas ar etiÄ·eÅ”u pÄrlÄ«mÄÅ”anu, Ärzemju ražotÄja produkcijai nepievienojot nekÄdu vÄrtÄ«bu, izÅemot to uzcenojumu. Å Ädi uzÅÄmumi diemžÄl met Änu uz visiem Ä«stajiem Krievijas izstrÄdÄtÄjiem un ražotÄjiem.
Ar Å”o rakstu vÄlamies uzskatÄmi parÄdÄ«t, ka mÅ«su valstÄ« bija, ir un bÅ«s uzÅÄmumi, kas faktiski un efektÄ«vi ražo modernas sarežģītas IT sistÄmas un aktÄ«vi attÄ«stÄs, un importa aizstÄÅ”ana IT jomÄ nav profanÄcija, bet gan realitÄte, kurÄ mÄs visi dzÄ«vo. Jums var nepatikt Ŕī realitÄte, jÅ«s varat to kritizÄt vai arÄ« varat strÄdÄt un padarÄ«t to labÄku.
PSRS sabrukums savulaik neļÄva Elbrus veidotÄju komandai kļūt par ievÄrojamu spÄlÄtÄju procesoru pasaulÄ un lika komandai meklÄt finansÄjumu savÄm izstrÄdÄm ÄrzemÄs. Tas tika atrasts, darbs tika pabeigts, un intelektuÄlais Ä«paÅ”ums tika saglabÄts, par ko vÄlos teikt milzÄ«gu paldies Å”iem cilvÄkiem!
PagaidÄm tas arÄ« viss, lÅ«dzu rakstiet savus komentÄrus, jautÄjumus un, protams, kritiku. MÄs vienmÄr esam priecÄ«gi.
TÄpat visa uzÅÄmuma Aerodisk vÄrdÄ es vÄlos apsveikt visu Krievijas IT kopienu ar tuvojoÅ”os Jauno gadu un ZiemassvÄtkiem, novÄlÄt 100% darbspÄjas laiku - un lai jaunajÄ gadÄ rezerves kopijas nevienam nebÅ«tu noderÄ«gas))).
izmantoti materiÄli
Raksts ar vispÄrÄ«gu tehnoloÄ£iju, arhitektÅ«ru un personÄ«bu aprakstu:
ÄŖsa datoru vÄsture ar nosaukumu "Elbrus":
VispÄrÄ«gs raksts par e2k arhitektÅ«ru:
Raksts ir par 4. paaudzi (Elbrus-8S) un 5. paaudzi (Elbrus-8SV, 2020):
NÄkamÄs sestÄs paaudzes procesoru (Elbrus-6SV, 16) specifikÄcijas:
OficiÄlais Elbrus arhitektÅ«ras apraksts:
Elbrus aparatÅ«ras un programmatÅ«ras platformas izstrÄdÄtÄju plÄni izveidot superdatoru ar eksa mÄroga veiktspÄju:
Krievijas Elbrus tehnoloÄ£ijas personÄlajiem datoriem, serveriem un superdatoriem:
Vecs Borisa Babajana raksts, bet joprojÄm aktuÄls:
Vecais Mihaila Kuzminska raksts:
MCST prezentÄcija, vispÄrÄ«ga informÄcija:
InformÄcija par Viola OS platformai Elbrus:
Avots: www.habr.com