घरगुती प्रोसेसर एल्ब्रस 8C वर SHD AERODISK

नमस्कार वाचकहो. आम्ही काही खूप चांगली बातमी शेअर करू इच्छितो. आम्ही शेवटी रशियन एल्ब्रस 8C प्रोसेसरच्या नवीन पिढीच्या वास्तविक मालिकेच्या उत्पादनाची प्रतीक्षा केली. अधिकृतपणे, सीरियल उत्पादन 2016 च्या सुरुवातीस सुरू होणार होते, परंतु, खरं तर, हे मोठ्या प्रमाणावर उत्पादन होते जे 2019 मध्येच सुरू झाले आणि सुमारे 4000 प्रोसेसर आधीच रिलीज झाले आहेत.

मोठ्या प्रमाणावर उत्पादन सुरू झाल्यानंतर लगेचच, हे प्रोसेसर आमच्या एरोडिस्कमध्ये दिसले, ज्यासाठी आम्ही NORSI-TRANS चे आभार मानू इच्छितो, ज्याने आम्हाला त्याचे हार्डवेअर प्लॅटफॉर्म Yakhont UVM प्रदान केले, जे एल्ब्रस 8C प्रोसेसरला समर्थन देते, सॉफ्टवेअर भाग पोर्ट करण्यासाठी. स्टोरेज सिस्टम. हे एक आधुनिक सार्वत्रिक व्यासपीठ आहे जे MCST च्या सर्व गरजा पूर्ण करते. याक्षणी, प्लॅटफॉर्मचा वापर विशेष ग्राहक आणि टेलिकॉम ऑपरेटरद्वारे ऑपरेशनल-सर्च क्रियाकलापांदरम्यान स्थापित क्रियांची अंमलबजावणी सुनिश्चित करण्यासाठी केला जातो.

याक्षणी, पोर्टिंग यशस्वीरित्या पूर्ण झाले आहे आणि आता एरोडिस्क स्टोरेज सिस्टम घरगुती एल्ब्रस प्रोसेसरसह आवृत्तीमध्ये उपलब्ध आहे.

या लेखात, आम्ही स्वतः प्रोसेसर, त्यांचा इतिहास, आर्किटेक्चर आणि अर्थातच, एल्ब्रसवरील स्टोरेज सिस्टमच्या आमच्या अंमलबजावणीबद्दल बोलू.

कथा

एल्ब्रस प्रोसेसरचा इतिहास सोव्हिएत युनियनच्या काळापासून आहे. 1973 मध्ये इन्स्टिट्यूट ऑफ फाइन मेकॅनिक्स अँड कॉम्प्युटर इंजिनीअरिंगचे नाव देण्यात आले एस.ए. लेबेडेव्ह (त्याच सर्गेई लेबेडेव्हच्या नावावरून, ज्याने पूर्वी प्रथम सोव्हिएत संगणक एमईएसएम आणि नंतर बीईएसएमच्या विकासाचे नेतृत्व केले), एल्ब्रस नावाच्या मल्टीप्रोसेसर संगणकीय प्रणालीचा विकास सुरू झाला. व्सेव्होलॉड सर्गेविच बुर्टसेव्ह यांनी विकासाचे पर्यवेक्षण केले आणि बोरिस आर्टाशेसोविच बाबान, जे उपमुख्य डिझाइनर्सपैकी एक होते, त्यांनी देखील विकासात सक्रिय भाग घेतला.

व्हसेव्होलॉड सर्गेविच बुर्टसेव्ह

बोरिस आर्टाशेसोविच बाबान

प्रकल्पाचा मुख्य ग्राहक अर्थातच, यूएसएसआरचे सशस्त्र दल होते आणि संगणकांची ही मालिका अखेरीस कमांड कंप्युटिंग केंद्रे आणि क्षेपणास्त्र संरक्षण प्रणालींसाठी फायरिंग सिस्टम तसेच इतर विशेष-उद्देशीय प्रणालींच्या निर्मितीमध्ये यशस्वीरित्या वापरली गेली. .

पहिला एल्ब्रस संगणक 1978 मध्ये पूर्ण झाला. त्यात मॉड्यूलर आर्किटेक्चर होते आणि मध्यम एकत्रीकरण योजनांवर आधारित 1 ते 10 प्रोसेसर समाविष्ट केले जाऊ शकतात. या मशीनची गती प्रति सेकंद 15 दशलक्ष ऑपरेशन्सपर्यंत पोहोचली. RAM चे प्रमाण, जे सर्व 10 प्रोसेसरसाठी सामान्य होते, ते 2 ते 20 वी पॉवर मशीन शब्द किंवा 64 MB पर्यंत होते.

नंतर असे दिसून आले की एल्ब्रसच्या विकासासाठी वापरल्या जाणार्‍या अनेक तंत्रज्ञानाचा एकाच वेळी जगात अभ्यास केला गेला होता आणि इंटरनॅशनल बिझनेस मशीन (आयबीएम) त्यात गुंतलेली होती, परंतु एल्ब्रसवरील कामाच्या विपरीत या प्रकल्पांवर काम झाले नाही. पूर्ण झाले आणि अखेरीस तयार झालेले उत्पादन तयार झाले नाही.

व्सेवोलोड बुर्टसेव्हच्या मते, सोव्हिएत अभियंत्यांनी देशांतर्गत आणि परदेशी दोन्ही विकासकांचा सर्वात प्रगत अनुभव लागू करण्याचा प्रयत्न केला. एल्ब्रस कॉम्प्युटरच्या आर्किटेक्चरवर बुरोज कॉम्प्युटर, हेवलेट-पॅकार्ड विकास तसेच BESM-6 विकासकांच्या अनुभवाचाही प्रभाव होता.

पण त्याच वेळी, अनेक घडामोडी मूळ होत्या. Elbrus-1 ची सर्वात मनोरंजक गोष्ट म्हणजे त्याची वास्तुकला.

तयार केलेला सुपरकॉम्प्युटर यूएसएसआर मधील पहिला संगणक बनला ज्याने सुपरस्केलर आर्किटेक्चर वापरले. परदेशात सुपरस्केलर प्रोसेसरचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केवळ गेल्या शतकाच्या 90 च्या दशकात परवडणाऱ्या इंटेल पेंटियम प्रोसेसरच्या बाजारपेठेत दिसण्यास सुरुवात झाली.

याव्यतिरिक्त, विशेष इनपुट-आउटपुट प्रोसेसरचा वापर संगणकातील परिधीय उपकरणे आणि रॅम दरम्यान डेटा प्रवाहांचे हस्तांतरण आयोजित करण्यासाठी केला जाऊ शकतो. सिस्टममध्ये असे चार प्रोसेसर असू शकतात, त्यांनी सेंट्रल प्रोसेसरच्या समांतर काम केले आणि त्यांची स्वतःची समर्पित मेमरी होती.

एल्ब्रस-2

1985 मध्ये, एल्ब्रसला त्याचे तार्किक सातत्य प्राप्त झाले, एल्ब्रस -2 संगणक तयार केला गेला आणि मोठ्या प्रमाणात उत्पादनात पाठविला गेला. आर्किटेक्चरच्या बाबतीत, ते त्याच्या पूर्ववर्तीपेक्षा फारसे वेगळे नव्हते, परंतु एक नवीन घटक आधार वापरला, ज्यामुळे एकूण कामगिरी जवळजवळ 10 पट वाढवणे शक्य झाले - प्रति सेकंद 15 दशलक्ष ऑपरेशन्सवरून 125 दशलक्ष. संगणक रॅमचे प्रमाण 16 दशलक्ष 72-बिट शब्द किंवा 144 MB पर्यंत वाढवले. Elbrus-2 I/O चॅनेलची कमाल बँडविड्थ 120 MB/s होती.

"Elbrus-2" चेल्याबिन्स्क -70 मधील आण्विक संशोधन केंद्रांमध्ये आणि MCC मधील Arzamas-16 मध्ये, A-135 क्षेपणास्त्र संरक्षण प्रणालीमध्ये तसेच इतर लष्करी सुविधांमध्ये सक्रियपणे वापरले गेले.

एल्ब्रसच्या निर्मितीचे सोव्हिएत युनियनच्या नेत्यांनी उचित कौतुक केले. अनेक अभियंत्यांना ऑर्डर आणि पदके देण्यात आली. जनरल डिझायनर व्सेवोलोड बुर्तसेव्ह आणि इतर अनेक तज्ञांना राज्य पुरस्कार मिळाले. आणि बोरिस बाबान यांना ऑक्टोबर क्रांतीचा ऑर्डर देण्यात आला.

बोरिस बाबयान नंतर म्हणाले:

“1978 मध्ये, आम्ही एल्ब्रस-1 हे पहिले सुपरस्केलर मशीन बनवले. आता पश्चिमेकडे ते या वास्तुकलेचे सुपरस्केलर बनवतात. पहिले सुपरस्केलर 92 मध्ये पश्चिमेत दिसले, आमचे 78 मध्ये. शिवाय, आम्ही बनवलेल्या सुपरस्केलरची आवृत्ती इंटेलने 95 मध्ये बनवलेल्या पेंटियम प्रोसारखीच आहे.”

ऐतिहासिक श्रेष्ठतेबद्दलचे हे शब्द यूएसएमध्ये देखील पुष्टी करतात, मोटोरोला 88110 चे विकसक, पहिल्या पाश्चात्य सुपरस्केलर प्रोसेसरपैकी एक, कीथ डायफेन्डॉर्फ यांनी लिहिले:

"1978 मध्ये, पहिले पाश्चात्य सुपरस्केलर प्रोसेसर दिसण्यापूर्वी जवळजवळ 15 वर्षे आधी, एल्ब्रस-1 ने प्रोसेसर वापरला, एका चक्रात दोन सूचना जारी केल्या, निर्देशांच्या अंमलबजावणीचा क्रम बदलला, नोंदणीचे नाव बदलले आणि गृहीतकेनुसार कार्यान्वित केले."

एल्ब्रस-3

ते 1986 होते, आणि दुसऱ्या एल्ब्रसवर काम पूर्ण झाल्यानंतर लगेचच, ITMiVT ने मूलभूतपणे नवीन प्रोसेसर आर्किटेक्चर वापरून नवीन Elbrus-3 प्रणाली विकसित करण्यास सुरुवात केली. बोरिस बाबयान यांनी या दृष्टिकोनाला “पोस्ट-सुपरस्केलर” म्हटले आहे. हे आर्किटेक्चर होते, ज्याला नंतर व्हीएलआयडब्ल्यू / ईपीआयसी म्हटले जाते, भविष्यात (90 च्या दशकाच्या मध्यात) इंटेल इटानियम प्रोसेसर वापरण्यास सुरुवात झाली (आणि यूएसएसआरमध्ये या घडामोडी 1986 मध्ये सुरू झाल्या आणि 1991 मध्ये संपल्या).

या संगणकीय संकुलात, कंपाइलरच्या मदतीने ऑपरेशन्सच्या समांतरतेच्या स्पष्ट नियंत्रणाच्या कल्पना प्रथम अंमलात आणल्या गेल्या.

1991 मध्ये, पहिला आणि दुर्दैवाने, एकमेव एल्ब्रस -3 संगणक सोडला गेला, जो पूर्णपणे समायोजित केला जाऊ शकला नाही आणि सोव्हिएत युनियनच्या पतनानंतर कोणालाही त्याची आवश्यकता नव्हती आणि घडामोडी आणि योजना कागदावरच राहिल्या.

नवीन आर्किटेक्चरची पार्श्वभूमी

सोव्हिएत सुपरकॉम्प्युटरच्या निर्मितीवर ITMiVT वर काम करणारी टीम तुटली नाही, परंतु MCST (मॉस्को सेंटर फॉर स्पार्क-टेक्नॉलॉजीज) या नावाने स्वतंत्र कंपनी म्हणून काम करत राहिली. आणि 90 च्या दशकाच्या सुरुवातीस, एमसीएसटी आणि सन मायक्रोसिस्टम्समधील सक्रिय सहकार्य सुरू झाले, जेथे एमसीएसटी टीमने अल्ट्रास्पार्क मायक्रोप्रोसेसरच्या विकासात भाग घेतला.

याच काळात E2K आर्किटेक्चर प्रकल्प उभा राहिला, ज्याला मूलतः सन द्वारे निधी दिला गेला होता. नंतर, प्रकल्प पूर्णपणे स्वतंत्र झाला आणि त्यासाठीची सर्व बौद्धिक संपदा MCST टीमकडे राहिली.

“जर आपण या क्षेत्रात सूर्यासोबत काम करत राहिलो तर सर्व काही सूर्याचे होईल. जरी सूर्य येण्याआधी ९०% काम झाले होते. (बोरिस बाबान)

E2K आर्किटेक्चर

जेव्हा आम्ही एल्ब्रस प्रोसेसरच्या आर्किटेक्चरवर चर्चा करतो, तेव्हा बर्‍याचदा आम्ही आयटी उद्योगातील आमच्या सहकार्यांकडून खालील विधाने ऐकतो:

"एल्ब्रस एक RISC आर्किटेक्चर आहे"
"एल्ब्रस हे EPIC आर्किटेक्चर आहे"
"एल्ब्रस हे स्पार्क-आर्किटेक्चर आहे"

खरं तर, यापैकी कोणतेही विधान पूर्णपणे सत्य नाही, किंवा ते असल्यास, ते केवळ अंशतः सत्य आहे.

E2K आर्किटेक्चर हे एक वेगळे मूळ प्रोसेसर आर्किटेक्चर आहे, E2K चे मुख्य गुण म्हणजे ऊर्जा कार्यक्षमता आणि उत्कृष्ट स्केलेबिलिटी, ऑपरेशन्सची स्पष्ट समांतरता निर्दिष्ट करून साध्य केली जाते. E2K आर्किटेक्चर MCST टीमने विकसित केले आहे आणि ते पोस्ट-सुपरस्केलर आर्किटेक्चर (a la EPIC) वर आधारित आहे ज्यामध्ये SPARC आर्किटेक्चरचा काही प्रभाव आहे (RISC भूतकाळासह). त्याच वेळी, MCST चारपैकी तीन मूलभूत आर्किटेक्चर्स (सुपरस्केलर्स, पोस्ट-सुपरस्केलर्स आणि SPARC) तयार करण्यात थेट सहभागी होते. जग खरंच लहान आहे.

भविष्यात गोंधळ टाळण्यासाठी, आम्ही एक साधी आकृती काढली आहे जी जरी सरलीकृत असली तरी E2K आर्किटेक्चरची मुळे अगदी स्पष्टपणे दर्शवते.

आता आर्किटेक्चरच्या नावाबद्दल थोडे अधिक, ज्याच्या संदर्भात एक गैरसमज देखील आहे.

विविध स्त्रोतांमध्ये, आपण या आर्किटेक्चरसाठी खालील नावे शोधू शकता: "E2K", "Elbrus", "Elbrus 2000", ELBRUS ("ExpLicit बेसिक रिसोर्सेस युटिलायझेशन शेड्युलिंग", म्हणजे मूलभूत संसाधनांच्या वापरासाठी स्पष्ट नियोजन). ही सर्व नावे एकाच गोष्टीबद्दल बोलतात - आर्किटेक्चरबद्दल, परंतु अधिकृत तांत्रिक दस्तऐवजीकरणात, तसेच तांत्रिक मंचांवर, E2K हे नाव आर्किटेक्चर नियुक्त करण्यासाठी वापरले जाते, म्हणून भविष्यात, जर आपण प्रोसेसर आर्किटेक्चरबद्दल बोलत आहोत, आम्ही "E2K" हा शब्द वापरतो आणि जर एखाद्या विशिष्ट प्रोसेसरबद्दल असेल तर आम्ही "Elbrus" हे नाव वापरतो.

E2K आर्किटेक्चरची तांत्रिक वैशिष्ट्ये

RISC किंवा CISC (x86, PowerPC, SPARC, MIPS, ARM) सारख्या पारंपारिक आर्किटेक्चरमध्ये, प्रोसेसरला अनुक्रमिक अंमलबजावणीसाठी डिझाइन केलेल्या सूचनांचा प्रवाह प्राप्त होतो. प्रोसेसर स्वतंत्र ऑपरेशन्स शोधू शकतो आणि त्यांना समांतर (सुपरस्केलर) चालवू शकतो आणि त्यांचा क्रम बदलू शकतो (ऑर्डरच्या बाहेर). तथापि, डायनॅमिक अवलंबित्व विश्लेषण आणि आउट-ऑफ-ऑर्डर अंमलबजावणीसाठी समर्थनास प्रत्येक चक्र लाँच केलेल्या आणि विश्लेषित केलेल्या कमांडच्या संख्येच्या संदर्भात मर्यादा आहेत. याव्यतिरिक्त, प्रोसेसरमधील संबंधित ब्लॉक्स मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा वापरतात आणि त्यांची सर्वात जटिल अंमलबजावणी कधीकधी स्थिरता किंवा सुरक्षा समस्यांना कारणीभूत ठरते.

E2K आर्किटेक्चरमध्ये, अवलंबनांचे विश्लेषण करणे आणि ऑपरेशन्सचा क्रम ऑप्टिमाइझ करण्याचे मुख्य काम कंपाइलरद्वारे घेतले जाते. प्रोसेसर तथाकथित प्राप्त करतो. विस्तृत सूचना, ज्यातील प्रत्येक प्रोसेसर एक्झिक्युटिव्ह उपकरणांसाठी सूचना एन्कोड करते जे दिलेल्या घड्याळ चक्रात सुरू केले पाहिजेत. प्रोसेसरला ऑपरेंडमधील अवलंबित्वांचे विश्लेषण करणे किंवा विस्तृत सूचनांमधील स्वॅप ऑपरेशन्सचे विश्लेषण करणे आवश्यक नाही: कंपाइलर हे सर्व स्त्रोत कोड विश्लेषण आणि प्रोसेसर संसाधन नियोजनावर आधारित करतो. परिणामी, प्रोसेसर हार्डवेअर सोपे आणि अधिक किफायतशीर असू शकते.

कंपाइलर प्रोसेसरच्या RISC/CISC हार्डवेअरपेक्षा स्त्रोत कोडचे अधिक तपशीलवार विश्लेषण करण्यास आणि अधिक स्वतंत्र ऑपरेशन्स शोधण्यात सक्षम आहे. म्हणून, E2K आर्किटेक्चरमध्ये पारंपारिक आर्किटेक्चरपेक्षा अधिक समांतर अंमलबजावणी युनिट्स आहेत.

E2K आर्किटेक्चरची वर्तमान वैशिष्ट्ये:

• अंकगणित लॉजिक युनिट्स (ALU) च्या 6 चॅनेल समांतरपणे कार्यरत आहेत.
• 256 84-बिट रजिस्टर्सची नोंदणी फाइल.
• सायकलसाठी हार्डवेअर समर्थन, पाईपलाईनिंगसह. प्रोसेसर संसाधनाच्या वापराची कार्यक्षमता वाढवते.
• स्वतंत्र रीडआउट चॅनेलसह प्रोग्राम करण्यायोग्य असिंक्रोनस डेटा प्रीपंप. तुम्हाला मेमरी ऍक्सेसमधील विलंब लपविण्याची आणि ALU चा पूर्ण वापर करण्यास अनुमती देते.
• सट्टा गणना आणि एक-बिट अंदाजांसाठी समर्थन. आपल्याला संक्रमणांची संख्या कमी करण्यास आणि समांतरपणे प्रोग्रामच्या अनेक शाखा कार्यान्वित करण्यास अनुमती देते.
• कमाल भरणासह एका घड्याळ चक्रात 23 पर्यंत ऑपरेशन्स निर्दिष्ट करण्यास सक्षम असलेली विस्तृत कमांड (ऑपरेंड्स वेक्टर निर्देशांमध्ये पॅक करताना 33 पेक्षा जास्त ऑपरेशन्स).

अनुकरण x86

आर्किटेक्चर डिझाइन स्टेजवरही, विकासकांना इंटेल x86 आर्किटेक्चरसाठी लिहिलेल्या सपोर्टिंग सॉफ्टवेअरचे महत्त्व समजले. यासाठी, डायनॅमिक (म्हणजे, प्रोग्रामच्या अंमलबजावणीदरम्यान, किंवा "ऑन द फ्लाय") x86 बायनरी कोडचे E2K आर्किटेक्चर प्रोसेसर कोडमध्ये भाषांतर करण्यासाठी एक प्रणाली लागू केली गेली. ही प्रणाली ऍप्लिकेशन मोडमध्ये (WINE च्या पद्धतीने) आणि हायपरवाइजर सारख्या मोडमध्ये (नंतर x86 आर्किटेक्चरसाठी संपूर्ण अतिथी OS चालवणे शक्य आहे) दोन्हीमध्ये कार्य करू शकते.

ऑप्टिमायझेशनच्या अनेक स्तरांबद्दल धन्यवाद, अनुवादित कोडची उच्च गती प्राप्त करणे शक्य आहे. x86 आर्किटेक्चर इम्युलेशनच्या गुणवत्तेची पुष्टी 20 हून अधिक ऑपरेटिंग सिस्टम (विंडोजच्या अनेक आवृत्त्यांसह) आणि एल्ब्रस संगणकीय प्रणालीवरील शेकडो अनुप्रयोगांच्या यशस्वी प्रक्षेपणाद्वारे केली जाते.

प्रोटेक्टेड प्रोग्राम एक्झिक्यूशन मोड

एल्ब्रस -1 आणि एल्ब्रस -2 आर्किटेक्चरमधून मिळालेल्या सर्वात मनोरंजक कल्पनांपैकी एक म्हणजे तथाकथित सुरक्षित प्रोग्राम अंमलबजावणी. त्याचे सार हे सुनिश्चित करणे आहे की प्रोग्राम केवळ प्रारंभिक डेटासह कार्य करतो, वैध पत्त्याच्या श्रेणीशी संबंधित सर्व मेमरी प्रवेश तपासणे, इंटर-मॉड्यूल संरक्षण प्रदान करणे (उदाहरणार्थ, कॉलिंग प्रोग्रामला लायब्ररीतील त्रुटीपासून संरक्षित करणे). या सर्व तपासण्या हार्डवेअरमध्ये केल्या जातात. संरक्षित मोडसाठी, संपूर्ण कंपाइलर आणि रनटाइम सपोर्ट लायब्ररी आहे. त्याच वेळी, हे समजले पाहिजे की लादलेल्या निर्बंधांमुळे अंमलबजावणीचे आयोजन करणे अशक्य होते, उदाहरणार्थ, C ++ मध्ये लिहिलेला कोड.

एल्ब्रस प्रोसेसरच्या ऑपरेशनच्या नेहमीच्या, "असुरक्षित" मोडमध्ये देखील, अशी वैशिष्ट्ये आहेत जी सिस्टमची विश्वासार्हता वाढवतात. अशाप्रकारे, बंधनकारक माहिती स्टॅक (प्रक्रिया कॉल्ससाठी रिटर्न अॅड्रेसची साखळी) वापरकर्त्याच्या डेटा स्टॅकपासून वेगळे आहे आणि रिटर्न अॅड्रेस स्पूफिंग सारख्या व्हायरसमध्ये वापरल्या जाणार्‍या अशा हल्ल्यांसाठी प्रवेश करण्यायोग्य नाही.

वर्षानुवर्षे डिझाइन केलेले, हे केवळ भविष्यात कार्यक्षमतेच्या आणि मापनक्षमतेच्या बाबतीत प्रतिस्पर्धी आर्किटेक्चरला पकडते आणि मागे टाकते, परंतु x86/amd64 ला त्रास देणार्‍या बग्सपासून संरक्षण देखील प्रदान करते. मेल्टडाउन (CVE-2017-5754), स्पेक्टर (CVE-2017-5753, CVE-2017-5715), RIDL (CVE-2018-12126, CVE-2018-12130), फॉलआउट (CVE-2018-), यांसारखे बुकमार्क ZombieLoad (CVE-12127-2019) आणि यासारखे.

x86/amd64 आर्किटेक्चरमध्ये आढळलेल्या भेद्यतेपासून आधुनिक संरक्षण ऑपरेटिंग सिस्टम स्तरावरील पॅचवर आधारित आहे. म्हणूनच या आर्किटेक्चर्सच्या प्रोसेसरच्या सध्याच्या आणि मागील पिढ्यांमधील कामगिरी कमी आहे आणि 30% ते 80% पर्यंत आहे. आम्हाला, x86 प्रोसेसरचे सक्रिय वापरकर्ते म्हणून, याबद्दल माहिती आहे, त्रास होतो आणि "कॅक्टस खाणे" चालू ठेवतो, परंतु आमच्यासाठी (आणि परिणामी, आमच्या ग्राहकांसाठी) या समस्यांचे निराकरण करणे ही एक समस्या आहे. निःसंशय फायदा, विशेषतः जर उपाय रशियन असेल.

Технические характеристики

तत्सम इंटेल x4 प्रोसेसरच्या तुलनेत भूतकाळातील एल्ब्रस प्रोसेसर (8C), वर्तमान (8C), नवीन (16CB) आणि भविष्यातील (86C) पिढ्यांची अधिकृत तांत्रिक वैशिष्ट्ये खाली दिली आहेत.

या तक्त्यावर एक नजर टाकली तरी (आणि हे खूप आनंददायी आहे) असे दिसून येते की 10 वर्षांपूर्वी दुर्गम वाटणारा देशांतर्गत प्रोसेसरचा तांत्रिक अनुशेष आता खूपच लहान वाटतो आणि 2021 मध्ये एल्ब्रस-16C (ज्यामध्ये) लाँच झाला. इतर गोष्टी, वर्च्युअलायझेशनला समर्थन देतील) किमान अंतर कमी केले जातील.

Elbrus 8C प्रोसेसरवर SHD AERODISK

आम्ही सिद्धांत पासून सराव पास. MCST, Aerodisk, Basalt SPO (पूर्वीचे Alt Linux) आणि NORSI-TRANS यांच्या धोरणात्मक युतीचा एक भाग म्हणून, एक डेटा स्टोरेज प्रणाली विकसित केली गेली आणि कार्यान्वित केली गेली, जी या क्षणी सुरक्षितता, कार्यक्षमतेच्या दृष्टीने सर्वोत्तम नसल्यास, खर्च आणि कार्यप्रदर्शन, आमच्या मते, एक निर्विवादपणे योग्य उपाय जो आपल्या मातृभूमीच्या तांत्रिक स्वातंत्र्याची योग्य पातळी सुनिश्चित करू शकतो.
आता तपशील...

हार्डवेअर

स्टोरेज सिस्टमचा हार्डवेअर भाग NORSI-TRANS कंपनीच्या युनिव्हर्सल प्लॅटफॉर्म याखोंट यूव्हीएमच्या आधारे लागू केला जातो. याखोंट यूव्हीएम प्लॅटफॉर्मला रशियन वंशाच्या दूरसंचार उपकरणांची स्थिती प्राप्त झाली आणि रशियन रेडिओ-इलेक्ट्रॉनिक उत्पादनांच्या युनिफाइड रजिस्टरमध्ये समाविष्ट आहे. सिस्टीममध्ये दोन स्वतंत्र स्टोरेज कंट्रोलर (प्रत्येक 2U) असतात, जे 1G किंवा 10G इथरनेट इंटरकनेक्टद्वारे एकमेकांशी जोडलेले असतात, तसेच एसएएस कनेक्शन वापरून शेअर केलेल्या डिस्क शेल्फसह.

अर्थात, हे "क्लस्टर इन अ बॉक्स" फॉरमॅटसारखे सुंदर नाही (जेव्हा सामान्य बॅकप्लेनसह कंट्रोलर आणि डिस्क एका 2U चेसिसमध्ये स्थापित केल्या जातात) जे आम्ही सहसा वापरतो, परंतु नजीकच्या भविष्यात ते देखील उपलब्ध होईल. येथे मुख्य गोष्ट अशी आहे की ते चांगले कार्य करते, परंतु आम्ही नंतर "धनुष्य" बद्दल विचार करू.

हुड अंतर्गत, प्रत्येक कंट्रोलरमध्ये चार RAM स्लॉट्स (3C प्रोसेसरसाठी DDR8) सह सिंगल-प्रोसेसर मदरबोर्ड असतो. तसेच प्रत्येक कंट्रोलरवर 4 1G इथरनेट पोर्ट आहेत (ज्यापैकी दोन AERODISK ENGINE सॉफ्टवेअरद्वारे सेवा म्हणून वापरले जातात) आणि बॅक-एंड (SAS) आणि फ्रंट-एंड (इथरनेट किंवा फायबर चॅनेल) अडॅप्टरसाठी तीन PCIe स्लॉट्स आहेत.

बूट डिस्क म्हणून, आम्ही GS Nanotech कडील रशियन SATA SSD डिस्क वापरतो, ज्याची आम्ही वारंवार चाचणी केली आहे आणि प्रकल्पांमध्ये वापरली आहे.

आम्ही व्यासपीठावर पहिल्यांदा भेटलो तेव्हा आम्ही ते काळजीपूर्वक तपासले. असेंब्ली आणि सोल्डरिंगच्या गुणवत्तेबद्दल आमच्याकडे कोणतेही प्रश्न नव्हते, सर्वकाही व्यवस्थित आणि विश्वासार्हपणे केले गेले.

ऑपरेटिंग सिस्टम

प्रमाणनासाठी OS Alt 8SP ची आवृत्ती OS म्हणून वापरली जाते. नजीकच्या भविष्यात, आम्ही Aerodisk स्टोरेज सॉफ्टवेअरसह Alt OS साठी प्लग करण्यायोग्य आणि सतत अपडेटेड रेपॉजिटरी तयार करण्याची योजना आखत आहोत.

वितरणाची ही आवृत्ती E4.9K साठी Linux 2 कर्नलच्या सध्याच्या स्थिर आवृत्तीवर (MCST तज्ञांनी पोर्ट केलेली दीर्घकालीन सपोर्ट असलेली शाखा), कार्यक्षमता आणि सुरक्षिततेसाठी पॅचसह पूरक आहे. Alt OS मधील सर्व पॅकेजेस थेट एल्ब्रसवर एएलटी लिनक्स टीम प्रकल्पाच्या मूळ व्यवहारात्मक बिल्ड सिस्टमचा वापर करून तयार केली गेली आहेत, ज्यामुळे हस्तांतरणासाठी श्रम खर्च कमी करणे आणि उत्पादनाच्या गुणवत्तेकडे अधिक लक्ष देणे शक्य झाले.

एल्ब्रससाठी Alt OS चे कोणतेही प्रकाशन त्याच्यासाठी उपलब्ध असलेल्या भांडाराचा वापर करून कार्यक्षमतेच्या दृष्टीने लक्षणीयरीत्या विस्तारित केले जाऊ शकते (आठव्या आवृत्तीसाठी सुमारे 6 हजार स्त्रोत पॅकेजेसवरून नवव्या आवृत्तीसाठी सुमारे 12 पर्यंत).

निवड देखील केली गेली कारण Basalt SPO, Alt OS चे विकसक, हार्डवेअर आणि सॉफ्टवेअर सिस्टममध्ये अखंड परस्परसंवाद सुनिश्चित करून, विविध प्लॅटफॉर्मवर इतर सॉफ्टवेअर आणि उपकरण विकासकांसोबत सक्रियपणे कार्य करत आहे.

सॉफ्टवेअर स्टोरेज सिस्टम

पोर्टिंग करताना, आम्ही ताबडतोब E2K मध्ये समर्थित x86 इम्युलेशन वापरण्याची कल्पना सोडून दिली आणि थेट प्रोसेसरसह कार्य करण्यास सुरवात केली (सुदैवाने, Alt कडे आधीपासूनच यासाठी आवश्यक साधने आहेत).

इतर गोष्टींबरोबरच, नेटिव्ह एक्झिक्युशन मोड उत्तम सुरक्षा (एक ऐवजी समान तीन हार्डवेअर स्टॅक) आणि वाढीव कार्यप्रदर्शन प्रदान करतो (बायनरी ट्रान्सलेटरला काम करण्यासाठी आठपैकी एक किंवा दोन कोर वाटप करण्याची आवश्यकता नाही, आणि कंपाइलर त्याचे कार्य करतो. JIT पेक्षा चांगली नोकरी).

खरं तर, AERODISK ENGINE ची E2K अंमलबजावणी x86 मध्ये आढळलेल्या बहुतेक विद्यमान स्टोरेज कार्यक्षमतेला समर्थन देते. AERODISK ENGINE ची वर्तमान आवृत्ती (A-CORE आवृत्ती 2.30) स्टोरेज सिस्टम सॉफ्टवेअर म्हणून वापरली जाते

E2K वर कोणत्याही समस्यांशिवाय, खालील कार्ये सादर केली गेली आणि उत्पादनामध्ये वापरण्यासाठी चाचणी केली गेली:

• दोन कंट्रोलर्स आणि मल्टीपाथ I/O (mpio) पर्यंत फॉल्ट टॉलरन्स
• पातळ व्हॉल्यूमसह अवरोधित करा आणि फाइल प्रवेश (RDG, DDP पूल; FC, iSCSI, NFS, SMB प्रोटोकॉल सक्रिय निर्देशिका एकत्रीकरणासह)
• ट्रिपल पॅरिटी पर्यंत विविध RAID स्तर (RAID कन्स्ट्रक्टर वापरण्याच्या क्षमतेसह)
• हायब्रिड स्टोरेज (समान पूलमध्ये SSD आणि HDD एकत्र करणे, म्हणजे कॅशे आणि टियरिंग)
• डुप्लिकेशन आणि कॉम्प्रेशनसह जागा बचत पर्याय
• ROW स्नॅपशॉट, क्लोन आणि विविध प्रतिकृती पर्याय
• आणि इतर लहान पण उपयुक्त वैशिष्ट्ये जसे की QoS, ग्लोबल हॉटस्पेअर, VLAN, BOND, इ.

खरं तर, E2K वर आम्ही मल्टी-कंट्रोलर्स (दोनपेक्षा जास्त) आणि मल्टी-थ्रेडेड I/O शेड्यूलर वगळता आमची सर्व कार्यक्षमता मिळवण्यात व्यवस्थापित झालो, ज्यामुळे आम्हाला ऑल-फ्लॅश पूल्सची कार्यक्षमता 20-30% ने वाढवता येते. .

परंतु आम्ही, नक्कीच, ही उपयुक्त कार्ये देखील जोडू, काही काळाची बाब.

कामगिरीबद्दल थोडेसे

स्टोरेज सिस्टमच्या मूलभूत कार्यक्षमतेच्या चाचण्या यशस्वीरित्या पार केल्यानंतर, आम्ही अर्थातच लोड चाचण्या करण्यास सुरुवात केली.

उदाहरणार्थ, ड्युअल-कंट्रोलर स्टोरेज सिस्टमवर (2xCPU E8C 1.3 Ghz, 32 GB RAM + 4 SAS SSD 800GB 3DWD), ज्यामध्ये RAM कॅशे अक्षम केली होती, आम्ही मुख्य RAID-10 स्तरासह दोन DDP पूल तयार केले आणि दोन 500G LUNs आणि या LUNs ला iSCSI (10G इथरनेट) वर Linux होस्टशी जोडले. आणि FIO प्रोग्राम वापरून लहान अनुक्रमिक लोड ब्लॉक्सवर मूलभूत तासाभराच्या चाचण्यांपैकी एक केली.

प्रथम परिणाम जोरदार सकारात्मक होते.

प्रोसेसरवरील भार सरासरी 60% च्या पातळीवर होता, म्हणजे. हे बेस लेव्हल आहे ज्यावर स्टोरेज सुरक्षितपणे काम करू शकते.

होय, हे हायलोडपासून दूर आहे, आणि हे उच्च-कार्यक्षमता DBMS साठी स्पष्टपणे पुरेसे नाही, परंतु, आमच्या सराव दर्शविल्याप्रमाणे, ही वैशिष्ट्ये 80% सामान्य कार्यांसाठी पुरेशी आहेत ज्यासाठी स्टोरेज सिस्टम वापरल्या जातात.

थोड्या वेळाने, आम्ही स्टोरेज प्लॅटफॉर्म म्हणून एल्ब्रसच्या लोड चाचण्यांवरील तपशीलवार अहवालासह परत येण्याची योजना आखत आहोत.

उज्ज्वल भविष्य

आम्ही वर लिहिल्याप्रमाणे, एल्ब्रस 8C चे मोठ्या प्रमाणावर उत्पादन नुकतेच सुरू झाले - 2019 च्या सुरूवातीस आणि डिसेंबरपर्यंत सुमारे 4000 प्रोसेसर आधीच सोडले गेले होते. तुलनेसाठी, मागील पिढीतील एल्ब्रस 4C चे केवळ 5000 प्रोसेसर त्यांच्या उत्पादनाच्या संपूर्ण कालावधीसाठी तयार केले गेले होते, त्यामुळे प्रगती आहे.

हे स्पष्ट आहे की हा समुद्रातील एक थेंब आहे, अगदी रशियन बाजारपेठेसाठी, परंतु रस्त्यावर चालणाऱ्याने मास्टर केले जाईल.
2020 साठी हजारो एल्ब्रस 8 सी प्रोसेसरचे प्रकाशन नियोजित आहे आणि हे आधीच एक गंभीर आकृती आहे. याव्यतिरिक्त, 2020 दरम्यान, Elbrus-8SV प्रोसेसर MCST टीमने मोठ्या प्रमाणात उत्पादनासाठी आणले पाहिजे.

अशा उत्पादन योजना संपूर्ण देशांतर्गत सर्व्हर प्रोसेसर बाजारपेठेतील महत्त्वपूर्ण वाटा मिळवण्यासाठी एक अनुप्रयोग आहेत.

परिणामी, येथे आणि आता आमच्याकडे स्पष्ट आणि आमच्या मते, योग्य विकास धोरणासह एक चांगला आणि आधुनिक रशियन प्रोसेसर आहे, ज्याच्या आधारावर सर्वात सुरक्षित आणि प्रमाणित रशियन-निर्मित डेटा स्टोरेज सिस्टम आहे (आणि भविष्यात, एल्ब्रस-16C वर एक आभासीकरण प्रणाली). रशियन प्रणाली आधुनिक परिस्थितीत शारीरिकदृष्ट्या शक्य तितक्या दूर आहे.

आम्ही बर्‍याचदा बातम्यांमध्ये स्वतःला रशियन उत्पादक म्हणवणार्‍या कंपन्यांचे पुढचे महाकाव्य अपयश पाहतो, परंतु खरं तर त्यांच्या मार्कअपशिवाय परदेशी उत्पादकाच्या उत्पादनांमध्ये स्वतःचे कोणतेही मूल्य न जोडता लेबले पुन्हा चिकटवण्यात गुंतलेले असतात. अशा कंपन्या, दुर्दैवाने, सर्व वास्तविक रशियन विकसक आणि उत्पादकांवर सावली टाकतात.

या लेखाद्वारे, आम्ही हे स्पष्टपणे दाखवू इच्छितो की आपल्या देशात अशा कंपन्या होत्या, आहेत आणि असतील ज्या खरोखर आणि कार्यक्षमतेने आधुनिक जटिल IT प्रणाली बनवतात आणि सक्रियपणे विकसित होत आहेत आणि IT मध्ये आयात प्रतिस्थापन ही अपवित्रता नाही, परंतु एक वास्तविकता आहे ज्यामध्ये आम्ही सर्व जगतो. तुम्ही हे वास्तव प्रेम करू शकत नाही, तुम्ही त्यावर टीका करू शकता किंवा तुम्ही काम करून ते अधिक चांगले बनवू शकता.

एका वेळी यूएसएसआरच्या पतनाने एल्ब्रस निर्मात्यांच्या संघाला प्रोसेसरच्या जगात एक प्रमुख खेळाडू बनण्यापासून रोखले आणि संघाला त्यांच्या विकासासाठी परदेशात निधी मिळविण्यास भाग पाडले. ते सापडले, कार्य केले गेले आणि बौद्धिक संपत्ती जतन केली गेली, ज्यासाठी मी या लोकांचे खूप आभार मानू इच्छितो!

आत्तासाठी एवढेच, कृपया तुमच्या टिप्पण्या, प्रश्न आणि अर्थातच टीका लिहा. आम्ही नेहमी आनंदी असतो.

तसेच, संपूर्ण एरोडिस्क कंपनीच्या वतीने, मी संपूर्ण रशियन आयटी समुदायाचे आगामी नवीन वर्ष आणि ख्रिसमससाठी अभिनंदन करू इच्छितो, 100% अपटाइमच्या शुभेच्छा देऊ इच्छितो - आणि नवीन वर्षात बॅकअप कोणालाही उपयुक्त ठरणार नाहीत))).

साहित्य वापरले

तंत्रज्ञान, आर्किटेक्चर आणि व्यक्तिमत्त्वांच्या सामान्य वर्णनासह एक लेख:
https://www.ixbt.com/cpu/e2k-spec.html

"एल्ब्रस" नावाखाली संगणकाचा संक्षिप्त इतिहास:
https://topwar.ru/34409-istoriya-kompyuterov-elbrus.html

e2k आर्किटेक्चर बद्दल सामान्य लेख:
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BB%D1%8C%D0%B1%D1%80%D1%83%D1%81_2000

लेख चौथी पिढी (Elbrus-4S) आणि 8वी पिढी (Elbrus-5SV, 8) बद्दल आहे:
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BB%D1%8C%D0%B1%D1%80%D1%83%D1%81-8%D0%A1

प्रोसेसरच्या पुढील 6व्या पिढीचे तपशील (Elbrus-16SV, 2021):
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BB%D1%8C%D0%B1%D1%80%D1%83%D1%81-16%D0%A1

एल्ब्रसच्या आर्किटेक्चरचे अधिकृत वर्णन:
http://www.elbrus.ru/elbrus_arch

हार्डवेअर आणि सॉफ्टवेअर प्लॅटफॉर्म "एल्ब्रस" च्या विकसकांच्या योजना एक्सास्केल कार्यक्षमतेसह सुपर कॉम्प्युटर तयार करण्यासाठी:
http://www.mcst.ru/files/5a9eb2/a10cd8/501810/000003/kim_a._k._perekatov_v._i._feldman_v._m._na_puti_k_rossiyskoy_ekzasisteme_plany_razrabotchikov.pdf

वैयक्तिक संगणक, सर्व्हर आणि सुपर कॉम्प्युटरसाठी रशियन एल्ब्रस तंत्रज्ञान:
http://www.mcst.ru/files/5472ef/770cd8/50ea05/000001/rossiyskietehnologiielbrus-it-edu9-201410l.pdf

बोरिस बाब्यान यांचा जुना लेख, पण तरीही संबंधित:
http://www.mcst.ru/e2k_arch.shtml

मिखाईल कुझ्मिन्स्कीचा जुना लेख:
https://www.osp.ru/os/1999/05-06/179819

MCST सादरीकरण, सामान्य माहिती:
https://yadi.sk/i/HDj7d31jTDlDgA

एल्ब्रस प्लॅटफॉर्मसाठी Alt OS बद्दल माहिती:
https://altlinux.org/эльбрус

https://sdelanounas.ru/blog/shigorin/

स्त्रोत: www.habr.com