Компьютер, который вы используете, чтобы читать эту страницу, обязательно использует микропроцессор, обеспечивающий его работу. Микропроцессор — основа любого нормального компьютера, является ли это настольной машиной, сервером или ноутбуком. Микропроцессором используемым вами, мог бы быть Pentium, K6, PowerPC, Sparc, Athlon или любой из многих других брендов и типов микропроцессоров, но они все делают приблизительно ту же самую вещь приблизительно тем же самым способом.
Микропроцессор — также известный как ЦП или центральный процессор — является полным механизмом вычисления, который произведен на однокристальной схеме. Первым микропроцессором был Intel 4004, представленный в 1971.
Эти 4004 не были очень мощны и все, что они могли делать, было сложение и вычитание, делалось это с помощью 4 битов за один раз. Но это было удивительно, так как осуществлялось всего лишь на одной микросхеме. До 4004 инженеры создавали компьютеры или из наборов микросхем или из дискретных компонентов (транзисторы, соединенные проводом по одному).
Процессоры 4004 приводили в действие один из первых переносимых электронных калькуляторов. Если бы Вы когда-либо задавались вопросом, что микропроцессор в Вашем компьютере делает, или если Вы когда-либо задавались вопросом о различиях между типами микропроцессоров, то можете, продолжает читать, думаю Вам будет интересно.
В этой статье я расскажу, как довольно простые цифровые логические методы позволяют компьютеру выполнять поставленные задачи, будь то игра, либо проверка правописания документа, либо еще что…
Немного истории развития микропроцессоров:
 |
| Intel 8080 |
Первым микропроцессором, который начали устанавливать в домашний компьютер, был Intel 8080, полный 8-разрядный процессор на одной микросхеме, представленный в 1974.
Первый микропроцессор, который сделал реальный всплеск на рынке, был Intel 8088, представленным в 1979, и устанавливался в IBM PC (которые начали появляться на рынке приблизительно в 1982).
Если Вы знакомы с рынком персональных компьютеров и его историей, Вы наверно знаете, что рынок персональных компьютеров перемещался от 8088 до 80286 к 80386 к 80486 в Pentium в Pentium II в Pentium III в Pentium 4, Pentium D, Itanium, Intel Core 2, Intel Core 2 Duo и др.
Все эти микропроцессоры сделаны Intel, и все они являются улучшением базовой конструкции 8088. К примеру Pentium 4 может выполнить любую часть кода, который работал на оригинале 8088, но он делает это приблизительно в 5 000 раз быстрее!
Следующая таблица поможет Вам понять различия между различными процессорами, которые Intel представил за эти годы.
| Имя | Дата | Транзисторы | Микроны | Тактовая частота | Ширина данных | MIPS |
| 8080 | 1974 | 6 000 | 6 | 2 МГц | 8 битов | 0.64 |
| 8088 | 1979 | 29 000 | 3 | 5 МГц | 16 битов 8-разрядная шина | 0.33 |
| 80286 | 1982 | 134 000 | 1.5 | 6 МГц | 16 битов | 1 |
| 80386 | 1985 | 275 000 | 1.5 | 16 МГц | 32 бита | 5 |
| 80486 | 1989 | 1 200 000 | 1 | 25 МГц | 32 бита | 20 |
| Pentium | 1993 | 3 100 000 | 0.8 | 60 МГц | 32 бита 64-разрядная шина | 100 |
| Pentium II | 1997 | 7 500 000 | 0.35 | 233 МГц | 32 бита 64-разрядная шина | ~300 |
| Pentium III | 1999 | 9 500 000 | 0.25 | 450 МГц | 32 бита 64-разрядная шина | ~510 |
| Pentium 4 | 2000 | 42 000 000 | 0.18 | 1.5 ГГц | 32 бита 64-разрядная шина | ~1 700 |
Это наглядная таблица развития процессоров от intel (характеристики последних моделей процессоров можно посмотреть на официальном сайте и конечно же они будут выше характеристик процессоров представленных в таблице).
Зачастую выпущенные ранее процессоры представляются через несколько лет после исходной даты выпуска повторно, но уже с более высокими тактовыми частотами.
Столбец транзисторы представляет число транзисторов на микросхеме процессора. Можно увидеть, что число транзисторов на однокристальной схеме устойчиво повышалось за эти годы.
Столбец Микроны представляет ширину, в микронах, самого маленького провода на микросхеме. Для сравнения человеческий волос приблизительно равен 100 микронов в толщину. Поскольку размеры дорожек на микросхеме уменьшается, то число транзисторов, следовательно, с каждым новым выпуском повышается.
Столбец тактовая частота показывает максимальный уровень, в котором может быть синхронизирована микросхема. (о тактовой частоте я расскажу в следующем разделе.)
Столбец Ширина данных — ширина ALU….Приведу пример. 8-разрядный ALU может добавлять/вычитать/умножать/и т.д. два 8-разрядных числа, в то время как 32-разрядный ALU может управлять 32-разрядными числами.
8-разрядный ALU должен был бы выполнить четыре инструкции, чтобы добавить два 32-разрядных числа, в то время как 32-разрядный ALU может сделать это в одной инструкции. Во многих случаях внешняя шина передачи данных – совпадает с шириной шины ALU, правда это не всегда так.
У 8088 были 16-разрядный ALU и 8-разрядная внешняя шина, в то время как современные Pentium-ы использую внешнюю шину данных в 64 бита, а внутри данные передаются по 32-разрядке.
Столбец MIPS обозначает «миллионы инструкций в секунду» и является грубой мерой производительности ЦП. Современные ЦП могут делать очень много разных вещей, и оценки MIPS теряют свое значение, но судя по этому параметру можно получить сведения относительного питания ЦП.
Из таблицы видно, что, есть отношение между тактовой частотой и MIPS. Максимальная тактовая частота это функция производственного процесса и задержек его в пределах микросхемы. Есть также отношение между числом транзисторов и миллионами инструкций в секунду (MIPS).
Например 8088 имеющие скорость в 5 МГц, но способны выполнять 0.33 MIPS (приблизительно одна инструкция на 15 тактов). Современные процессоры могут выполнять приблизительно на уровне двух инструкций на такт.
Это улучшение современных процессоров непосредственно связано с числом транзисторов на микросхеме и об этом в следующем разделе.
Современные микропроцессоры
| Проверка логических печатных плат. |
Современные
микропроцессоры —
это сложные устройства, отличающиеся
друг от друга построением, системой
команд и математическим обеспечением.
Поэтому дать конкретные подробные
рекомендации использования анализатора
Для конкретного типа микропроцессора
не представляется возможным. [1]
Конструктивно
современный микропроцессор представляет
собой сверхбольшую интегральную схему,
реализованную на одном полупроводниковом
кристалле — тонкой пластинке кристаллического
кремния прямоугольной формы площадью
всего несколько квадратных миллиметров.
На ней размещены схемы, реализующие все
функции процессора. Кристалл-пластинка
обычно помещается в пластмассовый или
керамический плоский корпус и соединяется
золотыми выводами с металлическими
штырьками, чтобы его можно было
присоединить к системной плате
компьютера.
[2]
Архитектуре современных
микропроцессоров присущи
многие особенности. Одна из них состоит
в том, что команды и данные хранятся в
одном и том же запоминающем устройстве.
Для большинства систем это необходимо,
так как в них с помощью определенных
средств разработки программ осуществляется
обмен команд и данных. Например, загрузчик
производит загрузку программы, хранимой
во внешнем запоминающем устройстве, в
память и для этого должен интерпретировать
ее как данные.
Однако в широко
распространенных приложениях, таких,
как кассовые аппараты и системы
автомобильного зажигания, средства
разработки резидентных программ
отсутствуют и программы никогда не
смешиваются с данными.
Поэтому в некоторых
микроконтроллерах, например MCS-48, команды
и данные хранятся в разных запоминающих
устройствах; команды таких микроконтроллеров
не позволяют производить обращение к
ячейкам памяти, в которых хранится
программа, как к ячейкам с данными. [3]
В современных
микропроцессорах на
аппаратном уровне реализована схема
зашиты, использование которой операционной
системой позволит адекватно реагировать
на ошибки и аварийные ситуации в
прикладных программах, исключив доступ
к критически важным системным элементам,
обеспечить надежную работу нескольких
приложений в случае возникновения
ошибки в одном из них. [4]
В современных
микропроцессорах используется,
как правило, одинаковое напряжение
питания. Обычно источником питания для
микропроцессора является источник
постоянного тока напряжением 5 В.
Для
подключения этого источника используются
два вывода микропроцессора: на один из
них подается напряжение 5 В, второй вывод
заземляется.
В некоторых микропроцессорах
предусматриваются еще два вывода,
предназначенные для подачи напряжений
питания 12 и — 5 В. [5]
Для
архитектуры современных
микропроцессоров характерно
наличие единого адресуемого пространства
памяти, которое называется основной
памятью. [6]
Микропроцессор
КР580ИК80 является одним из самых простых
среди семейства современных
микропроцессоров. [7]
В
настоящее время проявляется тенденция
к усложнению стековых структур данных
современных микропроцессоров.
Для обеспечения их гибкости стек в общем
случае должен иметь иерархическую
структуру, хотя на уровне базисной
системы команд целесообразно реализовать
только одно -, двух — или трехстековую
структуру. [8]
| Схема функциональных связей микропроцессора. |
Во-первых,
это недостаточно полная ( т.е. не отражающая
всех функций современных
микропроцессоров)
функциональная модель самого
микропроцессора. [9]
Скорость
вращения дисков, достигающая 10000 об / м,
и тактовые частоты современных
микропроцессоров,
составляющие 100 МГц [107] и выше, позволяют
без особых проблем справиться с
формированием проверочных кодов в RAID.
Шины передачи данных между процессором
и устройствами хранения данных
поддерживают пропускную способность
на уровне 100 Мбайт / с, что также разрешает
проблемы, связанные с сетевым доступом
к дисковым массивам.
Кроме того, некоторые
шины, например, FC-AL, имеют интерфейс
сетевых протоколов TCP / IP, FDDI, ATM, что
позволяет подключать устройства хранения
данных непосредственно к сетям. [10]
Вообще,
период второй половины 50 — х годов был
чрезвычайно интересным и богатым на
фонтанирование идей, сохранившихся и
в современных
микропроцессорах,
но чаще под другими названиями, и
воспринимаемых молодым поколением как
нечто совершенно новое. [11]
Действительно,
если признанная как первая большая ЭВМ
Эниак ( 1946 год) занимала площадь около
90 м2 и весила более 30 тонн, то современный
микропроцессор,
способный вместить все электронное
оборудование такой машины, имеет площадь
всего 1 5 — 2 см2, обеспечивая при этом
такую вычислительную мощность, которая
превышает суммарную вычислительную
мощность всех ЭВМ, имевшихся в мире в
середине 60 — х годов. Первая ЭВМ содержала
около 17 тысяч электронных ламп, а сейчас
такое количество электронных компонентов
технологии 0 15 мкм позволяют разместить
в срезе человеческого волоса. [12]
С помощью
специальной утилиты ехе — и dll — файлы
сдвигаются в пределах занимаемого ими
пространства таким образом, чтобы
обеспечить реальное соответствие
страничной организации памяти,
реализуемойсовременными
микропроцессорами. [13]
Из-за
невозможности внесения в MS DOS необходимых
принципиальных усовершенствований
фирма Microsoft оказалась вынужденной
создавать новые ОС ( Windows, Windows NT, Windows 95
и др.
), обеспечивающие надлежащий сервис
для пользователей и разработчиков,
поддерживающие одновременную работу
нескольких программ, средства защиты
данных и позволяющие эффективнее
использовать возможности современных
микропроцессоров. [1]
Современные
микропроцессоры выполняют
функции малых ЭВМ. Они применяются в
автоматических устройствах цифрового
контроля и управления, регуляторах,
системах телемеханики и телеавтоматических
комплексах. [2]
МП 80286
и выше имеется возможность многозадачной
работы ( многопро-граммность) и
сопутствующая ей защита памяти. Современные
микропроцессоры имеют
два режима работы. [3]
Обе
части МП работают параллельно, причем
интерфейсная часть опережает операционную,
так что выборка очередной команды из
памяти ( ее запись в блок регистров
команд и предварительный анализ)
происходит во время выполнения
операционной частью предыдущей
команды.
Современные
микропроцессоры имеют
несколько групп регистров в интерфейсной
части, работающих с различной степенью
опережения, что позволяет выполнять
операции в конвейерном режиме. Такая
организация МП позволяет существенно
повысить его эффективное быстродействие.
[4]
Первые
микропроцессоры были выполнены на р —
МОП-схе-мах. Современные
микропроцессорывыполняются
на и — МОП-схемах, имеющих низкую стоимость
и среднее быстродействие, на
предельно-маломощных КМОП-схемах и на
ТТЛ-схемах с высоким быстродействием. [5]
| Двухуровневое вложение подпрограмм. |
Глубина
допустимого уровня вложения подпрограмм
зависит от типа вычислительной машины
и используемого языка программирования.
Большинство современных
микропроцессоров и
языков программирования допускает
многоуровневое вложение. [6]
Что
касается операций над числами с плавающей
точкой и других специальных сложных
операций, то в системах на базе первых
процессоров их реализовали
последовательностью более простых
команд, специальными подпрограммами,
однако затем были разработаны специальные
вычислители — математические сопроцессоры,
которые заменяли основной процессор
на время выполнения таких команд.
Всовременных
микропроцессорах математические
сопроцессоры входят в структуру как
составная часть. [7]
Рассматриваемые
здесь способы адресации памяти следующие:
с индексированием; относительный и
способ адресации данных, хранимых в
стеке, с помощью указателя стека. Во
многих современных
микропроцессорахиспользуется
либо первый, либо второй указанный
способ. Почти каждый микропроцессор
располагает стековым способом обращения
к данным с помощью указателя стека. [8]
Микропроцессор
реализуется на одном или нескольких
кристаллах полупроводника и обычно
состоит из арифметического устройства
и устройства управления. По структурным
решениям современный
микропроцессор обеспечивает
обработку информации по определенной
задаваемой в каждом случае применения
программе и программное управление,
необходимое для выполнения различных
функций прибора. [9]
Очевидно,
в скором времени нас ожидают изменения
в этой области и переход на 32-разрядные
операционные системы.
При этом будет
наконец реализован ряд важных
свойств современных
микропроцессоров,
таких, как защищенный режим работы,
многозадачность, одноранговая ( плоская)
модель памяти, станет возможна
многопотоковость, многопроцессорная
и сетевая работа на различных аппаратных
платформах. [10]
Важная
особенность данного метода состоит в
том, что задан-н ( ые графические
изображения перед выводом на дисплей
должны быть разложены на соответствующие
наборы элементарных векторов. Эту
операцию можно выполнять с помощью
основной ЭВМ, однако современные
микропроцессоры позволяют
осуществить ее более рационально на
дисплейном терминале.
В этом случае
дисплейный терминал имеет две памяти,
одну для обычного дисплейного файла и
вторую для регенераци изображения,
причем в по-йледней находятся координаты
концов элементарных векторов или коды
литер для каждой из ячеек.
Как для
основной ЭВМ, так и для программиста
такая система ничем не отличается от
векторного дисплея с управляемым лучом,
за исключением более низкой разрешающей
способности. [11]
Указанные
негативные явления в области производства
средств ВТ на государственных предприятиях
России были вызваны прежде всего
отсутствием необходимой элементной
базы, соответствующей современному
мировому уровню.
Электронная промышленность
России в условиях распада СССР по ряду
причин оказалась неспособной быстро
осваивать и развивать массовое
производство современных
микропроцессоров и
микросхем для памяти большой емкости.
[12]
Для
формирования цифровых значений активной
мощности необходимо численное
интегрирование за период изменения
мгновенной мощности полученной
последовательности чисел. Перемножение,
задержка и суммирование при численном
интегрировании — типовые операции
процессоров цифровых ЭВМ и при промышленной
частоте выполняются современными
микропроцессорами в
реальном времени.
При этом необходимое
для цифровых измерительных преобразователей
мощности время преобразования в цифровой
сигнал активной и реактивной мощностей
практически составляет половину и три
четверти длительности периода промышленной
частоты. Известны [15] некоторые результаты
исследований по реализации и более
быстродействующих цифровых измерительных
преобразователей мощности.
[13]
Для
формирования цифровых значений активной
мощности необходимо численное
интегрирование за период изменения
мгновенной мощности полученной
последовательности чисел. Перемножение,
задержка и суммирование при численном
интегрировании — типовые операции
процессоров цифровых ЭВМ, которые при
промышленной частоте выполняются современными
микропроцессорами в
реальном времени. [14]
Какие
требования предъявляются к источникам
питания микропроцессоров. Укажите,
какая потребляемая мощность характерна
длясовременных
микропроцессоров. [1]
Полупроводниковые
приборы и микросхемы непрерывно
совершенствуются. Улучшаются их
параметры, кроме того, растет степень
интеграции микросхем и усложнаются их
функции. Ярким примером этой тенденции
являются микропроцессорные комплекты
интегральных микросхем. Современные
микропроцессоры фактически
представляют собой ЭВМ на кристалле. [2]
Несомненно,
рекурсивный вариант программы более
компактный, однако многократный вызов
функции, использующийся в любом
рекурсивном алгоритме, заметно снижает
его быстродействие.
Поэтому использование
цикла более приемлемо с точки зрения
скорости выполнения.
Кроме того, благодаря
оптимизации арифметических операций
в большинствесовременных
микропроцессоров превосходство
нерекурсивных алгоритмов в скорости
становится все более очевидным. [3]
Современные
достижения в области микроэлектроники
позволили в настоящее время проектировать
и серийно выпускать так называемые
микропроцессоры. Микропроцессор по
выполняемым функциям аналогичен
процессору универсальной ЭВМ, реализуется
он обычно на одной или нескольких больших
микросхемах с высокой степенью интеграции.
Функции микропроцессора задаются
соответствующим набором выполняемых
команд, записанных в постоянном
запоминающем устройстве. Микропроцессор
характеризуется также некоторым объемом
регистровой памяти, разрядностью
обрабатываемой информации и другими
параметрами. Имеются микропроцессоры
с наращиваемой и постоянной разрядностью.
Длясовременных
микропроцессоров число
выполняемых операций достигает 100 и
более, причем предусматриваются операции
с двойной длиной слова и побайтовой
обработкой информации.
Кроме того,
микропроцессор комплектуется общим
программным обеспечением, которое
хранится в постоянном запоминающем
устройстве на интегральных микросхемах. [4]
Рассмотрение
материала проводится на базе некоего
гипотетического микропроцессора.
Это
объясняется несколькими причинами,
Прежде всего следует отметить, что
большинство микропроцессоров, выпускаемых
промышленностью, слишком сложно, чтобы
служить основой для ознакомления с
принципами построения и функционирования
этих устройств.
Однако овладевание
указанными общими принципами делает
доступным освоение микропроцессоров
любого типа и модели. Более того, всегда
есть опасность, что такой микропроцессор
останется для изучающего наиболее
предпочтительным.
Что же касается
выбранного здесь гипотетического
микропроцессора, то некоторые его
характеристики нельзя найти ни у
одногосовременного
микропроцессора.
Прогнозировать же их у будущих моделей
автор не берется, поскольку слишком
быстро происходит в наше время смена
техники и технологии. [5]
Однако
когда речь идет о борьбе с детонацией,
то имеют в виду форсированные режимы,
при которых опасность детонации особенно
велика.
А правильно ли это, если более
80 % топлива сгорает во время стабильной
работы двигателя, когда вовсе не нужны
высокие антидетонационные характеристики
и можно обойтись низкооктановым бензином.
Не забиваем ли мы гвозди скрипкой.
Так
родилась мысль о разделении топлива на
два бака: один поменьше, для высокооктановой
добавки, а другой побольше, для обычного
низкооктанового бензина.
Весь вопрос
в дозировке, в подаче этих потоков в
соотношении, точно соответствующем
характеру работы двигателя в данный
момент. Понятно, что и дозировка, и
карбюрация должны в таком двигателе
регулироваться с точностью ювелирной.
Эту заботу могут взять на себясовременные
микропроцессоры в
сочетании с ЭВМ. [6]
Современные микропроцессоры. Часть первая: секреты высокой производительности
Что представляет собой микропроцессор «Эльбрус-4С»?
«Эльбрус-4С» — четырёхъядерный процессор, работающий на частоте 800 МГц, который поддерживает работу с тремя каналами памяти. Также имеется кэш-память общим объёмом 8 Мегабайт. Процессор произведён по технологии 65 нанометров, его среднее энергопотребление составляет 45 Ватт.
«Это универсальный микропроцессор, который характеризуется уникальными особенностями своей архитектуры. В зависимости от предназначения конкретной техники, её можно применять в жёстких условиях.
Например, некоторую технику можно погружать в воду, на некоторой можно работать на Северном полюсе или же использовать при температуре ниже 40 градусов», — рассказал АиФ.
ru главный конструктор ВК «Эльбрус 401-PC» Василий Воробушков.
Вопрос-ответ
Почему среди россиян много хакеров?
Сфера использования чипа
Разработчики заверяют, что функциональные возможности микросхемы позволяют создавать на ее основе видеокамеры со встроенными сложными алгоритмами видеоаналитики, в том числе на базе так называемых сверточных нейронных сетей (CNN).
Они могут использоваться для распознавания лиц, охраны периметра и обнаружения возгораний для систем безопасности, управления жестами для устройств виртуальной реальности, распознавания пола, возраста и эмоций для ритейла, определения номеров автомобилей и выявления нарушений правил дорожного движения и пр.
Медицинский ум: чем может помочь искусственный интеллект здравоохранению
Искусственный интеллект
При этом как в «ЭЛВИС-неотеке», так и в «ЭЛВИСЕ» намерены самостоятельно заняться выпуском специализированных видеокамер «для существующих и перспективных мировых рынков систем с компьютерным зрением». «Макетные образцы IP-видеокамеры с разрешением 4K и стереокамеры с аналитикой уже созданы», — заверяют в компаниях, позиционируя себя как самостоятельных заказчиков процессора ELISE.
Российские микропроцессоры сегодня: начало пути
Электроника
21.07.2016, Чт, 17:52, Мск , Денис Воейков
Рынок микропроцессоров с пометкой «Сделано в России» сегодня находится в зачаточном состоянии даже по мнению самых патриотичных его представителей. Однако он все же есть — пусть почти только в виде предложения, а не спроса.
Он неструктурирован, разобщен, испытывает комплекс неполноценности и все еще недостаточно обласкан государством. Но у него за последнее время явно появились определенные перспективы развития, связанные в первую очередь с курсом государства на импортозамещение.
CNews разобрался в расстановке сил на нем. Полную версию статьи читайте в журнале CNews №77.
Три года назад, в номере 66, редакция подробно изучила специфику отечественного микропроцессора «Эльбрус» и пришла к выводу, что сравнивать его с изделиями Intel настолько же корректно, как сравнивать броневик с седаном BMW. По скорости и комфортабельности немецкий автомобиль, безусловно, превзойдет боевую машину, но сухими из болота и живыми из-под огня выйдут только пассажиры бронированного транспортного средства.
В разговоре с CNews о российском процессорном рынке «автомобильную» метафору склонен был использовать и гендиректор НПЦ «Элвис» (разработчик процессоров «Мультикор») Ярослав Петричкович, считающий, что «микропроцессор» сегодня — слишком общее название. «Нельзя сделать просто автомобиль, — говорит он.
— Чтобы быть успешным на рынке, надо создавать хорошие карьерные грузовики, суперкары, люксовые внедорожники, кареты скорой помощи. Так же и с микропроцессорами. Они могут быть принципиально разными: для серверов, смартфонов, стиральных машин и космических аппаратов.
Поэтому странно читать в нашей прессе о разработке каких-то сказочных изделий, которые решают абсолютно все задачи российской экономики».
Классическая архитектура и ее рынок
Назначение процессора (его сферу применения) во многом определяет его архитектура. Это понятие несколько размыто из-за разного его определения программистами и разработчиками железа, но, не углубляясь в технологические дебри, ее можно описать просто как внутреннее устройство, организацию.
Российские создатели процессоров используют либо собственную оригинальную архитектуру, зачастую унаследованную с советских времен, либо лицензируют всемирно распространенные стандарты.
В последнем случае речь преимущественно идет о разработанных в соответствии с концепцией RISC (то есть для процессоров с сокращенным набором команд) архитектурах ARM (от англ. Advanced RISC Machine) и MIPS (отангл.
Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages).
- Современные российские микропроцессоры
- Полную версию таблицы смотрите в журнале CNews №77
- Если не принимать в расчет редких и явно специфических потребителей российских изделий, то мейнстримом для серверного («классического») рынка была и остается не нуждающаяся в дополнительном представлении архитектура Intel x86, реализованная также в продукции ее партнера по обмену технологиями — AMD.
Смартфоны с двумя SIM-картами и слотом под карту памяти
После общения с российскими разработчиками редакция пришла к выводу, что тягаться в ближайшее время с Intel и AMD в нашей стране на серверном рынке если и возможно, то лишь с помощью тотальной господдержки (граничащей с «геноцидом» в отношении всего зарубежного), при этом предлагая изделия с использованием какой-либо другой архитектуры, потому что лицензии на x86 фактически не распространяются.
Если же на господдержку не рассчитывать (точнее, будем объективными, рассчитывать можно лишь на умеренный ее вариант) и ориентироваться не только на нужды военных и космонавтов, то гораздо перспективнее создавать решения для других потребительских и промышленных рынков, благо в последние годы они не просто зародились, а развиваются очень быстрыми темпами.
Архитектуры для новых рынков
В «Байкал Электроникс» (разработчик процессоров «Байкал») выбор архитектур для своих процессоров объясняют показателями динамики мирового рынка портативной техники — гаджетов, «умных» телевизоров и пр. По оценкам компании, его рост составляет около 20% в год, по сравнению с 5% рынка персональных компьютеров. «При этом имеются предпосылки дальнейшего увеличения этого разрыва», — считают в организации.
Выбор архитектур для процессоров «Байкал» основывается на показателях динамики мирового рынка портативной техники
Для портативных устройств основными потребительскими характеристиками являются энергопотребление и производительность. И по сравнению с x86 наилучшее соотношение этих показателей достигается на процессорах с архитектурой ARM и MIPS.
«Это является основной причиной неуспеха Intel в данном сегменте, — говорят в компании.
— В ближайшее десятилетие можно ожидать существенного роста инвестиций в ARM и MIPS и быстрого роста соответствующих ИТ-экосистем, который повлияет и на рынок ПК — в связи с растущими требованиями к их программно-аппаратной совместимости с портативными устройствами».
Характеристики наиболее распространенных архитектур
| Архитектура | 64-битная версия ядра | Поддержка ОС MS Windows | Основные направления использования | Характеристика ИT-экосистемы | Возможность лицензирования | Перспективы архитектуры |
| x86 | Есть | Есть (все версии Windows, кроме Windows RT) | ПК, серверы, вычислительные комплексы | Колоссальная развитость, огромный выбор разрабатываемого ПО для конечных потребителей | Практически отсутствуют | Необходимо решить проблему высокого энергопотребления портативных устройств |
| ARM | Есть | Есть (Windows RT) | Портативная электроника, смартфоны, встраиваемые системы | Быстро развивается, значительный выбор ПО | Возможно приобретение лицензии на ядра на 3 года, на периферию — неограниченно | Значительные — в связи с высокой востребованностью на растущем рынке портативных устройств |
| MIPS | Есть | Нет (была до 1999 г.) | Встраиваемые системы (коммуникационное оборудование) | Активно развивается. С учетом поддержки ОС Linux имеется серьезный выбор ПО | Возможно приобретение лицензий | В 2014 г. архитектура MIPS была приобретена компанией Imagination Technologies, которая имеет большие планы по ее развитию |
Источник: «Байкал Электроникс», 2016
Таким образом, в «Байкал Электроникс» уверены, что, невзирая на распространенность на рынке x86, потенциал технологического развития у архитектур ARM и MIPS существенно выше.
С этой оценкой во многом согласен и Ярослав Петричкович, считающий, что основным вектором развития и главным «полем битвы» всей хайтековской индустрии сейчас является комплекс базовых информационных технологий для систем автовождения, робототехники, дополненной реальности. «У нас на глазах формируется практически новая экономика будущего, — говорит он.
— Так как использовать и поддерживать в отечественных разработках все существующие на мировом рынке архитектуры просто бессмысленно, то надо поддержать «победителей», прежде всего ARM и MIPS».
Что считать российским процессором
Данный вопрос, как это ни странно, до сих пор остается открытым. Летом 2015 г. Минпромторг разработал проект правительственного постановления, в котором описал критерии интегральных микросхем российского производства двух уровней.
Первый подразумевает производство радиоэлектроники налоговыми резидентами РФ, более 50% которых принадлежит российскому государству или гражданам без двойного гражданства. У производителей должны быть права на конструкторскую документацию, и они не могут использовать готовые схемотехнические решения иностранного происхождения.
При этом второй уровень с определенными оговорками допускал привлечение к производству партнеров за пределами России.
https://www.youtube.com/watch?v=-ojbRZnJkJo\u0026t=140s
Данный законопроект до сих пор находится в стадии разработки.
Поэтому, как отмечает гендиректор (разработчик одноименных чипов) Борис Зырянов, госведомства, заинтересованные в незарубежных решениях, пока ориентируются сугубо на собственные стандарты отбора.
По его данным, наиболее жесткие требования к «национальной» чистоте предъявляет ФСБ. Чуть менее строги в этом вопросе «Росатом» и МВД, далее по списку.
Применение ИИ в финансовой сфере экономит миллионы
Новое в СХД
Сам Зырянов склоняется к мысли, что критерии «отечественности» не должны быть чрезмерно жесткими.
«Нюансы места производства кристаллов и корпусов рассматривать не стоит — это вопрос технологических возможностей государства и требований заказчиков, — говорит он.
— Например, сегодня кристаллы «Мультиклетов» производятся в Малайзии, а корпуса — в России и Индонезии. Но нет никаких принципиальных проблем для локализации производства пластин на «Микроне» в Зеленограде».
В свою очередь, Ярослав Петричкович уверен, что микропроцессор можно назвать отечественным, если права на его производство принадлежат российской компании и вся проектная и конструкторская документация находится в ее собственности.
«Просто современная система на кристалле — это плод огромной международной кооперации, — отмечает он. — Представители некоторых российских компаний просто лукавят, когда утверждают, что полностью отечественным их разработку делает наличие собственного процессорного ядра.
В масштабах проекта и на фоне десятков других покупных блоков и технологий говорить об этом не имеет особого смысла».
Western Digital My Passport: два компактных терабайта
Эффективно ли госрегулирование
Несмотря на отсутствие четкого определения «российскости», на поприще нормативного регулирования отрасли наше государство за последнее время выпустило и спроектировало достаточно много различных законов, приказов и постановлений, призванных оказать отечественной микроэлектронной отрасли преференции при госзакупках.
Мы не будем подробно разбирать смысл всех принятых документов по вполне простой причине — отрасль очевидного эффекта от них пока не почувствовала. По заверению Бориса Зырянова, каких-либо реально работающих законов, обязывающих госсектор в приоритетном порядке покупать отечественные процессоры, сейчас нет.
Зырянов убежден, что последнее слово при выборе того или иного решения всегда остается за главным конструктором конкретной госсистемы. И если тот посчитает, что западное «железо» для него удобнее, дешевле, эффективнее и т.д.
, он всегда сможет его закупку как-то обосновать или прибегнуть к ухищрениям, не выходя при этом за рамки правового поля.
В небезосновательности данного убеждения редакция могла убедиться совсем недавно. В объявленном МВД в апреле 2021 г.
119-миллионном тендере на создание облачной инфраструктуры ведомство несколько раз в условиях прописало запрет на предложение зарубежного «железа», ссылаясь на нормы первого из приведенных нами во врезке постановлений.
Однако в номенклатуре поставки фигурировали серверы на процессорах, чья маркировка и характеристики однозначно были истолкованы экспертами как описание продукции Intel или AMD архитектуры x86 (опровергать эту трактовку МВД не стало, не ответив на запрос CNews).
Необходимость господдержки
И все же именно на господдержку уповают сегодня все российские разработчики процессоров без исключения.
Об этом ранее в беседе с CNews говорил гендиректор создателя «Эльбрусов», компании МЦСТ Александр Ким, заверявший, что в России уже сейчас можно обеспечить качество выпускаемой продукции не хуже западного. «Однако разработка микропроцессоров — крайне сложная и затратная деятельность.
Зарубежные фирмы-монополисты имеют в своем распоряжении мировой рынок и могут финансировать свои R&D из прибыли, хотя влияние государственных контрактов и поддержки велико и там», — рассуждал он.
МЦСТ, как и другие российские разработчики процессоров, зависел и будет зависеть от господдержки
Отечественная продукция пока объективно может претендовать лишь на локальные рынки. «Поэтому МЦСТ зависел и будет зависеть от господдержки разработок новых процессоров», — резюмировал Александр Ким.
Борис Зырянов уверен, что сейчас отрасли требуются все меры поддержки, какие только можно придумать. «Дело находится в настолько плохом, запущенном еще с 1980-х гг.
состоянии, что переборщить просто не получится, — рассуждает он.
— Проблема должна решаться государством на таком же уровне, как известные проекты по первому пилотируемому космическому полету и созданию атомной бомбы, — масштаб сопоставимый».
Ярослав Петричкович, в свою очередь, считает, что государство уже давно оказывает отрасли огромную помощь. «Минпромторг, «Роснано» и многие институты развития серьезно вкладываются в микропроцессорные команды, — говорит он.
— Еще недавно практически все, кто мог хотя бы выговорить слово «микропроцессор», получал деньги на разработку.
Когда дым рассеялся, то оказалось, что только три-четыре дизайн-центра добрались до мелкосерийного производства для областей специального применения внутри страны, а выход на внутренний гражданский рынок даже не произошел».
Эксперт полагает, что амбиций по выходу на международные рынки нет почти ни у кого. Поэтому он уверен, что государству сейчас в первую очередь нужно поддержать команды и проекты, разработки которых ориентированы на внешние рынки.
«Микроэлектроника по определению глобализована, кроме некоторых специальных областей, — рассуждает он.
— И поддержать нужно не только инвестициями, но и стимулированием трансфера передовых технологий и экспорта как таковых, включая льготное кредитование».
Полную версию статьи читайте в журнале CNews №77
- Короткая ссылка
- Распечатать
Несколько слов о разработчиках
В «ЭЛВИСе» заверили CNews, что выступают по отношению к «ЭЛВИС-неотеку» независимой предполагает у этих структур общих конечных владельцев, крупнейшим из которых с долей в 52% выступает Ярослав Петричкович — гендиректор НПЦ «ЭЛВИС».
В то же время на сайте «Роснано» в разделе, посвященном «ЭЛВИС-неотеку», фамилия Петричковича среди соучредителей не заявлена. По данным госструктуры, акционером выступает американская компания Senesys. При общем бюджете проекта в 2,81 млрд руб. на «Роснано» приходится 1,06 млрд руб.
«ЭЛВИС-неотек» позиционирует себя как проектная , разработчик систем безопасности с компьютерным зрением и правообладатель процессора ELISE. НПЦ «Элвис» заявляет о себе как о российском бесфабричном микроэлектронном дизайн-центре, разработчике процессорной линейки «Мультикор» и IP-блоков, которые были применены в ELISE.
- Почём сегодня объектное хранилище на 2 000 Гб? Предложения десятков поставщиков ― на ИТ-маркетплейсе Market.CNews
- Короткая ссылка
- Распечатать
Загрузка...
