Hệ điều hành "Elbrus" và bộ vi xử lý trong nước. Monoblock "KM4-Elbrus"

Ngành công nghiệp máy tính Nga có khả năng cung cấp các giải pháp có thể cạnh tranh với các sản phẩm của các thương hiệu hàng đầu trên thế giới. Vì vậy, trong phân khúc vi xử lý - một trong những công nghệ tiên tiến nhất và có đặc điểm là ngưỡng nhập cảnh rất cao - MTSTS trong nước đã sẵn sàng như là một sự thay thế cho các chip của Intel và AMD để cung cấp bộ vi xử lý của Nga cho thị trường. Máy tính "Elbrus" trong bất kỳ sửa đổi nào, được trình bày trong phạm vi rộng nhất, là một ví dụ về một hệ thống chức năng dựa trên các chip như vậy. Trong trường hợp này, thiết bị có thể hoạt động dưới sự kiểm soát của Elbrus OS, cũng được tạo ra bởi MCTS. Sự cụ thể của các giải pháp phần mềm và phần cứng được phát triển bởi thương hiệu Nga là gì?

Lịch sử máy tính "Elbrus"

Trước khi nghiên cứu chi tiết về hệ điều hành "Elbrus" và bộ xử lý tương ứng, chúng tôi sẽ nghiên cứu những khoảnh khắc quan trọng của lịch sử thương hiệu máy tính trong nước. Lần đầu tiên, các máy tính đặt nền tảng cho dây chuyền công nghệ Elbrus xuất hiện vào những năm 1970. Chúng được phát triển bởi Viện Cơ khí chính xác và Kỹ thuật Máy tính. Trong 80 năm và 90-ies, khả năng của hệ thống máy tính đã được cải thiện. Kể từ thời Xô Viết, người tiêu dùng chủ chốt của hệ thống Elbrus là khu liên hợp quân sự và công nghiệp. Các bộ vi xử lý đáp ứng các tiêu chí nghiêm ngặt nhất, điều này có thể hiểu được vì sử dụng phòng thủ. Ví dụ, người ta biết rằng phức hợp Elbrus đã tham gia vào cấu trúc của hệ thống ABM loại A-135.

Năm 1991, công việc về phức hợp Elbrus-3 đã được hoàn thành. Do những khó khăn về kinh tế sau "perestroika", nên không thể thực hiện việc thiết lập cần thiết cho khu phức hợp. Năm 1992, các nhà phát triển máy tính của dòng Elbrus đã tạo ra công ty MCTS và bắt đầu làm việc để thực hiện một kiến trúc bộ vi xử lý đặc biệt. Họ đã thành công trong việc giải quyết công việc. Kiến trúc được tạo ra cho phép kết hợp hiệu suất năng lượng và năng suất trong các máy tính.

Khả năng tương thích với các thuật toán của Intel và AMD

Đồng thời, nhiệm vụ đã được giải quyết để đảm bảo tính tương thích của bộ vi xử lý Elbrus với các thuật toán của các chip kiến trúc x86, dựa trên các giải pháp của Intel và AMD hoạt động.

Do khả năng này, máy tính trong nước hiện đại dựa trên bộ xử lý Elbrus có thể hoạt động dưới các hệ điều hành khác nhau, bao gồm một số phiên bản của Windows OS.

Môđun máy tính

Một số mô đun tính toán đã được tạo ra trên cơ sở các chip Elbrus. Hãy xem xét tính cụ thể của chúng. Theo mô-đun trong công ty MCTS được hiểu là một bo mạch chủ, được trang bị các giao diện cần thiết. Về nguyên tắc, nó là một máy tính sẵn sàng mà chỉ cần phải được kết nối với một nguồn điện, và cũng để trang bị cho các loại yêu cầu với ổ đĩa. Hệ thống máy tính trên tinh thể Elbrus được xây dựng trong các mô đun sau:

- MVKUB / S;

- mô-đun "Monocub";

- MVK / U;

- CUB-COM;

- môđun MV3S / SC.

Trong mô-đun MVKUB / S - hai bộ vi xử lý "Elbrus", trong một chip khác được cài đặt. Trong hệ thống loại MV3S / C-K có một mô-đun bổ sung của bộ nhớ flash, dành cho dịch nhị phân.

Trên thực tế, mỗi thiết bị trong danh sách có một ổ đĩa flash gắn sẵn, trên đó bạn có thể cài đặt hệ điều hành - nghĩa là, máy tính sẽ hoạt động ngay cả khi không kết nối ổ đĩa cứng.

Hệ thống máy tính

Một loại thiết bị dựa trên bộ xử lý Elbrus là hệ thống máy tính. Chúng bao gồm máy tính sẵn sàng, mà công ty MCST cũng phát triển trong một phạm vi rộng. Hãy xem xét các quyết định cơ bản được tạo ra bởi thương hiệu Nga.

Máy tính xách tay

Trong dòng máy tính có một máy tính xách tay, tên của nó có vẻ như "Thiết bị cầm tay của NT-Elbrus S".

Nó có phần lớn hơn kích thước so với loại máy tính tương ứng phổ biến trong các cửa hàng hiện đại, nhưng điều này là do mức độ bảo mật cao của họ. Các tính năng của phức tạp cho phép bạn chạy trên đó các ứng dụng văn phòng cơ bản.

Máy tính để bàn

Một mô hình thú vị là Monocub-PC, có thể được phân loại như một máy tính để bàn. Nó có 4 GB RAM và một ổ cứng với công suất 500 GB - khá trung bình. Ngoài ra, chúng luôn có thể được tăng lên. Bất kỳ màn hình nào hỗ trợ giao diện VGA hoặc DVI đều có thể kết nối với hệ thống máy tính này.

Monoblock

Monoblock "KM4-Elbrus" là một máy tính phổ dụng, nó hơi tương tự như cấu hình với các giải pháp nổi tiếng của Apple. Thiết bị này rất thú vị vì màn hình của nó là màn hình cảm ứng và cũng có độ phân giải khá là 1600 x 900 pixel. Monoblock "KM4-Elbrus" cũng có thể được sử dụng với một màn hình khác.

Máy chủ

Khu phức hợp Elbrus-3C là một máy chủ mạnh. Nó được trang bị 16 bộ vi xử lý. Nó có 128 GB RAM được cài đặt. Trong đĩa phức tạp này, đĩa trạng thái rắn được sử dụng, cũng như bộ điều khiển kiểu mạng quang học. Việc xây dựng khu phức hợp Elbrus-3S là mô đun. Do đó, nó có thể được cấu hình theo yêu cầu cụ thể của khách hàng.

Bộ xử lý Elbrus-4S

Chủ đề của niềm tự hào đặc biệt trong ngành công nghiệp máy tính Nga là bộ vi xử lý 4 lõi mới "Elbrus-4S". Hãy xem xét các tính năng chính của nó. Nó thuộc về thể loại 64-bit. Mỗi lõi của nó hoạt động ở tần số 800 MHz và có thể tương tác với 3 kênh loại RAM DDR3-1600. Có thể kết hợp 4 bộ vi xử lý vào một hệ thống với một bộ các module bộ nhớ chung. Bộ vi xử lý được sản xuất theo công nghệ 65 nm. Điện năng tiêu thụ của chip là khoảng 45 watt.

Hiệu suất tổng thể của bộ vi xử lý với việc sử dụng tất cả các lõi là khoảng 50 gigaflops với độ chính xác đơn hoặc 25 gigaflops ở mức gấp đôi. Chip "Elbrus-4S" tương thích với bản dịch nhị phân của các nhà sản xuất bộ vi xử lý hàng đầu thế giới - Intel và AMD. Đối với việc so sánh tốc độ của bộ vi xử lý và các giải pháp của Intel từ Intel và AMD, nhiều phụ thuộc vào chế độ hoạt động cụ thể của các chip. Chắc chắn, theo chỉ số tần số danh nghĩa, bộ xử lý Elbrus kém hơn vi mạch từ các nhà sản xuất hàng đầu thế giới. Và theo các chuyên gia, đó là lý do tại sao, nó có thể không phải là tối ưu cho việc tung ra các trò chơi máy tính phổ biến. Nhưng nó hoạt động bằng các thuật toán khác, giả sử lợi thế trong việc sử dụng nó khi thực hiện một kiểu hoạt động khác.

Bộ xử lý Elbrus 8C

Trong số các giải pháp mới nhất của MCTS là bộ vi xử lý Elbrus 8C. Nó có 8 lõi. Chip này dựa trên quy trình công nghệ 28 nm - ở mức độ phát triển hàng đầu thế giới. Bộ xử lý có 4 MB bộ nhớ cache ở cấp thứ hai, 16 MB trong phần ba. Chip này tương thích với các module RAM của DDR3-1600. Hiệu suất của bộ vi xử lý mới nhất từ MCTS là 250 gigaflops. Con số này vượt quá con số mà chip Intel Core i7 4930K cho thấy. Tốc độ hoạt động của nó khoảng 130-140 gigaflops. Được biết, đối với một bộ xử lý mới từ MCTS, một bo mạch chủ riêng biệt được tạo ra.

Các máy tính do công ty MCTST sản xuất, cài đặt hệ điều hành "Elbrus". Chúng ta hãy xem xét chi tiết hơn về các chi tiết cụ thể của hệ điều hành Nga.

Hệ điều hành "Elbrus": thông tin chung

Hệ điều hành "Elbrus" được dựa trên hạt nhân Linux trong phiên bản 2.6.33, nhưng có thông tin rằng nó được lên kế hoạch để nâng cấp thành phần hệ điều hành tương ứng lên phiên bản 3.10.

Việc phân phối chính cho hệ điều hành của Nga là Debian, đã chứng tỏ là một giải pháp máy chủ đáng tin cậy. Hệ điều hành "Elbrus" bao gồm khoảng 4.000 gói phần mềm khác nhau. Phân phối bao gồm một loạt các công cụ để hỗ trợ hoạt động của máy chủ, cũng như giải quyết các vấn đề có liên quan đến người dùng. Vì vậy, trong cấu trúc của hệ điều hành "Elbrus" có:

- giao diện đồ họa;

- trình duyệt;

- Chương trình làm việc với văn bản;

- Máy nghe nhạc đa phương tiện;

- khách hàng thư;

- Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu ;

- Máy chủ Web.

Có thể lưu ý rằng phần mềm này, được dự định sử dụng trên Elbrus OS, được chứng nhận.

Cấu trúc của "Elbrus OS"

Hệ điều hành "Elbrus" được xây dựng với việc sử dụng đồng thời các thuật toán mã nguồn mở có sẵn cho các nhà phát triển trên thế giới cũng như các công cụ phát triển do các chuyên gia của công ty MCTST tạo ra. Trong số các thành phần của kiểu thứ hai là một trình biên dịch có khả năng làm việc với một số ngôn ngữ máy tính. Hệ điều hành "Elbrus", giống như các hệ điều hành người dùng phổ biến khác, có thể cung cấp chế độ đa nhiệm cho hoạt động của máy tính.

Cụ thể cho hệ điều hành này, các khái niệm về quản lý các tiến trình phần mềm, ngắt, đồng bộ, vv đã được phát triển. Để tối ưu hóa hạt nhân Linux, thư viện tiêu chuẩn chịu trách nhiệm cho các luồng tính toán, libpthread, đã được thay đổi thành nhiệm vụ của các hệ thống máy tính Elbrus. Thay vào đó, các nhà phát triển hệ điều hành đã tạo ra thư viện elpthread.

Cấu trúc của hệ điều hành Elbrus bao gồm các mô-đun hữu ích sau:

- Một dòng lệnh cho phép người dùng làm việc với phức hợp tính toán sử dụng các lệnh văn bản và tương tác một cách thích hợp với các ứng dụng khác nhau;

- Các công cụ để lưu trữ phức tạp các tập tin để cải thiện sự tiện lợi của việc chuyển đổi hoặc lưu trữ của họ;

- một tập hợp các công cụ phát triển: trình biên dịch, trình biên tập liên kết, gỡ rối, lắp ráp, biên tập viên, dịch giả, thư viện khác nhau, công cụ tài liệu, v.v ...

Trong số các thư viện chính của hệ điều hành là Glibe, cũng được sử dụng trên các hệ điều hành khác được tạo ra trên nền tảng Linux.

Đây là những thông tin tổng quát về hệ điều hành của MVK Elbrus. Có thể lưu ý rằng hệ điều hành này được thiết kế chủ yếu để sử dụng các cấu trúc quân sự, vì vậy rất khó để tìm thấy nó trong truy cập chung, giống như các bản phân phối Linux khác.

Những sự kiện thú vị về sự phát triển của MTSTS

Hệ điều hành "Elbrus" và bộ vi xử lý trong nước loại 4C - trong số những công ty hàng đầu của MCTST của công ty. Tuy nhiên, nhà phát triển Nga, tất nhiên, không giới hạn trong việc giải phóng và hỗ trợ các giải pháp thích hợp. Hãy xem xét những sản phẩm phần mềm và phần cứng mà thương hiệu sản xuất ra ngày hôm nay.

Được biết, JSC "MCTS" phát triển hai dòng cơ bản của vi xử lý - với kiến trúc kiểu VLIW và SPARC. Đối với kiến trúc đầu tiên, nó dựa trên việc sản xuất dòng MCTS-R, cũng như MCTS-4R. Các chip "Elbrus" là các chip dựa trên kiến trúc của VLIW. Tuy nhiên, máy tính của dòng Elbrus có thể được trang bị cả hai loại bộ vi xử lý.

Tổng cộng, nhà phát triển Nga đã tạo ra ba hệ điều hành chính. Thứ nhất, nó là một hệ điều hành OSL_3M1, được tối ưu hóa cho các phức hợp Elbrus-3M1. Thứ hai, đó là OSL_90, được tạo ra cho phức hợp Elbrus-90. Thứ ba, đó là OS_E90, dựa trên hệ điều hành Solaris trong phiên bản 2.5.1. Hai hệ điều hành đầu tiên thường được kết hợp dưới một cái tên duy nhất - hệ điều hành "Elbrus". Nó cũng được biết rằng một phiên bản đặc biệt của hệ điều hành đang được phát triển cho bộ vi xử lý mới nhất của loại 8C, mà chúng tôi đã đề cập ở trên.

Điều thú vị là tên bộ vi xử lý, giải pháp đã sẵn sàng và hệ điều hành được phát triển bởi MCTST hầu như giống hệt hệ thống nội địa hoá của Elbrus, phổ biến giữa người dùng máy tính dựa trên hệ điều hành EPOC vào năm 2000. Hệ điều hành này , theo một số dữ liệu, đã trở thành mẫu thử nghiệm của Symbian. Các khả năng của hệ thống nội địa hóa "Elbrus" gây ấn tượng với nhiều người đam mê loại thiết bị tương ứng. Tuy nhiên, dữ liệu cho thấy sự liên tục của hai nhãn hiệu không có sẵn cho công chúng.

Triển vọng sử dụng Elbrus OS

Người tiêu dùng chủ chốt của phát triển MCTS hiện nay là, như chúng tôi đã lưu ý ở đầu bài báo, MIC. Do đó, các giải pháp phần mềm và phần cứng được tạo ra bởi thương hiệu Nga có thể được mua bởi các cấu trúc quân sự như là một vấn đề ưu tiên. Các phát triển được xem xét của công ty MCTS có thể tạo điều kiện cho quá trình thay thế nhập khẩu trong một số phân đoạn CNTT. Điều này có thể liên quan đến các hệ thống đòi hỏi mức độ bảo mật cao.

Trong khía cạnh này, các mô đun tính toán được phát triển bởi MCST có một tính năng đặc biệt: các thành phần chính là một phần của cấu trúc của chúng có các tài liệu cần thiết, vượt qua nếu cần thiết trong các cấu trúc có thẩm quyền. Người ta hy vọng rằng các máy tính dựa trên chip Elbrus của dòng 4C và 8C sẽ có nhu cầu không chỉ trong lĩnh vực quân sự, mà còn trong các khách hàng dân dụng.