Возможности платформы...

Возможности платформы Эльбрус

Горшенин Максим Начальник отдела проектов развития бизнеса

• 1948 г.: Образован ИТМиВТ

• 1992 г.: Образовано АО «МЦСТ» группой

специалистов ИТМиВТ

• 1995 г.: Разработка для фирмы SUN

логической схемы процессора с системой

команд SPARC V.9 (для её верификации)

• 2001 г.: Микропроцессор МЦСТ-R150

(150 МГц, система команд SPARC V.8) и ВК на его базе

• 2007 г.: Первый микропроцессор серии Эльбрус (300 МГц)

• 2017 г.: Сервер на базе МП Эльбрус-8С - 1 Тфлопс

Специализация АО «МЦСТ»:

• Разработка вычислительной платформы – Микропроцессоры и контроллеры

– Средства разработки ПО

– BIOS, операционные системы

• Вычислительные комплексы (ВК) – Базовые («референсные») ВК

– ВК в заказных конфигурациях

АО «МЦСТ» и ПАО ИНЭУМ • 1958 г.: на базе Лаборатории электри-

ческих систем МЭИ основан ИНЭУМ

• 1974 г.: серия «малых» СМ ЭВМ для

управления производств. процессами

• 1988 г.: продолжение линии ЭВМ

СМ 1820 на зарубежной элементной

базе, поставки для атомной промыш-

ленности (общий выпуск СМ ЭВМ с 1974 по 2000 год - более 80 тыс штук)

• 2006 г.: начало кооперации коллективов АО «МЦСТ» и ПАО «ИНЭУМ им. И.С.Брука», переход на отечественные микропроцессоры

Специализация ИНЭУМ:

• Разработка и производство ВК для гражданского рынка

• Промышленная автоматизация

• Робототехника и мехатроника, медицинская техника

• Инженерное и специальное ПО (САПР)

BIO

S

Описание аппаратуры, средства разработки, BIOS, операционная система созданы в России,

имеются в исходных кодах

Операционная система

Приложения



√ √

Доверенность платформ Эльбрус и МЦСТ-R

√

√

Спектр МП Эльбрус и МЦСТ-R

Микропроцессоры Эльбрус и МЦСТ-R

Процессоры SPARC 4-х поколений

Встраиваемые МП

Процессоры Эльбрус 5-ти поколений

Настольные МП Серверные МП

МЦСТ R1000 2010

Эльбрус-1С+ 2015

Эльбрус-4С 2013 Эльбрус-8С

2015

Эльбрус-8СВ 2018

Эльбрус-16С 2021

МЦСТ-R – экономичные МП c простым

внутренним устройством, аналоги МП ARM и MIPS

Эльбрус – МП с отечественной архитектурой и

рекордной производительностью

МЦСТ R2000 2018

Эльбрус-1СНК 2018

Эльбрус-2С3 2020

Эльбрус-12С 2020

МП Эльбрус-4С

Процессор для ПК, серверов начального уровня, эмуляции х86, управляющих и сетевых устройств

Класс МП – Intel Xeon (младшие), Core i3

Характеристики МП:

тактовая частота – до 0.8 ГГц;

количество ядер – 4 (каждое до 23 оп/такт)

пик. производительность - до 50 Gflops SP;

ОЗУ – 3 * DDR3 ECC (до 38 ГБ/с), до 48 ГБ

канал ввода-вывода: 2 ГБ/с (дуплекс)

до 4 микропроцессоров с общей памятью

потребляемая мощность ~40 Вт;

технология – 65 нм;

количество транзисторов – 900 млн;

Год выпуска - 2013

МП Эльбрус-1С+ Процессор для терминалов и встраиваемых решений

Класс МП – Intel Atom, ARM, MIPS


тактовая частота – до 1 ГГц;

количество ядер – 1 (до 25 оп/такт)

граф. процессор с поддержкой 3D графики

производительность - до 24 + 28 Gflops SP;



рассеиваемая мощность: 7…10 Вт

количество транзисторов: 375 млн



Процессор для серверов и рабочих станций

Класс МП – Intel Xeon, Core i7, IBM POWER


тактовая частота – до 1,3 ГГц;

количество ядер – 8 (каждое до 25 оп/такт)

пик. производительность - до 250 Gflops SP;




потребляемая мощность ~70 Вт;


количество транзисторов – 2,7 млрд;


МП Эльбрус-8СВ

Госконтракт с Минпромторгом РФ.

Срок завершения: 2018 г. Серийное производство – 2019 г.

Стадия разработки – готовность ко второму tapeout

Характеристики МП: производительность - до 580 Gflops;

количество ядер – 8;

тактовая частота – 1,5 ГГц; ОЗУ – DDR4, четыре канала (до 76,8 ГБ/с)

канал ввода-вывода: 16 Гбайт/с (дуплекс)

до 4 микропроцессоров с общей памятью потребляемая мощность 70-90 Вт;


количество транзисторов > 3 млрд;


производительность - до 1500 / 750 Gflops (SP/DP);

количество ядер – до 16;


Кэш-память (L2 + L3) – 40 Мбайт

ОЗУ – DDR4, 8 каналов

Система на кристалле включает: PCIe 3.0, 1/10 Gb Ethernet, SATA 3.0, USB 3.0


до 48 ГБ/с межпроцессорный обмен (с аггрегацией)

потребляемая мощность >100 Вт;


количество транзисторов ~ 6 млрд;

Сроки завершения ОКР: 2021 г., продукция – с 2022 г.

Основные технологические нововведения • вся система на одном кристалле, включая контроллеры периферийных устройств

• поддержка виртуализации, в том числе в кодах Intel x86-64

• масштабируемая векторизация

• аппаратная поддержка динамической оптимизации (рост производительности ядра)


МП Эльбрус-2С3 Система на кристалле для мобильных и встраиваемых решений

Класс МП – Intel CoreM, ARM, MIPS



количество ядер – 2 (до 25 оп/такт)

граф. процессор с поддержкой 3D графики

аппаратное ускорение видеокодеков

производительность - до 70 + 250 Gflops SP;

ОЗУ – 2 * DDR4 ECC, до 64 ГБ

интерфейсы ввода-вывода: PCI-Express 3.0 x8, USB 3.0, SATA 3.0

рассеиваемая мощность: 5…10 Вт

Технология 16 нм


Эльбрус-4С Intel Core i3-

3110M Эльбрус-8С

Intel Xeon

E5-2609

v3

Эльбрус-8СВ Intel Xeon E7-

4850 v4 Эльбрус-16С

Микроархитектура Эльбрус

поколение 3 Ivy Bridge

Эльбрус

поколение 4 Haswell

Эльбрус

поколение 5 Broadwell

Эльбрус

поколение 6

Тактовая частота 800 МГц 2.4 ГГц 1.3 ГГц 1.9 ГГц 1.5 ГГц 2.1…2.8 ГГц 2 ГГц

Пик. произв-ть

Гфлопс DP 25 38.4 125 182.4 288 537.6 768

Скалярных/

векторных FP DP**

операций в такт

23/8 6/8 25/12 8/16 25/24 8/16 25/24

(прогноз)

Число ядер 4 2 8 6 8 16 16

Кэш-память 8 МБ 3.5 МБ 16 МБ 15 МБ 16 МБ 40 МБ 24…32 МБ

Количество каналов

памяти 3 2 4 4 4 4 4…8

Пропускная

способность каналов

памяти

38.4 ГБ/сек 25.6 ГБ/сек 51.2 ГБ/сек 51.2

ГБ/сек 68.2 ГБ/сек 102 ГБ/сек >100 ГБ/сек

Многопроцессорност

ь До 4 Нет До 4 До 2 До 4 До 4 До 4

Технологический

процесс 65 нм 22 нм 28 нм 22 нм 28 нм 14 нм 16 нм

TDP 45 Вт 35 Вт 70Вт 85 Вт 80 Вт 115 Вт ~100Вт

Инновационные технологии Эльбрус

Параллельная энергоэффективная архитектура

• 25-48 оп. за такт, явный параллелизм операций

• Высокая однопоточная производительность

• Процессор общего назначения

• Собственный оптимизирующий компилятор

Эффективная двоичная совместимость с Intel x86, x86-64

• Исполнение Windows XP, Windows 7 и выше, Linux

• Слой совместимости для приложений в кодах x86/x86-64 в среде Linux

• Производительность до 80% от нативной, по логической скорости аналогичен Intel Core

• Базируется на аппаратно поддержанной технологии динамической двоичной компиляции

Технология защищённых вычислений

• Защита (аппаратная) логической структуры памяти

• Гарантированное обнаружение ряда уязвимостей

• 10x повышение скорости отладки программ

• Надежность программ, защита от компьютерных вирусов

Эльбрус защищ. исп.

программ

Быстрая разработка и отладка

Защита от вирусов и

атак 0-го дня

Программная надёжность

Программная экосистема

Операционная система Эльбрус Сертификаты Министерства Обороны: 2-й класс защищённости от НСД 2-й уровень контроля НДВ

C11, C++11, C++14

Совместимость с gcc 5.5

Fortran2003

Java 8

.NET (в разработке)

Библиотека EML,

~1500 функций

Собственные средства разработки Средства информационной безопасности

Другие ОС и ПО

~5000 пакетов

Двоичный транслятор

Основана на ядре Linux 3.14/4.9

Собственный BIOS

СОВ МСЭ Совместимость с

АстраЛинукс и МСВС по мандатным

меткам

Партнёры в сфере информационной безопасности

Антивирус Касперского Антивирус Dr. Web Антивирус ClamAV

КриптоПро CSP КриптоПро ЭП Browser Plug-in

КриптоПро CAdES КриптоПро NGate КриптоПро HSM ПАК Дионис NX

ViPNet CSP

2.6.33

Сертификат получен (МО)

3.14

Сертификат на получении

4.9 (ОС Эльбрус-Д)

Конец 2018 г.

Развитие ОС Операционная система Эльбрус

Платформа Альт8 (3.14) Платформа Альт9 (4.9)

До конца 2018 г.

Операционная система Альт

Прототип (3.14) Релиз Ленинград (4.9)

Подача на серт. 4 кв. 2018 г.

Операционная система Астра Линукс

Спектр гражданской вычислительной техники на базе МП Эльбрус и МЦСТ-R

Системы хранения данных (СХД)

Серверы баз данных

Блейд-серверы Кластеры СуперЭВМ

Спектр ВТ

Настольные ПК

Терминалы и тонкие клиенты Промышленные компьютеры

Рабочие станции Серверы общего назначения

Ноутбуки и планшеты

Организован сервис 24х7

Стоимость поддержки

существенно ниже, чем для зарубежной ВТ

Обработано 2.7 млн

документов

Эльбрус-БД (сервер СУБД) Эльбрус-ЦЭФ (СХД) Эльбрус-СП (сервер приложений) Эльбрус-ТС (технологический)

Проект ПВДНП

СХД Системы хранения данных: распределённые и монолитные

Распределённая СХД Ceph версии 10.х Процессор Эльбрус-4С/Эльбрус-8С

Фактор репликации >=2

Опробован в ЦОД ПВДНП

Открытый исходный код

СХД Raidix 4.x Процессор Эльбрус-8С/4C

2-контроллерный дизайн

Active-Active

Ведутся испытания

СХД Raidix RAIN Процессор Эльбрус-4C/8С

Распределённая СХД

Фактор репликации <2

Ведутся испытания

Результат ПГЗ 2016 Пилотная поставка для ЦОД МВД

• Производство 216 серверов на базе МП Эльбрус-4С в модификации, оптимизированной для проекта МВД

• Пусконаладка серверов в текущем ЦОД МВД

Cовместно с компанией Энкор:

• Реализация для платформы Эльбрус программной инфраструктуры для решения задач Big Data:

– Apache Hadoop

– Apache Ignite

• Доработка и оптимизация Java-машины

• Перенос на платформу Эльбрус алгоритмов дактилоскопического анализа

• Оптимизация базовой библиотеки алгоритмов анализа дактилоскопических данных со средним ускорением в 10 раз

Поставка МВД 2016 года

Также успешно проведён перенос ПО Папилон на платформу Эльбрус

ВК Эльбрус 801-PC

Рабочая станция Эльбрус 801-PC

1 процессор Эльбрус-8С (8 ядер, 1300 МГц), 250 GFLOPs

Оперативная память: 32 Гбайт (до 64 Гбайт), DIMM DDR3

Интерфейсы: SATA 3.0 – 7 каналов, mSATA 3.0 – 1 канал,

Gigabit Ethernet – 3 канала, PCI Express 2.0 x16 (2X8) + x4 – 3

слота, PCI – 1 слот, USB 2.0 – 6 каналов

Видеокарта Radeon R5

HDD, SSD

Корпус Mini Tower

ВК Эльбрус 801-М

Моноблок Эльбрус 801-М

1 процессор Эльбрус-8С (8 ядер, 1300 МГц),

250 GFLOPs

Оперативная память: 32 Гбайт (до 64 Гбайт),

DIMM DDR3

Интерфейсы: SATA 3.0 – 7 каналов, mSATA 3.0 –

1 канал, Gigabit Ethernet – 3 канала, PCI Express

2.0 x16 (2X8) + x4 – 3 слота, PCI – 1 слот, USB

2.0 – 6 каналов

Видеокарта Radeon R5

HDD, SSD

Корпус Моноблок

Наличие АПМДЗ (опционально)

ВК Эльбрус 101-PC/М

Тонкий клиент ВК Эльбрус 101-PC

Моноблок Эльбрус 101-М

1 процессор Эльбрус-1С+ (1 ядро, 1000 МГц), 24 GFLOPs

Оперативная память: 16 Гбайт (до 32 Гбайт), DIMM DDR3

Встроенное 3D ядро (Эльбрус 101-PC)/видеокарта AMD

Radeon (Эльбрус 101-М)

до 2 независимых мониторов Full HD

Интерфейсы: SATA 3.0 – 7 каналов, mSATA 3.0 – 1 канал,

Gigabit Ethernet – 3 канала, PCI Express 2.0 x16 – 1 слота,

mini PCI Express – 1 слот, USB 2.0 – 6 каналов,

Режим энергосбережения

Конструктив Mini-ITX (мат.плата),

Slim Desktop (Эльбрус 101-PC),

моноблок 24” с сенсорным экраном (Эльбрус 101-М)

Планшет на базе МП Эльбрус-1СНК

Экран 10…11”, IPS FullHD

1 процессор Эльбрус-1С+ (1 ядро, 1000

МГц), 24 GFLOPs , 1 мост КПИ2 для

связи с периферией на единой подложке

Оперативная память: до 8 Гбайт, DIMM

DDR3

Встроенное 3D ядро

Интерфейсы: USB 3.0, Wi-Fi, Bluetooth,

Глонасс, Камеры

(фронтальная/тыльная), LTE, NFC.

Режим энергосбережения

Охлаждение пассивно-активное

Беспроводная зарядка

(прорабатывается)

Сервер Эльбрус 802

2 процессора Эльбрус-8С (8 ядер, до 1300

МГц), до 500 GFLOPs SP

2 моста КПИ-2 для связи с периферией

Оперативная память: до 128 Гбайт DIMM

DDR3 ECC

Интерфейсы: SATA 3.0 – 16 каналов,

Gigabit Ethernet – 4 канала

PCI Express 2.0 2x16 (4X8) + 2x4 – 6

слотов, PCI – 1 слот, USB 2.0 – 8 каналов

Модуль менеджмента IPMI 1.5

Корпус 1U, 2U, 3U.

Дублированные блоки питания

Сервер Эльбрус 804

4 процессора Эльбрус-8С (8 ядер, до 1300

МГц), до 1000 GFLOPs SP

1 мост КПИ-2 для связи с периферией

Оперативная память: до 256 Гбайт DIMM

DDR3 ECC

Интерфейсы: SATA 3.0 – 8 каналов,

Gigabit Ethernet – 3 канала

PCI Express 2.0 1x16 (2X8) + 1x4 – 3

слота, PCI – 1 слот, USB 2.0 – 6 каналов

Модуль менеджмента IPMI 1.5

Корпус 1U, 2U, 3U.

Кластер на базе МП Эльбрус-8С

Узел Эльбрус 8С.4

4 процессора Эльбрус-8С (8 ядер, 1300 МГц),

1 ТFLOPs SP, 0.5 Тflops DP

Оперативная память: до 256 Гбайт, DIMM DDR3

До 3 дисков mSATA

Кластер (стойка)

150 узлов

75 TFLOPs в стойке

Водяное охлаждение

Кластер на базе МП Эльбрус-8СВ (2021)

Узел Эльбрус 8.4В

4 процессора Эльбрус-8СВ - 8 ядер, 1500 МГц,

1 мост КПИ2 для связи с периферией

Оперативная память: не менее 128 Гбайт на

узел, DIMM DDR4

Кластер

До 153 узлов, 177,5 TFLOPs

Топология сети 4D тор

Водяное охлаждение

75 КВт в стойке, PUE<1.06 Плотность в стойке: 4.46х Площадь ЦОД: 0.1х Унификация для Э-8С, Э-8СВ, Э-16С

Перенос всех приложний на арх. Эльбрус (портирование)

Перевод на ПО для платф. Linux

Принципы миграции Перенос ОС на арх. Эльбрус (портирование)

Слой совместимости

Эльбрус-х86

Слой совместимости

Эльбрус-х86 Слой совместимости

Эльбрус-х86

Поддержка разработчиков ПО

SDK

ОС Эльбрус в сборках для МП Эльбрус и МП x86-64

Кросс-компилятор

Отладчик и профилировщик, другие средства мониторинга и анализа производительности

Высокопроизводительные библиотеки

Стенд бесплатного тестирования

Удалённый доступ к серверам на базе Эльбрус-4С

Тестирование в офисе в г. Москва

Служба поддержки

Email

Web-портал (Bugzilla)

Промышленный компьютер тип 2 Защищенный промышленный компьютер для тяжелых условий эксплуатации на базе микропроцессора Эльбрус-1С+. Все элементы на ПП выполнены методом поверхностного монтажа, без применения разъемов.

Микропроцессор Эльбрус-1С+

Количество микропроцессоров 1

Оперативная память До 8 ГБ DDR3 ECC (двухканальная)

Flash-накопитель 8 – 16 ГБ (паяный) + mSATA

Ethernet 3х10/100/1000 Мбит/с

RS-232 2 канала

RS-485/RS-422 2 канала с гальванической изоляцией

USB 2.0 2 канала

Видео 2хHDMI

Дополнительные интерфейсы SATA

RTC Да

Индикация 2 светодиода

Внешние каналы GPIO 4 шт

Сторожевой таймер Да

Напряжение питания 12В DC

Потребляемая мощность, не более 30 Вт

Охлаждение Без вентиляторов

Рабочий диапазон температур -40 … +50

Степень защиты IP-65

Стойкость к синусоидальной вибрации 1-200 Гц, 1g

Опытные образцы Конец 2017 года

Промышленный компьютер тип 3 Промышленный компьютер в облегченном металлическом корпусе на базе микропроцессора Эльбрус-1С+. Кондуктивное охлаждение.

Микропроцессор Эльбрус-1С+

Количество микропроцессоров 1

Оперативная память До 8 ГБ DDR3 ECC (2 канала, паяная)

Flash-накопитель 8 – 16 ГБ (паяный) + mSATA

Звук AC97

Ethernet 3х10/100/1000 Мбит/с IEEE-1588

RS-232 2 канала

RS-485/RS-422 2 канала с гальванической изоляцией

USB 2.0 6 каналов

Видео 2хHDMI

Дополнительные интерфейсы SATA, PCI-104, 2-канальный LVDS

Индикация 4 светодиода

Внешние каналы GPIO 8 шт TTL с защитой

Сторожевой таймер Да

Напряжение питания 12В DC

Потребляемая мощность, не более 30 Вт

Охлаждение Без вентиляторов

Рабочий диапазон температур -40 … +50

Степень защиты IP-20

Стойкость к синусоидальной вибрации 5-500 Гц, 1g

Опытные образцы Начало 2018 года

Программируемый логический контроллер Новая линейка ПЛК для АСУ-ТП и модулей УСО на базе микропроцессора Эльбрус-1С+.

Основные характеристики ПЛК: • Модульная структура с жестким монтажным каркасом и объединительной панелью. • Дублирование процессорных модулей. • Дублирование ввода электропитания. • Последовательный системный интерфейс, поддерживающий режим дублирования

процессорных модулей, горячую замену и автоконфигурирование. • Каскадное подключение нескольких монтажных каркасов с модулями УСО с

использованием одного комплекта процессорных модулей. • Три канала Ethernet процессорного модуля обеспечивают возможность построения

мажорированных систем методом троирования комплектов средствами системного ПО.

• Работа под управлением ОСРВ Эльбрус, QNX (опционально). • Программирование прикладного ПО с помощью САПР Beremiz на языках стандарта

МЭК-61131-3. • Поддержка протоколов передачи данных: ModBUS-RTU, ModBUS-TCP, OPC-UA, SMRS,

SMTCP. • Наличие OPC-DA сервера для ОС Windows. • Поддержка MsaterSCADA 4D (опционально). • Опытные образцы в середине 2018 г.

Языки стандарта МЭК 61131-3 – САПР Beremiz Система программирования ПЛК на базе технологических языков высокого уровня стандарта МЭК-61131-3

• Поддержка пяти языков: ST, FBD, SFC, LD, IL

• Кросс-платформенная среда разработки (Windows, Linux, ОС Эльбрус

• Поддержка защищенного режима Эльбрус

• Поддержка алгоритмов резервирования

• Поддержка алгоритмов троирования

• Поддержка всей линейки устройств семейства СМ1820М

Сертификаты и безопасность Операционная система Эльбрус имеет сертификат МО РФ на

соответствие требованиям: 2-й класс РД СВТ 2-й уровень отсутствия недокументированных возможностей (НДВ) 2-й класс РД межсетевых экранов (МЭ) соответствие реальных и декларируемых в документации возможностей (РДВ) 2-й класс защищённости от несанкционированного доступа (НСД)

АПМДЗ и ПМДЗ:

АПМДЗ «Криптон» для ВК на базе «Эльбрус-8С» сертификат ФСБ для «СС» АПМДЗ «Цезарь» для машины «Эльбрус 401-РС исп. 03» сертификат ФСБ для «СС» ПМДЗ «Эшелон»

Спасибо за внимание!

Возможности платформы...

Documents

Transcript of Возможности платформы...