Российские компьютерные процессоры. ПК Эльбрус

Разработчики из РФ начали создавать собственные микропроцессоры, которые считаются вполне конкурентоспособными в отношении продукции ведущих мировых брендов. Есть уже как серийные образцы, готовящиеся к промышленному выпуску, так и планируемые разработки. Какие российские процессоры — действующие или перспективные — заслуживают особого внимания?

Основные разработчики российских процессоров

Российская IT-индустрия активно развивается. В числе самых технологичных ее сегментов — это разработка микропроцессоров, предназначенных для использования в составе ПК, и серверов, которые принято относить к IBM-архитектуре. Сейчас на этом рынке властвуют два мировых бренда — Intel и AMD. Конкурентных им разработок в мире очень немного. Но таковые могут быть предложены российскими инженерами.

В числе перспективных микросхем из РФ, которые могут стать конкурентами Intel и AMD, принято считать процессор «Байкал». Предполагается, что данный чип будет устанавливаться на компьютеры, заказываемые госструктурами. Самый, вероятно, известный микропроцессорный вендор, создавший работающие и готовящиеся к серийному выпуску образцы микросхем, — это компания МЦСТ. Он выпускает чипы под брендом «Эльбрус» в широком спектре модификаций.

Рассмотрим подробнее, какими особенностями характеризуются перспективные и действующие процессоры российского производства.

Процессор на перспективу: «Байкал»

В июне 2014 года российские СМИ облетела новость: Министерство промышленности и торговли осуществило заказ на разработку микропроцессоров, которые предполагалось впоследствии устанавливать на ПК, приобретаемые для государственных нужд. Речь идет о чипах под брендом «Байкал». Какие примечательные факты характерны для данной микросхемы? Процессор «Байкал» начала разрабатывать компания «Байкал Электроникс». Финансируется проект центром «Т-Нано», который создан корпорацией «Т-Платформы», при участии «Роснано». В работе над процессором занята также Объединенная приборостроительная корпорация. Известно, что в проекте, возможно, будут участвовать такие бренды, как Depo Computers, «Аквариус», а также Kraftway.

Предполагается, что процессор «Байкал» будет создан в нескольких модификациях. Первыми будут, согласно некоторым данным, 8-ядерные микросхемы Baikal M, а также M/S для ПК и серверов. Они будут выпускаться на базе технологии 28 нм, а также ядер Cortex A57, работающих по 64-разрядному принципу. Производительность процессоров «Байкал» составит порядка 2 ГГц. Ожидается, что микросхемы будут совместимы с ОС Linux. Впоследствии будут выпускаться также 16-ядерные микросхемы. Они будут выполнены по технологии 16 нм. Есть сведения о том, что российский процессор «Байкал» в рамках первых партий будет производиться тайваньской компанией TSMC.

Бренд «Эльбрус»: основные факты

Другой известнейший как в РФ, так и за рубежом микропроцессорный бренд - «Эльбрус». Чипы под этой маркой уже выпущены в нескольких разновидностях. Есть двухъядерный процессор «Эльбрус». Есть чипы с 4 и даже 8 ядрами.

Есть сведения, что в ближайшее время ПК на основе данных процессоров будут выведены на рынок. Сейчас на базе чипов «Эльбрус» созданы действующие образцы компьютеров самых разных модификаций — ноутбуков, моноблоков, десктопов, серверов. Основными заказчиками ПК, в которых будет устанавливаться российский процессор, разработанный компанией МЦСТ, как ожидается, будут оборонные структуры. Также есть надежды на спрос со стороны крупных бизнесов. Чипы «Эльбрус» могут работать под основными ОС для компьютеров IBM-архитектуры — Windows, Linux.

Рассмотрим подробнее, как создавались процессоры «Эльбрус».

Процессоры «Эльбрус»: история

Первый компьютер, с которого начинается история бренда, был создан советскими учеными в 70-х годах. Им стал вычислительный комплекс «Эльбрус-1». Он был основан на микросхемах типа TTL и содержал в своей структуре 10 процессоров общей производительностью порядка 15 мегафлопс. В некоторой степени это была уникальная машина: в частности, в ней был реализован принцип параллельного выполнения команд. По некоторым данным, в мире подобных ЭВМ еще разработано тогда не было. Объем ОЗУ в «Эльбрус-1» составлял 64 МБ — более чем прилично.

Для уникального начала разрабатываться собственная операционная система и отдельные языки программирования. В 1985 году появился комплекс «Эльбрус-2», представлявший собой усовершенствованную модель Он отличался обновленной на микросхемах типа ЭСЛ. Общая производительность процессоров вычислительного комплекса была более 125 мегафлопс. В архитектуре данного компьютера был реализован модульный принцип. Комплекс «Эльбрус-2» характеризовался высоким уровнем быстродействия и устойчивостью работы. Известно, что он использовался на различных военных объектах. Всего советская промышленность выпустила 30 комплексов «Эльбрус-2».

В 1990 году был изготовлен опытный образец компьютера «Эльбрус-3». Но в то время, в связи со сложной политической обстановкой в стране, финансирование проекта было прекращено. Тем не менее, уже в 1992-м было образовано ТОО «Московский центр SPARC-технологий», вскоре переименованное в компанию МЦСТ. Фирма стала выпускать промышленные системы, которые базировались на популярной тогда технологии SPARC, созданной Sun Microsystems.

Решения на базе SPARC

Работая с решениями на базе SPARC, компания МЦСТ разрабатывала собственный продукт в виде микропроцессора. В ранних версиях его архитектура была известна под названием E2k. Первая модель процессора на ее основе, получившая название R150, была выпущена в 2001 году. Техпроцесс предполагал использование технологии 350 нм. Работал тот российский процессор на частоте в 150 МГц при производительности, составляющей порядка 150 мегафлопс.

В 2004 году появился гораздо более мощный чип — R500. Его составляла 500 МГц. Выпускался он в рамках более высоких технологичных стандартов — 130 нм. В 2007-м компания МЦСТ выпустила двухъядерный процессор R500S, включивший в себя наработки в сфере технологии SPARC. Его производительность составляла 1 гигафлопс.

Одновременно с развитием микросхем на базе SPARC компания МЦСТ занималась созданием процессора, полностью основанного на собственных разработках ее инженеров. Так, к 2007 году был создан и прошел государственные испытания российский процессор «Эльбрус». Он был изготовлен в соответствии со стандартом 130 нм и работал на частоте 300 МГц. Процессор был оснащен одним ядром и функционировал на скорости 4,8 гигафлопс. Данный чип, а также наработки по нему, положили начало целому семейству микросхем, выросших в технологичные, высокопроизводительные решения. Рассмотрим их.

«Эльбрус-S»

Первый серийный чип от МЦСТ - это процессор «Эльбрус-S», который появился в 2010 году. Он выпускался по стандарту 90 нм. Данная микросхема могла работать при частоте в 500 МГц и обеспечивать производительность порядка 8 гигафлопс.

Можно отметить, что аналогичную производительность тогда мог показывать чип AMD Athlon 64, функционирующий на частоте 2,2 ГГц.

«Эльбрус-2С+»

В 2011-м появилась следующая модификация процессора — чип «Эльбрус-2С+». Он был изготовлен также в соответствии с архитектурой 90 нм, но его производительность была намного выше — 28 гигафлопс. Можно отметить, что аналогичных показателей могли достигать такие чипы, как Intel Core 2 Duo, а также Intel Core i3. Есть сведения, что подобного прогресса разработчикам удалось достичь благодаря тому, что сопровождают процессор 4 ядра дополнительной микросхемы. Данный компонент осуществляет цифровую обработку сигнала. Однако встроенный процессор соответствующего типа, как посчитали инженеры МЦСТ, характеризовался слишком высокой ресурсоемкостью в процессе выпуска. Поэтому в следующих моделях «Эльбрус» он был заменен альтернативными решениями.

«Эльбрус-4С»

В 2014 году начался серийный выпуск очередного микропроцессорного шедевра - «Эльбрус-4С». Данный чип изготовлен по технологии 65 нм. Его ядра (всего их, соответственно, 4) функционируют на частоте 800 МГц. Каждое из них оснащено 2 МБ кэш-памяти. Это позволило добиться производительности процессора в 50 гигафлопс. Это почти столько же, как, например, у чипа Intel Core i7-975 — 53 гигафлопса. При этом мощность российского чипа — 45 Вт. В данном аспекте питание процессора «Эльбрус-4С», как считают многие эксперты, экономичнее, чем у американской разработки.

Чип с 4 ядрами от МЦСТ — один из самых универсальных. Типы компьютеров, в которые может быть установлен данный процессор, — ПК, ноутбуки, сервера, моноблоки. Собственно, в линейке вычислительных комплексов, которые также выпускает компания МЦСТ, присутствуют машины во всех отмеченных конфигурациях.

«Эльбрус-8С»

Новейший процессор от МЦСТ - обладающий 8 ядрами «Эльбрус-8С». Чип работает на базе стандарта 28 нм, что вплотную приближает его к ведущим мировым образцам микропроцессоров. Кэш-память второго уровня на ядрах микросхемы «Эльбрус-8С» — 4 МБ, третьего — 16 МБ. Процессор может работать с распространенным стандартом ОЗУ типа DDR3 1600. Производительность чипа, измеряемая на вычислениях с одинарной точностью, — 250 гигафлопс. В процессоре есть 4 контроллера памяти. Показатель для каналов межпроцессорного обмена данными — 16 ГБ/сек. Отмеченная производительность чипа — 250 гигафлопс. Как она соотносится с показателями мировых аналогов российского процессора? Можно отметить, что чип 4930K выдает порядка 130-140 гигафлопс. Специально для новейших процессоров «Эльбрус» создаются новые материнские платы, а также отдельная версия ОС. Также, возможно, будут разработаны многопроцессорные компьютеры на базе чипа.

Есть сведения, что к 2018 году компания МЦСТ выпустит процессоры типа «Эльбрус-16С». Их расчетная производительность — 1 терафлопс. Ожидается также, что чипов будет базироваться на стандартах менее 28 нм.

Перспективы чипов

Как оценивают эксперты выпускаемые российским брендом процессоры? Отзывы очень многих IT-специалистов, можно сказать, восторженные.

Причин тому несколько. Например, многие разработчики гордятся уже тем, что процессор был создан именно в России, причем в условиях, когда долгое время экономическая ситуация не способствовала активному развитию IT-индустрии в столь высокотехнологичном и наукоемком сегменте. В плане производительности процессоров оценки также в целом положительные.

Есть некоторые замечания у специалистов, которые касаются маркетинговых перспектив чипов. Чтобы сделать их рентабельными, нужны большие рынки сбыта, которые заняты мировыми лидерами. Соревноваться с ними, полагают эксперты, будет непросто.

Вместе с тем, как считают некоторые аналитики, процессоры «Эльбрус» вполне могут стать достойной альтернативой решениям от Intel и AMD внутри РФ, особенно в части военных поставок, при которых к разработчикам выдвигаются самые жесткие требования в аспекте надежности электронных компонентов и безопасности их использования. Компания МЦСТ, полагают эксперты, вполне способна обеспечить соответствие выпускаемых ею процессоров данным требованиям.

ОС «Эльбрус»

Стоит отметить, что специально для вычислительных комплексов от МЦСТ, работающих на процессоре «Эльбрус», была создана отдельная операционная система. Ее основой стало ядро Linux в версии 2.6.33, однако подвергшееся глубокой фундаментальной переработке. В результате появилась ОС «Эльбрус», характеризующаяся высочайшим уровнем безопасности и устойчивости в работе. В создании принимали активное участие специалисты ОАО ИНЭУМ им. И. С. Брука.

На этой неделе Министерство промышленной торговли выдало компании «Т-Платформы» субсидию в размере 150 млн рублей, которая пойдет на разработку сверхпрочного ноутбука , в котором будут использоваться отечественные процессоры «Байкал» .

Как сообщает Slovodel, отечественное «железо» будет превосходить западные аналоги по ряду важнейших критериев.

«Неубиваемый» ноутбук

«Т-Платформы» начала активную работу после введения западными странами санкций в рамках курса импортозамещения и уже реализовала несколько проектов. На данный момент компания разрабатывает два проекта. Первый посвящен ноутбуку, который создают на базе процессора х86 Intel, второй проект - полностью отечественная разработка на базе процессора Baikal-M компании «Байкал Электроникс», дочерней компании «Т-Платформы». При этом ноутбуки будут работать на операционной системе Linux, но по желанию заказчиков они будут встраивать Windows 10.

Все разработки компании поступают «на вооружение» отечественных компаний, имеющих инфраструктуру и людей, работающих в экстремальных условиях.

«В определенных сегментах такая вычислительная техника, безусловно, востребована, «промышленные» ноутбуки нужны для разведки месторождений, добычи газа и нефти, где сложные условия, в том числе и погодные, но вопрос, естественно, в цене: будут ли российские ноутбуки конкурентоспособны относительно зарубежных аналогов. Если мы собираемся развивать свою экономику, нам нужно иметь собственные технологии, не локализовать импортные, а именно производить собственное оборудование», – говорит председатель совета Ассоциации производителей электронной аппаратуры и приборов Светлана Аполлонова.

По расчетам разработчиков, для создания «промышленного» ноутбука им понадобится не менее года.

На смену Intel

До этого компания разработала российский двухъядерный процессор Baikal-T1 на 32-битном ядре MIPS Warrior. По словам представители российского холдинга «Рикор» Алексея Ванина, цены на отечественные процессоры будут варьироваться в пределах $50, тогда как тот же процессор Intel Core i3-3110M стоит сейчас $100. Комбинация процессора и высокоскоростных интерфейсов позволяет работать чипу быстро и при минимальной затрате энергии. Производитель заявляет о высокой конкурентоспособности российского процессора.

В прошлом году партия российского производства была отправлена в немецкий вычислительный центр Forschingszentrum Julich, Университет штата Нью-Йорк в Стоуни-Брук, Рижский технический университет, Финский суперкомпьютерный центр CSC-IT Center for Science.

Также идут переговоры с российским производителем смартфонов Yota Devices. Основатель «Байкал Электроникс» Всеволод Опанасенко пояснил:

«Если мы достигнем соглашения, то начнем разрабатывать процессор для мобильных устройств».

Сейчас российскими процессорами интересуются свыше 100 компаний , в том числе и из Тайваня и ряда европейских компаний. При этом, по данным статистики, объемы продаж процессоров Intel и AMD в России снижаются.

Дочерняя компания «Байкал Электроникс» при участии «Ростеха» и «Роснано» с 2014 года создает микропроцессоры Baikal для персональных компьютеров и микросерверов. В августе 2015 года Экспертный совет Фонда развития промышленности одобрил 500-миллионный рублевый займ для того, чтобы выпустить процессор Baikal-T1 в массовое производство. К 2020 году на рынок поступит не менее 5 млн этих процессоров.

Первый российский процессор Baikal-T1 (Фото: baikalelectronics.ru)

Вице-президент российского сборщика компьютеров Depo Computers Виктор Урусов пока не знаком с официальными расценками «Байкал Электроникс», но тестирует образцы процессора Baikal-Т1. У процессоров несколько десятков свойств, поэтому их некорректно сравнивать друг с другом, отмечает он. Baikal-Т1 можно использовать в качестве чипа для станков, маршрутизаторов, телефонов или тонкого клиента (ПК без собственных вычислительных мощностей). В каждом конкретном случае у процессора будут разные аналоги, объясняет Урусов: стоимость процессора-конкурента для промышленного станка может составлять $1,5, а стоимость процессора для тонкого клиента — превышать цены «Байкал Электроникс» в два-три раза.

Прямыми конкурентами Baikal-T1 являются процессоры американской компании Broadcom серии Stratagx, а также компании Freescale серии QorIQ T1020, говорит руководитель направления микроэлектроники опытно-конструкторского бюро «Пятое поколение» Валерий Шунков. Эти серии разработаны специально для роутеров, маршрутизаторов, приставок цифрового телевидения, бытовой техники и т.д. Стоимость таких процессоров от Broadcom и Freescale составляет $50-70, говорит Шунков. По его словам, цена также во многом зависит от размера партии: если один процессор обойдется в $100, то при заказе партии от 500 тыс. штук он будет стоить «значительно дешевле».

Российский компьютер

В начале декабря Ижевский радиозавод передал партию в 80 компьютеров «Эльбрус-401» компании «Московский центр SPARC-технологий» (МЦСТ), которая является заказчиком и разработчиком микропроцессора архитектуры «Эльбрус», сообщило агентство ТАСС .

Следующая партия

Первая партия, которую получил МЦСТ, насчитывает 80 компьютеров и 20 материнских плат, отмечается в сообщении. В 2016 году завод продолжит выпускать компьютеры «Эльбрус», говорится на сайте предприятия. Представитель завода подтвердил РБК эту информацию, но отказался раскрыть размер будущей партии.

МЦСТ заказал компьютеры «Эльбрус-401» для продажи разработчикам программного обеспечения, которые «планируют переносить его на отечественную платформу», рассказал представитель МЦСТ Константин Трушкин. Кроме того, компания уже продала компьютеры в частные и государственные компании в рамках проектов по импортозамещению: эти организации рассматривают возможность перевода различных информационных систем на платформу «Эльбрус».

Российский значит дорогой

Производство компьютера в России на данный момент значительно дороже, чем в Китае, особенно в малых объемах, сетует Трушкин. Сейчас стоимость производства одного «Эльбрус-401» обходится в «несколько тысяч долларов». Точную сумму он назвать отказался. «Эльбрус-401» производился также на другом предприятии — ФГУП «Октябрь» в Каменск-Уральском Свердловской области (производит радиоэлектронное оборудование для авиации, промышленности, энергетики, нефтегазового комплекса, печатные платы и другую продукцию).

Сто компьютеров

Всего в России работают сейчас более 100 компьютеров «Эльбрус-401», подчеркнул представитель МЦСТ. Он отказался рассказывать, сколько компьютеров будет выпущено в следующем году. По словам Трушкина, за границу МЦСТ свои устройства пока не экспортировал.

Основной российский конкурент «Байкал Электроникс» компания МЦСТ выпустила пробную партию своих микропроцессоров «Эльбрус-8С» с технологией производства 28 нанометров еще в 2014 году, однако в массовое производство они до сих пор не запущены. Известно лишь, что первая партия компьютеров «Эльбрус-401», выпущенная Ижевским радиозаводом в ноябре 2015 года в количестве 80 штук, оснащена микропроцессорами «Эльбрус-8С». Представитель Московского центра SPARC-технологий (МЦСТ) Константин Трушкин сообщил РБК, что они начали продавать процессоры частным и государственным компаниям (их названия не раскрываются), стоимость «Эльбрус-8С» превышает $60, так как в отличие от продукции «Байкал Электроникс» он предназначен для серверов и настольных компьютеров.

Холдинг GS Group, который производит оборудование для платного телевидения, в производстве цифровых телеприставок General Satellite использует собственные разработки — микропроцессор GS Nanotech SiP Amber, рассказал РБК Андрей Безруков, директор компании по стратегическому маркетингу. Внутри многокристального микропроцессора несколько активных элементов, в числе которых иностранные компоненты STMicroelectronics и Mstar, уточнил он. Стоимость GS Nanotech SiP Amber в десятки раз ниже процессора Baikal-T1, утверждает Безруков. Но центр разработки и производства микроэлектроники GS Nanotech (финансируется GS Group) взаимодействует с «Байкал Электроникс» по поводу использования их разработок в устройствах для просмотра ТВ со «второго экрана», например планшета, рассказал он.

Кто владеет «Байкал Электроникс»

Компания «Байкал Электроникс» зарегистрирована в Красногорском районе Московской области, на 75% принадлежит фирме «Т-Платформы» и на 25% — «Т-Нано». По 50% «Т-Нано» владеют «Роснано» и те же «Т-Платформы».
«Т-Платформы» в 2002 году основал Всеволод Опанасенко. Сегодня он владеет 75% этой компании, а 25% — Внешэкономбанк (с конца 2010 года). Таким образом, сам Опанасенко косвенно контролирует 68,75%, ВЭБ — 18,75%, а «Роснано» — 12,5% «Байкал Электроникс».

Госзаказ в помощь

В конце августа 2015 года «Байкал Электроникс» объявила о том, что экспертный совет Фонда развития промышленности одобрил компании заем в 500 млн руб. для производства процессоров. При рыночной цене отечественный процессор имеет высокую производительность, поэтому продукт будет поставляться и на зарубежный рынок: до 2020 года планируется продать не менее 5 млн штук, говорилось в сообщении компании.

Создавать устройства на базе процессоров «Байкал Электроникс» имеет смысл, если государство будет ограничивать фискальные органы в закупках вычислительной техники, считает гендиректор Lenovo в России, СНГ и Восточной Европе Глеб Мишин. В противном случае продукция не будет конкурентоспособной по цене, полагает он.

С этим согласен собеседник РБК в другой зарубежной компании, которая занимается производством электроники. По его словам, пока в России госструктуры не указывают при госзакупках техники наличие российского процессора в качестве обязательного условия, «Байкал Электроникс» будет сложно конкурировать с другими игроками рынка. «Если завтра мэрия и Минобороны объявят, что будут закупать компьютеры только на процессоре Baikal, то с «Байкал Электроникс» все начнут сотрудничать», — рассуждает собеседник РБК.

В рамках программы по импортозамещению государство действительно может таким образом поддержать отечественных производителей, полагает Мишин. По его словам, Lenovo ждет появления более мощного процессора «Байкал Электроникс». Российская компания собирается выпускать четыре процессора, один из которых будет предназначен для персональных компьютеров (ноутбуков и десктопов), знает он. Устройства Lenovo можно к ним адаптировать, но компания пойдет на это, если производитель процессоров предложит конкурентную цену или будет спрос на подобные устройства со стороны государства — в этом случае Lenovo готова закупать процессоры даже по более высокой цене.

В 2016 году «Байкал Электроникс» также собирается представить инженерный образец процессора по современной технологии 28 нанометров Baikal-M для настольных компьютеров на базе архитектуры ARM, рассказал Малафеев. Количество ядер в нем будет достигать восьми. Кроме того, до конца 2017 года на рынке должен появиться процессор для микросерверов Baikal-MS, говорил ранее РБК основатель «Байкал Электроникс» Всеволод Опанасенко, Эти планы компании остаются в силе, но подробности «Байкал Электроникс» не раскрывает.

Рынок процессоров в цифрах

7,9 млн процессоров для персональных компьютеров поставили производители AMD и Intel в Россию
в 2014 году

$3,89 млрд составил объем рынка ввезенных процессоров для ПК в 2014 году

$20,9 млрд достиг мировой рынок процессоров для смартфонов в 2014 году, по данным аналитического агентства Strategy Analytics

$4,2 млрд равнялся рынок
процессоров для планшетов в 2014 году

$60 будет стоить российский процессор Baikal-T1

$100 млрд превысили сделки по слиянию и поглощению на рынке микропроцессоров в 2015 году

Источники: IDC, Strategy Analytics, «Байкал Электроникс»

Российские частные спутники ушли в космос

22 декабря стало известно, что российская частная космическая компания «Даурия Аэроспейс» завершила сделку по продаже американской компании Aquila Space уже запущенных на орбиту спутников серии Perseus-M. В состав сделки вошли также лицензии на использование технологий. Полная стоимость сделки составит от $4,35 млн до $6 млн в зависимости от размера лицензионных платежей.

«Мы рады завершить, пожалуй, первый частный космический контракт, исполненный в России. Успешный запуск спутников, их последующая эксплуатация на орбите и, наконец, реализация — это подтверждение компетенции и технологического уровня команды «Даурии». Это очень удачная сделка для нас», — пояснил «РИА Новости» гендиректор «Даурии Аэроспейс» Сергей Иванов.

Наноспутники Perseus-M1 и Perseus-M2 были выведены на орбиту в июне 2014 года ракетой-носителем «Днепр». Полезная нагрузка Perseus-M — блоки приема сигналов Автоматической идентификационной системы, которая применяется на океанских и крупных речных судах для предупреждения столкновения и информирования участников движения на воде.