Меню Закрыть

Процессоры производимые в россии

Разработкой и производством процессоров в России заняты сразу несколько компаний. Россия — одна из очень немногих стран мира, которая может похвастаться современными процессорами собственной разработки. Это очень большое достижение, так как микропроцессоры являются стратегически важным продуктом: особенно «военные» и «космические» варианты процессоров, которые нельзя так просто купить на свободном рынке.

Содержание

[править] Проектирование процессоров

Специалисты различают архитектуру процессора и микроархитектуру процессора.

Архитектура процессора — это система команд, которую он поддерживает. Архитектура процессоров важна для программистов, именно от архитектуры зависит, какие программы будут с этим процессором совместимы.

Микроархитектура процессора — это, грубо говоря, внутренняя схема устройства процессора, в том виде, в каком её видят разработчики процессоров.

Процессоры с одинаковой архитектурой, но разной микроархитектурой могут выполнять одинаковые программы без перетрансляции, но отличаться в производительности.

[править] Российская архитектура, российская микроархитектура

Это полностью отечественный продукт. Такие процессоры труднее продвигать на мировой рынок и, наоборот, на этих процессорах сложнее использовать разработанное за рубежом программное обеспечение.

К этой категории относятся МЦСТ «Эльбрус», КМ211, Мультиклет и ряд других архитектур. [1]

[править] Лицензированные процессорные ядра

Россияне сами компонуют закупленные за рубежом ядра на кристалле, добавляют свои вспомогательные блоки. Написанное за рубежом программное обеспечение более-менее гарантированно работает. Процессор можно использовать для продвижения российских хардверных блоков за рубежом (например, блок обработки видео).

По такой схеме созданы «Байкал» (MIPS и в перспективе 64-битный ARM), «Миландр» (ARM), «Модуль» (ARM), частично «ЭЛВИС» (MIPS и ARM). [2]

[править] Международная архитектура, российская микроархитектура

Занятный компромисс, при котором и написанный за рубежом софтвер работает, и при этом можно говорить «мы спроектировали не только систему на кристалле, но и само процессорное ядро». По трудоёмкости создания схема близка к первому пункту (российские архитектура и микроархитектура), а при продвижении на мировой рынок нужно вдобавок доказывать заказчикам, что архитектура реализована точно.

Тем не менее, при наличии больших ресурсов игра стоит свеч. К этой категории относятся «НИИСИ» (MIPS), частично «ЭЛВИС» (MIPS). [3]

[править] Преимущества разных процессоров

«Эльбрус» и «НИИСИ» относятся к процессорам, которые можно применять в «больших» компьютерах, но электроника ими далеко не исчерпывается. Ниже пойдёт речь ещё и о процессорах для встроенных систем (станки, принтеры, телевизоры) и о микроконтроллерах (инструменты, холодильники).

В коммерческом направлении, наоборот, можно ожидать существенных успехов, скорее, от «Байкала» и «Элвиса», так как они имеют опыт работы без существенного финансирования со стороны государства. Так, себестоимость «Байкала» — до 10$ в крупной серии, что делает его на порядок более привлекательным выбором, чем, например, большие и дорогие изделия от техасской Calxeda.

[править] МЦСТ

МЦСТ (ранее Московский Центр Спарк-Технологий) разрабатывает две линии процессоров — оригинальной отечественной архитектуры «Эльбрус» и международной архитектуры SPARC.

МЦСТ Эльбрус — российская архитектура, российская микроархитектура.

  • распараллеливаемые военные/научные/инженерные вычисления с плавающей точкой (возможный пример использования: геологоразведка);
  • аппаратные особенности, позволяющие реализовывать высокозащищённые системы.
  • отставание от «переднего края» по технологиям формирования физического уровня (процессор 8С сформирован по техпроцессу 28 нм, например);
  • отсутствие компилятора gcc для платформы e2k, закрытость оптимизирующего компилятора lcc и набора архитектурнозависимых правок на системное ПО (по состоянию на осень 2018 года).
  • «Эльбрусы трудно продвигать за рубежом» — эльбрусы не продаются за рубеж, для международных поставок сперва потребуется разрешить имеющиеся проблемы совместимости с GPL и формальной засекреченности системы команд;
  • «под Эльбрус нет софта» — есть и в количестве тысяч пакетов системного и прикладного ПО под GNU/Linux, на базе которого и создана штатная ОС Эльбрус (OSL);
  • «софтвер на Эльбрус с Linux переносится простой перекомпиляцией» — любые программы, закладывающиеся на расширения gcc или особенности архитектуры (SSE/AVX/NEON, например), приходится так или иначе адаптировать либо вовсе переписывать (как вышло с Java);
  • «взяли бы и сделали x86» — архитектура больше не лицензируется, единственным вариантом является покупка компании с лицензией на руках (например, VIA); в МЦСТ это прекрасно понимали и пошли путём обеспечения программной совместимости, что вылилось в разработку слоя бинарной совместимости (rtc/lintel).

По состоянию на осень 2018 года выпущено несколько тысяч экземпляров процессоров «Эльбрус», что в значительной мере обуславливает высокие цены на сами процессоры и системы на их основе; тем не менее и они дешевеют со временем, например, «Эльбрус 801-РС» при выходе имел ценник в 350 тыс.руб., сейчас он доступен юр. лицам уже по 300 тыс.руб. Динамично развивается программная экосистема — например, уже доступны ОС Эльбрус, КПДА Нейтрино-Э, ОС Альт. [4]

МЦСТ SPARC — российская реализация международной архитектуры SPARC на базе российской микроархитектуры.

На конец 2018 года планируется выпуск образцов процессора R2000 (sparcv9, 2000 МГц).

[править] НИИСИ

Сильные места НИИСИ: радиационная устойчивость и неафишируемый проект высокопроизводительной микроархитектуры.

НИИСИ разрабатывает две линии процессоров, — обе по архитектуре MIPS. Кроме того, НИИСИ также подготовила часть кадров для процессорной команды Байкал Электроникс, которая тоже использует MIPS.

Процессор КОМДИВ-32 сделан довольно давно, возможно, на основе лицензированного у MIPS (тогда Silicon Graphics) ядра. Основная гордость создателей КОМДИВ-32 — устойчивость к радиации, по которой они меряются силами с BAE Systems, Gaisler Aeroflex и Honeywell. Устойчивость к радиации необходима для систем, предназначенных для использования в космосе.

Суперскалярный КОМДИВ-64 является пока темной лошадкой, скудную информацию о путях которой можно найти в [5]. При сохранении совместимости с архитектурой MIPS64 и написанным для MIPS64 софтвером, внутреннее строение (микроархитектура) КОМДИВ-64 полностью спроектирована в России и согласно слайдам по ссылке выше позиционируется как высокопроизводительная. Это явный кандидат на коммерциализацию для Linux-компьютеров (рабочих станций, серверов, суперкомпьютеров и встраиваемых систем).

[править] Байкал Электроникс

«Байкал Электроникс» — наиболее понятная российская компания для международного рынка.

Несмотря на то, что Байкал лицензировал процессорные ядра у Imagination Technologies и произвёл свой микропроцессор на Тайване, что менее «суверенно», чем Эльбрус, роль этой компании в истории может быть довольно высока. Команда «Байкала» отладила процесс проектирования системы на кристалле из высокопроизводительных компонент, а именно суперскалярного с внеочередным порядком исполнением команд процессорного ядра MIPS P5600, которое было независимо сертифицировано в 2014 году как рекордсмен по метрике Core Mark для одного потока команд. [6]

Кроме этого, процессор от Байкала является первым в России 28-нм чипом, что вполне вписывается в мировой мейнстрим процессоров этого класса. Сейчас с Байкалом можно разрабатывать станки, принтеры, сетевое оборудование. Если к нему добавить блоки работы с видео — цифровые телевизоры. Используя накопленный опыт, с течением времени байкаловцы могут подготовить плацдарм для коммерциализации процессоров из НИИСИ.

В первом квартале 2018 года микропроцессоры «Байкал» начали продаваться в розницу, причём по сниженной в четыре раза цене. Одноплатный компьютер БФК 3.1 будет стоить вполне умеренные 50 тысяч рублей, что более чем адекватная цена для тех, кто не хочет зависеть от американской техники.[7]

[править] НПО «ЭЛВИС» и «ЭЛВИС-Неотек»

Основные ниши: космос и умные камеры.

Группа компаний «ЭЛВИС» выросла из советской космической электроники, конструируя приборы ещё для станций «Салют». Они создали свою собственную микроархитектуру микропроцессора общего назначения с системой команд MIPS и свой собственный процессор для обработки сигналов (звук, видео, радар). Затем они решили не изобретать велосипед с микропроцессором общего назначения и лицензировали процессорные ядра средней и высокой производительности у ARM и MIPS, а также заключили сделку по разработке общей микросхемы с Imagination Technologies, которая также разработала часть микросхемы в Apple iPhone.

С помощью кооперации с Imagination «ЭЛВИС» собираются вывести на внешний рынок свои специализированные процессоры для обработки сигналов и «умные камеры», которые в частности используются для безопасности аэропорта Шереметьево (камера может распознать ситуации типа «нарушитель лезет через забор», «пожар на складе»). «ЭЛВИС» рассматривается как один из локомотивов Зеленограда и вообще российской электроники.

Читайте также:  Замена оперативной памяти lenovo 100 15iby

В 2015 году «ЭЛВИС» выпустило семантический процессор VIP-1 для систем компьютерного зрения (видеокамер со встроенным интеллектом). Процессор производится по технологии 40 нм. [8]

В 2017 году появился процессор ELISE для систем компьютерного зрения, производимый по технологии 28 нм. [9]

[править] Миландр

«Миландр» выпускает микроконтроллеры для суровых условий эксплуатации.

Микроконтроллеры имеют множество применений — от медицинских приборов до дворников на автомашине и управления двигателями. «Миландр» лицензировал процессорные ядра микроконтроллерного класса у британской компании ARM и сделал на них микроконтроллеры для суровых условий со своими периферийными устройствами.

«Миландр» — одна из немногих компаний, которая активно старается продвигать свои разработки не только на специальные применения, но и в гражданский сектор. Например у них есть микропроцессор для счетчиков электроэнергии с 24-битным сигма-дельта АЦП. Микроконтроллеры на ядре Cortex-M3 в пластиковом корпусе «Миландр» выпускает по рыночной цене [1] .

[править] Модуль

Потенциальные сферы применения: цифровое телевидение, авиация и космос.

Как и «Миландр», «Модуль» является лицензиатом ARM, причём плата с их процессором на основе ARM стала широко доступной для разработчиков.

[править] КМ211

Ниши: смарткарты и чисто российский микроконтроллер.

KM211 спроектировала встроенный микропроцессор КВАРК, который может использовать Линукс и микроконтроллер «Кролик». Обе разработки используют как российскую архитектуру, так и российскую микроархитектуру, что делает KM211 уникальным проектом типа «Эльбруса», но на рынке «малых» процессоров.

Команда КМ211 имеет большой опыт разработки очень маленьких процессоров для «умных карт», которые трудно взломать. КМ211 изначально были связаны с компанией KM Core, связанной с Украиной.

[править] Мультиклет

Процессоры с универсальной мультиклеточной архитектурой и микроархитектурой российского происхождения. Предыстория создания отмечена, как «Лучший продукт года» в 2003 г. на конференции IEEE в Далласе (США), а также рядом других зарубежных и отечественных наград. На 2015 г. созданы два процессора СнК MultiClet P1 и MultiClet R1, которые позиционируются, как производительные, низкопотребляющие DSP процессоры (последний обладает более развитой периферией и динамической реконфигурацией, позволяющей в максимальной степени использовать возможности четырех клеток процессора).

[править] КБ «ГеоСтар навигация»

Ниша: модули для ГЛОНАСС

Производит чип «ГЕОС-3». Это весьма перспективный рынок объёмом около $200 млн: с введением системы «Платон» надо оснастить до 7 млн грузовиков тахографами со встроенным ГЛОНАСС. В этих тахографах может использоваться чип «ГЕОС-3».[10] Но, по словам главного директора КБ «ГеоСтар навигация» Анатолия Коркуша, по состоянию на март 2018 года машины оснащаются зарубежными аналогами, которые дешевле. [11][12]

[править] IVA Technologies

Входящая в ГК «ХайТэк» компания IVA Technologies в сентябре 2018 года сообщила о создании тензорного микропроцессора IVA TPU. [13]

[править] Syntacore

Компания Syntacore, имеющая офис в Санкт-Петербурге, занимается разработкой дизайна процессоров открытой архитектуры RISC-V. [14][15]

[править] Производство микросхем в России

В России и Белоруссии есть пять крупных микропроцессорных производств — зеленоградские Микрон и Ангстрем (банкрот в 2019 [16]), секретная фабрика в Курчатове/НИИСИ, вспомогательное производство в Воронеже и фабрика Интеграл в Белоруссии.

Также помимо крупных производств в России есть несколько мелких, с технологиями уровня 1.5-10 мкм (для Роскосмоса и ко), но они не выполняют коммерческие заказы, и информации по ним очень мало. Так что, общее количество заводов подсчитать трудно.

Микрон и Ангстрем используют оборудование, купленное у ST, AMD и IBM. На Микроне уже реально производятся микросхемы по нормам 90 нанометров на 200 мм пластинах (SRAM и Эльбрус). Техпроцесс 65 нм неспешно ковыряют, первый опытный образец был выпущен ещё в 2014 г., в 2017 году чистый КМОП процесс таки заработал. На Ангстреме — 600 нм на старой линии, 130 нм от AMD и 90 нм от IBM на 200 мм пластинах запустили к началу 2016 года.

В этом месте российские слабоинформированные пессимисты кричат «ужас-ужас, а у Интела — 14 нанометров, а скоро запустят 12». Это связано с распространённым заблуждением, согласно которому передовые устройства якобы можно делать исключительно на самом свежем «нанометре». Это, разумеется, не так — передовой процесс может быть слишком дорог или не подходить, например, под температурные характеристики. Простейший пример — очень популярный в России, передовой в своём классе микроконтроллер STM32 (французско-итальянская компания) создан на основе британского ARM Cortex M4, который выпускается с 2011 года и по сегодняшний день. Он сделан на технологии 90 нанометров.

Российские фабрики Микрон и Ангстрем можно применять для производства определённых продуктов, типа микроконтроллеров. Кроме того, они имеют стратегическое значение — вокруг них учатся специалисты, опыт которых пригодится и в контрактных производствах на тайваньской TSMC.

Более сложной является ситуация с братской Белоруссией, в которой завод «Интеграл» живёт на контракты на производство дешёвых микросхем для России. Для модернизации этого завода потребовалось бы много денег, которые Белоруссия пока что вкладывать не спешит. Тем не менее вокруг Интеграла работает большое количество специалистов по микроэлектронике, которых можно использовать для проектирования процессоров.

Старая линия 800 нм на «Интеграле» нормально работает, линию на 350 нм запускали достаточно долго, но в итоге всё же отладили и запустили. Примечательно, что «Интеграл» имеет сравнительно высокий процент отечественных расходников (начиная от пластин).

Важно понимать, что США накладывают ограничения на трансфер технологии для постройки фабрики в России по самым последним нормам. Но даже строительство фабрики, отстающей от передового рубежа («минус три поколения») потребовало бы вложений в 5-6 миллиардов долларов, при этом дополнительно пришлось бы потратить много ресурсов на обучение специалистов. В этом смысле текущий Микрон и Ангстрем (оборудование в которых было куплено по ценам на порядок меньшим) представляют хороший компромисс для текущего момента. Пока российские проектировщики могут для некоторых проектов использовать Микрон, а для более сложных (как у Байкала) — TSMC.

Стоит также упомянуть Crocus Technology, который готовые CMOS пластины везет в Россию, наносит тут MRAM слои, а потом снова отсылают обратно за рубеж на последние слои.

Нидерландская компания Mapper имеет в России участок производства MEMS компонент. Этот участок уже работает — это фотолитография с микронными нормами, которую Mapper открыл, вероятно, чтобы выполнить формальные требования «Роснано». Возможности получать передовое фотолитографическое оборудование в обход экспортных ограничений США эти участки для России не дают.

Также есть ряд производств СВЧ микросхем на не кремниевых подложках (для АФАР и ко, СВЧ микрополосковые фильтры), с электронной литографией и прочее (ИСВЧПЭ РАН и ко).

Когда проектирование в России разовьётся, вопрос с более дорогими фабриками можно рассмотреть снова. К сожалению, российские инвесторы с «нефтегазовым» мышлением на рыночных условиях не особенно готовы вкладываться в разработку коммерческой микроэлектроники, так как начальные оценки долей непривычно высоки по российским меркам.

Совсем недавно я порадовал вас статьей об импортозамещении в программном обеспечении (тык). Продолжая двигаться в направлении инноваций, хочу обратиться к такой животрепещущей теме, как отечественные процессоры.

реклама

Первое, что пришло на ум десятку бойцов и парочке бойчих было: «Зачем они нам нужны»?

реклама

Несмотря на это, я не устаю повторять одну простую вещь: если мы будем и дальше ориентироваться на военный сектор, на банки и госструктуры, то шансов получить достойный продукт практически нет. Только массовый потребитель, голосующий рублем, способен стать локомотивом превращения отрасли полупроводников в национальную гордость.

реклама

Но все это лирика. Приступим к предмету нашего разговора.

реклама

Дальше – больше: у нас полна горница процессоров, изготовленных по лицензированной архитектуре. Это, чтоб вам было понятно: когда мы платим дяде Сэму некоторое количество денег, и он нам разрешает взять устаревшие технологии и что-то на их базе производить. Согласитесь, звучит не патриотично.

реклама

Короче говоря, вопросов больше чем ответов. Как кажется мне, в нашем случае нужно двигаться вперед, а значит использовать для роста любые возможности. И, до тех пор, пока мы не освоили нанотехнологии на уровне мировых лидеров, придется довольствоваться тем, что нам предлагают. Одновременно с этим нельзя увлекаться контрактным производством. Хорошим примером движения в верном направлении могут быть следующие несколько предприятий, которые за короткий срок освоили создание техпроцесса вплоть до 100 нанометров.

Читайте также:  Dell inspiron 7520 характеристики

Так ГК «Микрон», являющийся одним из крупнейших производителей полупроводников Европы, способен уже сегодня выпускать готовую продукцию на базе 100нм техпроцесса, находясь на этапе освоения 65нм.

«Ангстрем-Т», выступающий в роли контрактного производителя субмикронных полупроводниковых изделий по технологическим нормам 130–90нм, стремящийся в короткие сроки освоить 65нм техпроцесс.

«Ангстрем», имеющий 55-ти летнюю историю разработки и производства полупроводниковых изделий в настоящее время работает с 90нм техпроцессом.

Само собой, всем им пока далеко до TSMC, Samsung и Intel. Увы, Россия и здесь в роли догоняющего.

Теперь о процессорах:

Первое, что приходит на ум каждому школьнику – это процессоры «Эльбрус» и «Байкал». О них и поговорим.

Процессоры серии «Эльбрус» прошли долгий путь и в настоящее время предлагаются как готовые системы для применения в промышленной автоматизации и в системах с повышенными требованиями к информационной безопасности. К примеру, рабочая станция «Эльбрус 801-РС», которая стоит 316 тысяч рублей, построена на процессоре «Эльбрус-8C1», изготовленном по 28нм техпроцессу. К счастью, я не имел возможности прикоснуться к этому чуду отечественного компьютеростроения, но от народа на YouTube слышны по большей части положительные отзывы. Тем более, что данный компьютер способен работать в режиме эмуляции на программном обеспечении от Microsoft.

Я не стану приводить здесь результаты сравнения рабочих станций «Эльбрус» с конкурентом в лице Intel, гуляющие по сети пешим ходом, поскольку каждый из них имеет свое предназначение. Но это не означает, что патриотические чувства и желание обезопасить себя от Большого Брата должны определять рынок. По мнению многих аналитиков, единственным серьезным препятствием к внедрению данного продукта в массовый сегмент (а именно на рабочие места, где к нему смогут прикоснуться миллионы людей) является его высокая стоимость, но производитель заявляет о скором выходе на рынок процессора «Эльбрус-16С», который должен выпускаться по 16нм техпроцессу и иметь конкурентную стоимость.

Кстати, говорят, что не так давно был даже выпущен защищенный российский планшет на процессоре «Эльбрус». Устройство получило операционную систему «Альт Линукс» или «Астра Линукс», емкий аккумулятор на 20000 мА*ч и диапазон рабочих температур от -20 до +60 градусов.

Процессоры «Байкал».

Как правило процессоры «Байкал» не ассоциируются с ПК и рабочими станциями, поскольку наиболее популярный процессор «Байкал-Т1» на базе архитектуры MIPS P5600 Warrior предназначен для промышленного сегмента. Однако, по словам производителя, следующий процессор «Байкал-М» на базе архитектуры ARMv8 будет более массовым, и его областью применения станут клиентские решения, в которых важна энергоэффективность и высокая защита данных.

На фото новый промышленный компьютер на базе 2-ядерного MIPS-процессора «Байкал-Т1», цена которого начинается от 35 тысяч рублей. Использовать его можно, например, в светофорах.

Дальше пойдет небольшой перечень достойных и не очень процессоров, которые может быть когда-нибудь станут известны не только узкому кругу военных и крупных чиновников, но и российскому гражданину.

Первым делом скажем о таком чуде отечественной промышленности как семейство процессоров на архитектуре «КОМДИВ-64» изготовленных в ФГУ ФНЦ «НИИСИ РАН». По данным «Объединенной приборостроительной корпорации», процессор оснащен двумя ядрами, имеющими частоту 800 МГц и выполненными по 65нм техпроцессу. Но самое любопытное, что на основе этих процессоров был создан отечественный армейский экстремальный компьютер «Восход», отличительной особенностью которого является возможность объединения процессоров «КОМДИВ-64» в кластеры с числом ядер от тысячи и выше, что позволяет решать целый спектр задач, требующих высокой вычислительной мощи.

Вот только никто не сказал: сколько эта мощь будет стоит? Во сколько десятков и сотен раз дороже обойдется бюджету покупка такого компьютера, и будет ли это оправдано заботой и информационной безопасностью? И, кстати, сколько «Восходов» было выпущено? Один или два?

Еще одна отечественная разработка, получившая реализацию в готовом продукте – детище компании «МикроМакс Системс», на основе процессорного модуля «Салют-ЭЛ24ПМ», выполненного по 40нм техпроцессу, и 4-х ядерного процессора 1892ВМ14Я разработки НПЦ «ЭЛВИС» были созданы промышленные энергоэффективные компьютеры «Pandora 1U 19/2» и «VITA 75». По словам разработчиков, компьютеры будут устанавливаться в транспортные средства (очевидно военные), использующиеся в условиях сложных климатических условий. Кроме того, конструкция компьютеров рассчитана на работу при постоянной вибрации и воздействии физических и температурных перепадов. Информации о том, сколько таких компьютеров было изготовлено, увы, нет.

А совсем недавно в сети появилась информация об уникальном процессоре отечественной компании «Модуль». По данным разработчика их детище 28нм нейпропроцессорный Модуль «NM6408» содержит двадцать одно (21) ядро и выполнен по 28нм техпроцессу. Но самое любопытное то, что в ходе проведенных испытаний (кем и где?) отечественный продукт оказался в несколько раз эффективнее аналогичных решений от NVIDIA! И это не самое удивительное. По данным разработчиков это чудо процессоростроения «может разменивать разрядность на производительность»! Что это значит, спросите вы? Итак, стандартное соотношение выглядит так: 512 ГФлопс на 32 бита, или 128 ГФлопс на 64 бита. Но, если очень хочется, можно схитрить: так при уменьшении разрядности в два раза производительность увеличивается в четыре раза. При уменьшении разрядности в три раза, производительность растет до девяти раз! Просто фантастика. С такими мощностями можно было бы начать экономить бюджетные деньги прямо сейчас! Но, видимо, еще не пришло время. Подождем.

И уж совсем нельзя не сказать о том, что в начале февраля 2019 года Московский физико-технический институт, сообразив на троих с ГосНИИАС и ИНЭУМ, порадовал нас первым российским специализированным нейросетевым процессором для энергоэффективного выполнения алгоритмов машинного обучения, основанном на математическом аппарате глубоких нейронных сетей. Как заявляют разработчики, их детище может использоваться для распознавания сложных изображений, созданием алгоритмов беспилотного управления транспортными средами и многого другого. Выпускаться сей продукт будет на заводе «Микрон» в Зеленограде по 65нм технологии. Как водится, у разработчиков уже есть прототип устройства, которое вот-вот планирует представить всем заинтересованным сторонам.

Раз уж пошла такая пьянка, то отчего же не упомянуть о первом российском тензорном микропроцессоре «IVA TPU». По заявлению разработчиков, процессор создан «для сверхточных нейронных сетей» и теоретически может в будущем превзойти первую версию американского Google TPU. Но самое главное, у разработчиков уже готов макет этого процессора на базе программируемой логической интегральной схемы. Как тебе такое, Илон Маск?

Предлагаю на этом остановиться. Я мог бы продолжать еще как минимум час, а то и два. Инвестиции в импортозамещение дали серьезный толчок десяткам талантливых и не очень разработчиков. Гонку за бюджетными деньгами можно наблюдать невооруженным взглядом, и, началось…

Некоторые аналитики утверждают, что прошло слишком мало времени, и вот-вот как минимум десять перспективных проектов выстрелят, осыпав нас щедрыми дарами отечественного производства. Ничего не поделаешь, подождем.

На сладенькое несколько примеров того, как обстоят дела с внедрением отечественных технологий в настоящее время.

Я уже говорил, что все дело в количестве. Если будет продано миллион компьютеров на базе процессоров Эльбрус – это будет означать, что несколько миллионов человек на своих рабочих местах не только получили массу патриотических чувств, но и реальный опыт замены дырявого дуршлага на защищенную рабочую станцию. А пока нам приходится читать о возможной закупке военными 1000 рабочих станций на базе российских процессоров «Эльбрус».

Еще один пример: весной 2018 года «Байкал Электроникс» приступил к отгрузке своего первого продукта «BFK3.1» с интегрированным процессором «Байкал-Т1». Хотел пошутить, сказав, что интернет-магазин, через который это чудо техники продавалось, назывался «ЧипДип», но потом передумал. Цена в 40 тысяч не позволила мне улыбаться.

В пример можно привести ЗАО «ЭЛВИС-НеоТек», реализующее однокристальную систему собственного производства с гордым названием «VIP-1», изготовленную по 40нм технологическому процессу. В качестве дополнительной информации стоит заметить, что в основе чипа лежат два ядра ARM Cortex-A9 с тактовой частотой 1 ГГц и древний графический чип Mali-300. Так вот эти ребята додумались на основе своего процессора изготавливать камеры видеонаблюдения по цене в 500 долларов. Говорят, что они уже подписали несколько контрактов, и скоро вместо китайских подделок с современным железом за 50 долларов мы получим отечественный продукт, но уже по другим ценам.

Читайте также:  Двигатель для посудомоечной машины

На этом все. Предлагаю запастись терпением и подождать пару лет. В 2019 году нас ждет целая россыпь интересных продуктов. По данным экспертов к 2020-2021 годам отечественные предприятия освоят 65нм техпроцесс и двинутся дальше. Самое главное, чтобы по-настоящему интересные и многообещающие проекты не оставались лежать на складе, прошедшие тестирование на стенде, а получали реальную реализацию в сотнях проектах, где давно ждут инноваций и перемен. И не стоит забывать о цене: если нам и дальше будут предлагать купить аналог Intel Core 2 Duo за 400 тысяч рублей, ждать перемен стоит лишь в кошельках, подхвативших правильную волну разработчиков и чиновников.

Не согласны с моим мнением? Не беда! Клавиатура в помощь. Комментарии созданы, чтобы вы в них писали!

Игорь Осколков

09 августа 2018

⇡#Введение

⇡#Как мы дошли до жизни такой?

Перво-наперво очень рекомендуется ознакомиться с двумя буквально программными статьями на "Хабре": раз ("Микроэлектронная индустрия в России [2012]") и два ("Почему в России почти нет гражданского/коммерческого высокотехнологичного производства?"). В целом они до сих пор актуальны — с поправками в некоторых цифрах, но суть, впрочем, не изменилась. Также полезно ознакомиться с историей о том, какие решения были приняты в СССР, — хотя бы на примере НИЦЭВТ. Напомним, что в 60-х пришли к выводу о необходимости создания серии мощных, унифицированных ЭВМ с единой архитектурой (ЕС ЭВМ) и в качестве основы для таковой была выбрана IBM System/360, хотя многие до сих пор считают этот выбор неудачным, потому что надежды на переиспользование стороннего ПО в итоге не оправдались. Более того, затраты на софт, по мнению некоторых исследователей, оказались много выше, чем на «железо». В этой истории есть несколько важных нюансов. Во-первых, тогда это было вполне законно, так как патентовалось обычно конкретное исполнение, а не сама архитектура. Представительство IBM появилось в СССР аж 1974 году, а оборудование в том числе и закупалось.

Во-вторых, выбор конкретной архитектуры занял не один год. Конкурентом IBM в этом вопросе была британская ICL, которая была готова продать лицензии со всей документацией и исходными кодами. По иронии судьбы ICL уже сама в 1991 году выкупила долю Казанского завода электронно-вычислительных машин и создала совместное предприятие. А после упразднения головной корпорации в 2013-м только российское подразделение, сильно разросшееся, стало работать под этим брендом. Наконец в-третьих, в СССР разработку собственных вычислительных систем вовсе не забросили, хотя и уделялось этому меньше внимания. Кроме того, за IBM вскоре последовали клоны PDP, а затем вообще стали копировать все хоть сколько-нибудь заметные на западном рынке архитектуры, процессоры, ПК, микроконтроллеры, периферию, софт и так далее.

Зачастую без оглядки на патенты и лицензии. Получалось всё это с переменным успехом. Что-то улучшали, что-то ухудшали, но в итоге всё это так или иначе работало и, что важно, с экономической точки зрения было вполне оправданно. Хотя многое и закупалось, пусть тоже не всегда и не совсем легально. С другой стороны, в отношении СССР с 1980 года в рамках программы КоКом (CoCom) были введены запреты — в том числе и на поставку вычислительной техники. Если вам интересна история, то можно начать знакомство с книги «Информационные технологии в СССР. Создатели советской компьютерной техники» за авторством Ю. Ревича. После распада ситуация поменялась кардинально — почти всё можно было купить или лицензировать, были бы деньги.

⇡#Наше или не наше?

В связи с этим очень часто возникают споры. Если купили, например, лицензию на ядра и прочие IP-блоки, довели всю конструкцию до ума и отправили на производство за рубеж, то отечественное ли это изделие — или всё-таки нет? А если самостоятельно сделали схему под чужую систему команд? А если полностью выкупили всё-всё, но производят в России? В проекте Минпромторга, если коротко, предполагается двухуровневая классификация. В обоих случаях компания-разработчик юридически обязана быть российской. Для чипов первого уровня она должна заниматься разработкой «структуры, логической и (или) электрической принципиальной схемы, топологии, ПО», а «производство интегральной схемы, включая транзисторный цикл и изготовление слоев металлизации, осуществляется на территории РФ». При этом вполне допускается покупка лицензий у любых компаний.

Для чипов второго уровня всё несколько проще. Тут нужно, чтобы права на топологию были в РФ, а выпускать микросхемы можно где угодно, но только если внутри страны нет требуемой производственной базы. Критерии вообще-то вполне справедливые, потому что покупка лицензий и готовых блоков — это даже не полдела. Перевести абстрактную «логику» в массовое производство «кремния», попутно обеспечив всё это программной платформой, очень непросто, особенно при уменьшении техпроцесса. К тому же многие почему-то любят говорить именно про микропроцессоры, но забывают о десятках категорий других компонентов или IP-блоков — какие-нибудь микроконтроллеры или просто контроллеры периферии/шин не менее важны. Опасения по поводу внедрения закладок в исходники или на этапе зарубежного производства небезосновательны, но, видимо, сочтены или слишком труднореализуемыми, или легко выявляемыми — ну или и то и другое. Да и в целом векторов атак намного больше.

Кроме того, ещё есть большая и важная область создания готовых продуктов, решений, систем. Просто для примера — компания YADRO занимается созданием СХД на базе платформы OpenPOWER. О некоторых аспектах работы она открыто рассказывает. Компания хоть и отнекивалась долгое время, но, похоже, именно её решения в комплексе «Купол» используются для реализации «пакета Яровой» на сети "Мегафон". Это тоже огромная инженерная работа и пример импортозамещения. С последним, правда, не всё так гладко. С другой стороны, замещение это далеко не всегда нужно. Приятно, конечно, потешить собственное самолюбие, попытавшись побороться в гражданском секторе с крупными западными игроками, но экономически это просто самоубийственно.

Поэтому вкладываются только в критически важные области, где в случае эмбарго есть риск остаться ни с чем: ВПК и ТЭК в первую очередь, а также в связь, медицину, космос. С этим, кстати, связано ещё несколько особенностей нашего рынка. Во-первых, практически невозможно найти детальную публичную информацию о реальных объёмах производства и конкретных заказчиках. Во-вторых, немало продукции имеет радиационно стойкое исполнение, расширенный температурный режим работы и прочие прелести. В-третьих, большинство разработчиков формально являются независимыми коммерческими предприятиями, но нередко складывается ощущение, что фактически деньги они прямо или опосредованно получают от единственного заказчика — государства и его структур. Иными словами, далеко не всегда и везде они конкурентоспособны на мировом рынке.

⇡#Тоньше работать надо?

В частности, очень часто попрекают отечественное производство микроэлектроники отсутствием современных техпроцессов. Среди крупных заводов есть "Микрон", "Ангстрем" и "Ангстрем-Т", на которых доступны нормы вплоть до 90 нм, а когда-нибудь появится и 65 нм. Имеются и другие, более мелкие производственные площадки для норм микрометрового уровня или толще. Естественно, для действительно сложной электроники вроде CPU или SoC техпроцесс может быть критически важным, но для всего остального это далеко не всегда так. Вообще, подавляющее большинство компаний-разработчиков электроники уже давно перешли в стадию fabless, отдав производство на откуп профессионалам или изначально не вкладываясь в постройку собственных фабрик.

В свежем отчёте TSMC за второй квартал можно найти хорошую иллюстрацию. На современные нормы 10 нм приходится только 13 % заработка, 16/20 нм и 28 нм приносят 25 % и 23 % соответственно. При этом до сих пор сохраняются линии на 250 нм и толще. Обратите внимание, что речь в отчёте идёт о деньгах, а не о количестве кристаллов или пластин. Более старые техпроцессы дешевле современных, так что в реальности объёмы поставок чипов с суперкрошечными транзисторами существенно меньше, чем с относительно крупными. Просто так за «тонкостью» гнаться смысла нет. Вот с этим знанием можно приступить к знакомству с отечественной продукцией. В первой части мы рассмотрим CPU и SoC на базе зарубежных архитектур, а во второй обратимся к собственным разработкам. В обзор включены только наиболее интересные и заметные решения, а также несколько оригинальных архитектур и DSP. Вся информация получена из открытых источников, а некоторые технические нюансы опущены или осознанно упрощены для простоты понимания.

Рекомендуем к прочтению

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*

code

Adblock detector