Elbrus ოპერაციული სისტემა და Elbrus სერიის მიკროპროცესორები ბორტ რეალურ დროში სისტემებში ევგენი კრავცუნოვი, კონსტანტინე ტრუშკინი

შვედი ფინეთიდან.

არა, არ არის კარგი, შესაძლებელია მარტო ყოფნა, მაგრამ საუბარში ორი ადამიანი მონაწილეობს, ამიტომაც ორი ადამიანი გადაწყვეტს, არავინ მოგცათ ორივეს გადაწყვეტის უფლება.

რაღაცნაირად უკვე ვუპასუხე. კიდევ ერთხელ გავიმეორებ: ჩემს კონტაქტების წრეში მყავს ადამიანები, რომლებიც მუშაობენ უსაფრთხოების სისტემებზე როგორც თავდაცვის ინდუსტრიაში, ასევე საბანკო გარემოში. ყველამ ერთხმად მიპასუხა, რომ სისტემის თავდამსხმელის სიძლიერე ყოველთვის უფრო მეტია, ვიდრე თავდაცვის. ჩემს სოციალურ წრეს აქვს გამოცდილება 5 წლიდან 40 წლამდე.

რაც შეეხება სწრაფ შესწავლას, მე მოვიყვან ერთ რეალურ მაგალითს:

„ცხრაწლიანი შეცდომა დაფიქსირდა Linux ოპერაციული სისტემის ბირთვში. დეველოპერებმა ყურადღება არ მიაქციეს დაუცველობას, რადგან თვლიდნენ, რომ მას არ ჰქონდა პრაქტიკული გამოყენება. თუმცა, აღმოჩნდა, რომ მისი დახმარებით მომხმარებელს შეუძლია მოიპოვოს root უფლებები და საფრთხე შეუქმნას მთელი სისტემის უსაფრთხოებას. ამის შესახებ პორტალი Github იტყობინება.

Linux-ის შემქმნელის Linus Torvalds-ის თქმით, მან აღმოაჩინა Dirty COW დაუცველობა დაახლოებით თერთმეტი წლის წინ. ტორვალდმა გაასწორა ის, მაგრამ 2007 წელს Linux-ის ბირთვი განახლდა სხვა დეველოპერმა და შეცდომა დაბრუნდა.

უთვალავი სიტუაციაა შესაძლებელი. შეცდომა bug_on-ით აღმოაჩინეს და გამოსწორდა კიდევ უფრო უარესად, ვიდრე შეცდომით იყო. დრო გადის აღმოჩენებს შორის, სწორედ ამ დროს შეიძლება გამოიყენებოდეს სისტემა პირადი სარგებლობისთვის. ვიმეორებ, გახსნილობა არ ერევა სანიშნეში.

რა ფონდი? Linux ფონდი.

შენ მე არ მიცნობ, ამიტომ შენს აზრს ჩემზე მნიშვნელობა არ აქვს.

ვინ იღებს საბოლოო გადაწყვეტილებას ცვლილებების განხორციელების და საცავებში გაგზავნის შემდეგ, ვინ ხელმძღვანელობს Linux-ის შემდგომ განვითარებას და პოპულარიზაციას? დიახ, დიახ, შემქმნელისა და მთავარი ფიგურების უკან.

მე არაფერს ვიტყვი კორპორატიული შეთქმულების შექმნის შესაძლებლობაზე, რაც ისტორიაში არაერთხელ მომხდარა. კორპორაციები მიიღეს სასჯელი, მაგრამ ეს ყოველთვის ნაკლები იყო იმ მოგებაზე, რომელიც მათ მიიღეს კარტელის შეთქმულების წყალობით. ისევ და ისევ, ყოველთვის არის დრო მათ აღმოჩენამდე. თავად ლინუსის ბიოგრაფიისა და ქცევის შესწავლისას შეიძლება გაიგოს, რომ ის არაჩვეულებრივი და ინტელექტუალური ადამიანია. მისი ხუმრობებიც კი არასტანდარტულია, მაგრამ ყველა ხუმრობაში იუმორის მარცვალია.

ბოლო მცდელობა, რომ აგიხსნათ თანამედროვე თავისუფლება. ვიღაც ყოველთვის აკონტროლებს თავისუფლებას და აკონტროლებს მის განხორციელებას. რეალობა ამაზეა დამოკიდებული ვინმეზე.

გაეროში ნებისმიერ ქვეყანას აქვს უფლება გამოხატოს თავისი გზავნილები. ეს არის თავისუფლება. მაგრამ გაეროს შენობა მდებარეობს შტატებში და ხელისუფლებას შეუძლია აკრძალოს გარკვეული არასასურველი პირების ქვეყანაში შესვლა სხვადასხვა მიზეზის გამო. ანუ არის თავისუფლება, მაგრამ შეზღუდული და კონტროლირებადი. თქვენ თვითონაც ხედავთ, როგორ შეიძლება ერთ პრობლემას სხვანაირად შეხედონ და არ აღიარონ ხალხი, საბოლოოდ ჩამოართვათ თქვენი უფლებები. გესმით მნიშვნელობა? იქნებ ავხსნა რელიგიის მაგალითით. ქრისტიანობას ჰყავს უფრო ძველი წინამორბედი, რომელმაც საფუძველი ჩაუყარა დოგმების სახით, რომლებიც აისახება ქრისტიანობის თითქმის ყველა ფილიალში. ეს ფილიალები ჰგავს Linux-ის აშენებას თითოეული საზოგადოებისთვის, მაგრამ საფუძველი საერთოა. და მისი იპოთეკარები აკონტროლებენ ამ ფონდს ცალკე სტრუქტურაში. არსებობს რელიგიების სხვა მოძრაობები თანაბრად უძველესი ისტორიით, საკუთარი განშტოებებით.

მესმის რასაც მწერ. პრობლემა ის არის, რომ თქვენ არ გესმით რაზე ვწერ, როცა ამას "სისულელეს" ვუწოდებ. მაგრამ ეს ჩემი პრობლემა აღარ არის.

პროცესორმა გაიარა სახელმწიფო ტესტები 2014 წლის მარტში საათის სიხშირე 800 MHz 4 ბირთვი L2$ 8 მბ, 23 ოპერაცია/ციკლი თითო ბირთვზე 3 მეხსიერების არხი DDR ინტერპროცესორული არხი (16 GB/s) 1 IO-link არხი (4 GB/s) გაუმჯობესება მიკრო არქიტექტურაში ტრანზისტორების რაოდენობა – 968 მილიონი დენის გაფრქვევა – ~45 W ტექნოლოგია – 65 ნმ, ლითონის 9 ფენა კრისტალური ფართობი მმ 2 Elbrus-4S

პროცესორმა დაასრულა მდგომარეობა. ტესტირებულია 2014 წ. საათის სიხშირე 300 MHz, 2 Elbrus ბირთვი L2$ 2 * 1 MB 2 DDR ინტერპროცესორული არხი (თითოეული 4 გბ/წმ) 2 IO-ლინკი არხი (2 გბ/წმ) ტრანზისტორების რაოდენობა: 300 მილიონი დენის გაფრქვევა : ~20 W ტექნოლოგია: 90 ნმ, ლითონის 10 ფენა კრისტალური ფართობი: 320 მმ 2 წარმოება Mikron Elbrus-2SM ქარხანაში

KPI საათის სიხშირე – 250 MHz 2 I/O არხი (2 * 1 GB/s). ინტერფეისები PCI Express 1.0a x8 PCI 2.3 (33/66 MHz, 32/64 ბიტი) Gigabit Ethernet, 4 * SATA 2.0, 2 * USB 2.0 RS 232/485, IEEE1284, აუდიო, SPI, I2C, GPIO 3 ნომერი მილიონი სიმძლავრის გაფანტვა – 5 W ტექნოლოგია – 0,13 მიკრონი, ლითონის 9 ფენა კრისტალის ზომა – 10,6 x 10,6 მმ

ასინქრონული წინასწარი პეიჯინგი მონაცემთა ასინქრონული პეიჯინგის ერთეული (AAU) ასინქრონული პროგრამა მე-2 დონის ქეში (L2$) ოპერატიული მეხსიერება ფაილის რეგისტრაცია (RF) მთავარი პროგრამა არითმეტიკული ლოგიკური ერთეულები (ALU) წინასწარი პეიჯინგის ბუფერი. მონაცემთა პეიჯინგი (APB) მონაცემთა ასინქრონული მონაცემთა მისამართები ითვლის მისამართებს პეიჯინგი მონაცემები მართავს სინქრონულ მონაცემთა პეიჯინგის

lin.uch-ის პიკური შესრულება. მარყუჟები Int (8) / FP (9) / St (2) / Ld (4) პრედიკატის დამუშავება კონტროლის გადაცემა ლიტერალური დატვირთვა 32/64- 4/2 + ასინქრონული დატვირთვა RF- 4-ში + მისამართის არითმეტიკა- 4 + მარყუჟის მრიცხველის დამუშავება სულ :18/16 23

SPEC CPU2000FP

2015 წელი: Elbrus-8S 1.3 GHz 8 ბირთვიანი Elbrus 250 Gigaflops L2$ 8*512KB, L3$ 16 MB 4 DDR მეხსიერების არხების ინტერპროცესორი. არხები 16 გბ/წმ 1 არხი IO-ლინკი (16 გბ/წმ) 320 მმ 2, 2,7 მილიარდი ტრანზისტორი 28 ნმ, ენერგიის მოხმარება ~ 60 ვტ მიღებული პირველი საინჟინრო ნიმუშები

2015 წელი: KPI-2 1 არხის IO-ლინკი (16 გბ/წმ) PCI Express 2.0 x20 3 * გიგაბიტიანი Ethernet 8 * SATA * USB * GPIO... ტექნოლოგია 65 ნმ ენერგიის მოხმარება 12 ვტ მიღებული პირველი საინჟინრო ნიმუშები

სერვერი ოთხ Elbrus-8S პროცესორზე დაფუძნებული 4 Elbrus-8S პროცესორი South Bridge KPI-2 ოპერატიული მეხსიერება 256 გბ-მდე თითო სერვერზე ინტერფეისები: SATA 3.0 – 8 არხი, გიგაბიტი Ethernet – 3 არხი, PCI Express 2.0 x20, PCI, ურთიერთდაკავშირების ქეისის სიმაღლე 1U სერვერის სიმძლავრე – 1 ტერაფლოპი 40 ტერაფლოპი თაროზე Elbrus-8S სერვერის Breadboard ოთხპროცესორიანი სერვერის ნიმუში

Gflops SP TSMC Micron Elbrus-4S 65 nm, 4th 50GF Elbrus-8S 28 nm, 8th 250GF Elbrus-16S 16 nm, 8…16th 0.5 ... 1TF Elbrus-32S 10 nm 4,SM45,T 0 GF Elbrus-8SM 32 nm, 8th 250GF საგზაო რუკა Elbrus-2SM 90 nm, 2nd 10GF Elbrus-1C+ 40 nm, 1st + GPU 24GF „M“ ინდექსი (მწვანეში) აღნიშნავს მოდელებს, რომლებიც დაგეგმილია წარმოებისთვის შიდა მიკრონოგრადის ქარხანაში (Z )

„დაცული რეჟიმი“: შეცდომის კონტროლი შესრულებისას აპარატურა აკონტროლებს პროგრამის შეცდომებს მეხსიერებასთან მუშაობისას და უზრუნველყოფს მაჩვენებლების მთლიანობას. მონაცემები არამისამართებულ მონაცემებზე წვდომა თითქოს ინდექსის სახით შედეგი: პროგრამისტის პროდუქტიულობის გაზრდა - სიდიდის მიხედვით საიმედო პროგრამების შექმნის შესაძლებლობა, რომლებიც მდგრადია კიბერშეტევების მიმართ. პროგრამის სიჩქარის შენელება - დაახლოებით 20%

Elbrus დაცული რეჟიმი. აღწერის სტრუქტურა 32 bit40 bit32 bit24 bit8 bit ამჟამინდელი პოზიცია ბაზის საზღვრის სიცოცხლის ხანგრძლივობა + სერვისის ბიტები ტეგები 128 ბიტი 32 ბიტი 2 ბიტი მონაცემები ან დესკრიპტორის ნაწილი ტეგების აღმწერი: ტეგის მნიშვნელობები: 00 - არაინიციალირებული 10 - მონაცემები, 01 და 11 ნაწილის აღწერილობა მანქანური სიტყვის მეხსიერებაში:

„დაცული რეჟიმი“: შესრულების დროს შეცდომის კონტროლი ჩვეულებრივ კომპიუტერზე პროგრამების შესრულება ჰგავს გზატკეცილზე მარკირებას. სანამ ყველა პროგრამა მუშაობს შეცდომების გარეშე "წესების მიხედვით", ყველაფერი კარგად მუშაობს... ... მაგრამ თუ თქვენ დაარღვევთ წესებს, მთელი კომპიუტერის უსაფრთხოება რისკის ქვეშ იქნება იძლევა "მყარი სადენიანი" გარანტიას, რომ ყველა სწორად მომუშავე პროგრამა უსაფრთხო იქნება

Elbrus OS იყენებს Debian პაკეტის სტრუქტურას, პორტირებულია 3000-ზე მეტი საბაზისო პაკეტი Debian 5.0 (Lenny) ნაკრებიდან და მრავალი სხვა, მათ შორის: LibreOffice 3.6 Firefox PostgreSQL 9.2 Qt 5.0 Linux-ის ბირთვზე დაფუძნებული ჩაშენებული რეალურ დროში მხარდაჭერა ორობითი აპლიკაციის ჯვარედინი მთარგმნელი: - არქიტექტურული ფენა x86 ვირტუალიზაცია Elbrus, თავსებადი WINE ემულატორის განვითარების ინსტრუმენტებთან – C/C++/Fortran შემდგენელები, Java მანქანა (OpenJDK 6)

ოპერაციული სისტემა (OS)- ნებისმიერი კომპიუტერული კომპლექსის (VC) პროგრამული უზრუნველყოფის ყველაზე მნიშვნელოვანი ნაწილი. OS არის კონტროლისა და დამუშავების პროგრამების ერთობლიობა, რომელიც, ერთის მხრივ, მოქმედებს როგორც ინტერფეისი კომპიუტერულ კომპლექსურ მოწყობილობებსა და აპლიკაციის პროგრამებს შორის, ხოლო მეორეს მხრივ, შექმნილია კომპიუტერული მოწყობილობების, გამოთვლითი პროცესების გასაკონტროლებლად, გამოთვლითი რესურსების ეფექტურად განაწილებისთვის. გამოთვლითი პროცესები და საიმედო გამოთვლების ორგანიზება.

MCST კომპანიამ შექმნა, ინარჩუნებს და მუდმივად ავითარებს ოპერაციულ სისტემას VK-სთვის SPARC და Elbrus არქიტექტურით. OS "ელბრუსი". ის ეფუძნება ბირთვს Linux 2.6.33. Elbrus OS უზრუნველყოფს მრავალფუნქციური და მრავალ მომხმარებლის მუშაობის რეჟიმებს. მისთვის შემუშავებულია პროცესების, ვირტუალური მეხსიერების, შეფერხებების, სიგნალების, სინქრონიზაციისა და ტეგირებული გამოთვლების მართვის სპეციალური მექანიზმები.

ელბრუსის სერიის VC-ის მრავალ კრიტიკულ სისტემაში გამოსაყენებლად, ფუნდამენტური სამუშაო გაკეთდა ტრანსფორმაციისთვის Linux OSოპერაციულ სისტემაში, რომელიც მხარს უჭერს რეალურ დროში რეჟიმს, რისთვისაც მიმდინარე ოპტიმიზაცია განხორციელდა ბირთვში. რეალურ დროში მუშაობის დროს შეგიძლიათ დააყენოთ სხვადასხვა რეჟიმი გარე შეფერხებების დამუშავებისთვის, გამოთვლების დაგეგმვისთვის, დისკის დისკებთან გაცვლის და სხვა.

Elbrus OS მოიცავს მომხმარებლის ინტერფეისის მხარდაჭერის ძირითად ინსტრუმენტებს:

• ბრძანების ხაზის ინტერფეისის მხარდაჭერის ინსტრუმენტები (იგივე „კონსოლი“). მიეცით ოპერატორს VK–თან მუშაობის უნარი ტექსტურ რეჟიმში ბრძანებების ნაკრების გამოყენებით და ტექსტური შეტყობინებების მიღება ოპერაციული სისტემიდან და გაშვებული აპლიკაციებიდან;
• დაარქივების ხელსაწყოები რამდენიმე ფაილის ერთ არქივში ან არქივების სერიაში გაერთიანებისთვის (მონაცემების შეკუმშვის ჩათვლით), რაც უზრუნველყოფს საკომუნიკაციო არხებით ან შენახვის მარტივად გადაცემას;
• პროგრამული უზრუნველყოფის განვითარების ინსტრუმენტები. უზრუნველყოს პროგრამული უზრუნველყოფის განვითარებისა და მხარდაჭერის პროცესი. ესენია ასამბლერები, მთარგმნელები, შემდგენელები, ლინკერები (ბმულის რედაქტორები), ასამბლერები, წინასწარი პროცესორები, დებუგერები, ტექსტის რედაქტორები, ქვეპროგრამის ბიბლიოთეკები, ვერსიების კონტროლის ხელსაწყოები, დოკუმენტაციის ხელსაწყოები;
• დავალების დაგეგმვის ხელსაწყოები - საშუალებას გაძლევთ მიუთითოთ ოპერაციული სისტემა, რა მოქმედებები, რა დროს და რა სიხშირით უნდა შესრულდეს.

ძირითადის გარდა, მომხმარებლის ინტერფეისში დაინერგა მრავალი ინსტრუმენტი, რომელიც მხარს უჭერს ფუნქციური პროგრამული უზრუნველყოფის შექმნას.

GUI მხარდაჭერის ინსტრუმენტები შეიცავს გრაფიკული სისტემის ძირითად კომპონენტებს ქორგ, ასევე სხვადასხვა დამხმარე ბიბლიოთეკების კომპლექტი, მათ შორის GTK+ და ქტ.

OS-ის საფუძველია ბიბლიოთეკა. გლიბკ - (GNUCბიბლიოთეკა) - თავისუფლად განაწილებული ბიბლიოთეკა თან. უზრუნველყოფს სისტემურ ზარებს და ძირითად ფუნქციებს, როგორიცაა გახსნა, მალოკი, printfდა ა.შ. ბიბლიოთეკა Cგამოიყენება ყველა დინამიურად დაკავშირებული პროგრამისთვის. გლიბკგამოიყენება სისტემებზე, რომლებიც მუშაობენ სხვადასხვა OS-ზე და სხვადასხვა არქიტექტურაზე. Ყველაზე ხშირად გლიბკგამოიყენება x86 მანქანებზე OS-ით Linux. არქიტექტურა ასევე ოფიციალურად არის მხარდაჭერილი SPARCდა "ელბრუსი".

ბიბლიოთეკა glibc, მოწოდებული, როგორც Elbrus OS-ის ნაწილი, ეფუძნება GNU glibcვერსია 2.7. იგი შედგება ორი ნაწილისაგან:

• სათაურის ფაილები, რომლებიც განსაზღვრავენ ტიპებსა და მაკროებს და აცხადებენ ცვლადებსა და ფუნქციებს;
• ფაქტობრივი ბიბლიოთეკა ან არქივი, რომელიც შეიცავს ცვლადების და ფუნქციების განმარტებებს. იგი შედგება რამდენიმე ფაილისგან, რომლებშიც ფუნქციები გაერთიანებულია ზოგიერთი მახასიათებლის მიხედვით (მაგალითად, libm.a - მათემატიკური ფუნქციების არქივი).

კომპაქტური ბიბლიოთეკა უზრუნველყოფილია დაცულ რეჟიმში გაშვებული პროგრამების მხარდასაჭერად. libmcst , რომელიც უზრუნველყოფს მეხსიერების ფუნქციებს და I/O მხარდაჭერას libc core ბიბლიოთეკის დონეზე.

ჩაშენებულია Elbrus ოპერაციული სისტემის ბირთვში ინფორმაციის უსაფრთხოების ინსტრუმენტების ნაკრები (ICSI) არაავტორიზებული წვდომისგან (NSD). Elbrus OS ICSI-ის სრული ფუნქციონირება უნდა უზრუნველყოფდეს ინფორმაციის დაცვის საჭირო დონეს არაავტორიზებული წვდომისგან, როდესაც კომპიუტერი მუშაობს სპეციალიზებული ავტომატური სისტემების ნაწილად. ICSI ხორციელდება სისტემური ზარების, ქვეპროგრამის ბიბლიოთეკებისა და სისტემის კონფიგურაციის გამოყენებით.

KSZI NSD OS "Elbrus"-დან იძლევა შესაძლებლობას გამოიყენოს "Elbrus" სერიის კომპიუტერული ტექნოლოგია (CT), როგორც კომპიუტერის ნაწილი ავტომატური სისტემების შესაქმნელად. ამ შემთხვევაში, SVT:

ა) აკმაყოფილებს რუსეთის ფედერაციის პრეზიდენტთან არსებული RD სახელმწიფო ტექნიკური კომისიის NSD-ისგან დაცვის მე-2 კლასის მოთხოვნებს;

ბ) დაუშვას HIF SVT-ის სერტიფიცირება არადეკლარირებული შესაძლებლობების კონტროლის მე-2 დონეზე, რუსეთის ფედერაციის პრეზიდენტთან არსებული სახელმწიფო ტექნიკური კომისიის RD-ის შესაბამისად.

ამისთვის არსებული მომხმარებლების მხარდაჭერააგრძელებს Elbrus OS დისტრიბუციების მხარდაჭერაბირთვით Linux 2.6.14. Elbrus OS-ის გარდა, MCST აწვდის და მხარს უჭერს OS WSWSბირთვით Linux 2.4.25 VC "Elbrus-90micro"-სთვის და OS MSVS ბირთვით Linux 2.6.14 VK "Elbrus-3M1"-სთვის. Elbrus-90micro VK სერია ასევე მხარს უჭერს OS_E90 ოპერაციულ სისტემას დაფუძნებული სოლარისი 2.5.1.

Რეალური დრო.

Elbrus OS შეიქმნა MCST-ის მიერ SPARC და Elbrus არქიტექტურის მქონე კომპიუტერებისთვის Linux 2.6.33 ბირთვზე. ოპერაციული სისტემა უზრუნველყოფს მრავალ ამოცანების და მრავალ მომხმარებლის მუშაობის რეჟიმებს. მისთვის შემუშავებულია პროცესების, ვირტუალური მეხსიერების, შეფერხებების, სიგნალების, სინქრონიზაციისა და ტეგირებული გამოთვლების მართვის სპეციალური მექანიზმები.

Elbrus OS მოიცავს მომხმარებლის ინტერფეისის მხარდაჭერის ძირითად ინსტრუმენტებს:

• ბრძანების ხაზის ინტერფეისის მხარდაჭერის ხელსაწყოები (კონსოლი). მიეცით ოპერატორს VK–თან მუშაობის უნარი ტექსტურ რეჟიმში ბრძანებების ნაკრების გამოყენებით და ტექსტური შეტყობინებების მიღება ოპერაციული სისტემიდან და გაშვებული აპლიკაციებიდან;
• დაარქივების ხელსაწყოები რამდენიმე ფაილის ერთ არქივში ან არქივების სერიაში გაერთიანებისთვის (მონაცემების შეკუმშვის ჩათვლით), რაც უზრუნველყოფს საკომუნიკაციო არხებით ან შენახვის მარტივად გადაცემას;
• პროგრამული უზრუნველყოფის განვითარების ინსტრუმენტები. უზრუნველყოს პროგრამული უზრუნველყოფის განვითარებისა და მხარდაჭერის პროცესი. ესენია ასამბლერები, მთარგმნელები, შემდგენელები, ლინკერები (ბმულის რედაქტორები), ასამბლერები, წინასწარი პროცესორები, დებუგერები, ტექსტის რედაქტორები, ქვეპროგრამის ბიბლიოთეკები, ვერსიების კონტროლის ხელსაწყოები, დოკუმენტაციის ხელსაწყოები;
• დავალების დაგეგმვის ინსტრუმენტები - საშუალებას გაძლევთ მიუთითოთ ოპერაციული სისტემა, რა მოქმედებები, რა დროს და რა სიხშირით უნდა შესრულდეს.

ძირითადის გარდა, მომხმარებლის ინტერფეისში დაინერგა მრავალი ინსტრუმენტი, რომელიც მხარს უჭერს ფუნქციური პროგრამული უზრუნველყოფის შექმნას.

GUI მხარდაჭერის ინსტრუმენტები შეიცავს Xorg გრაფიკული სისტემის ძირითად კომპონენტებს, ასევე სხვადასხვა დამხმარე ბიბლიოთეკების კომპლექტს, მათ შორის GTK+ და .

OS-ის საფუძველია Glibc ბიბლიოთეკა - (GNU C Library) - თავისუფლად განაწილებული C ბიბლიოთეკა უზრუნველყოფს სისტემის ზარებს და ძირითად ფუნქციებს, როგორიცაა open, malloc, printf და ა.შ. C ბიბლიოთეკა გამოიყენება ყველა დინამიურად დაკავშირებული პროგრამისთვის. Glibc გამოიყენება სისტემებზე, რომლებიც მუშაობენ სხვადასხვა OS-ზე და სხვადასხვა არქიტექტურაზე. Glibc ყველაზე ხშირად გამოიყენება x86 მანქანებზე, რომლებიც მუშაობენ Linux-ზე. SPARC და Elbrus არქიტექტურები ასევე ოფიციალურად არის მხარდაჭერილი.

glibc ბიბლიოთეკა, მოწოდებული, როგორც Elbrus OS-ის ნაწილი, დაფუძნებულია GNU glibc ვერსია 2.7-ზე. იგი შედგება ორი ნაწილისაგან:

• სათაურის ფაილები, რომლებიც განსაზღვრავენ ტიპებსა და მაკროებს და აცხადებენ ცვლადებსა და ფუნქციებს;
• ფაქტობრივი ბიბლიოთეკა ან არქივი, რომელიც შეიცავს ცვლადების და ფუნქციების განმარტებებს. იგი შედგება რამდენიმე ფაილისგან, რომლებშიც ფუნქციები გაერთიანებულია ზოგიერთი მახასიათებლის მიხედვით (მაგალითად, libm.a - მათემატიკური ფუნქციების არქივი).

დაცულ რეჟიმში გაშვებული პროგრამების მხარდასაჭერად, მოწოდებულია კომპაქტური libmcst ბიბლიოთეკა, რომელიც უზრუნველყოფს მეხსიერების ფუნქციებს და I/O მხარდაჭერას საბაზისო libc ბიბლიოთეკის დონეზე.

საამაყო სახელით "ელბრუსი" გამოვიდა სუპერკომპიუტერების სერია, რომელიც შეიმუშავა საბჭოთა მეცნიერმა ვსევოლოდ სერგეევიჩ ბურცევმა (70-80-იანი წლები).).

ამ კომპიუტერებმა შეიტანეს მრავალი ინოვაცია კომპიუტერის თეორიაში, როგორიცაა სუპერსკალარულობა (ერთზე მეტი ინსტრუქციის დამუშავება საათის ციკლზე), უსაფრთხო პროგრამირების განხორციელება ტექნიკის მონაცემთა ტიპებით და მრავალი ინსტრუქციის პარალელური დამუშავება. მაგრამ საბჭოთა სუპერკომპიუტერების მთავარი მახასიათებელი იყო მათი ფოკუსირება მაღალი დონის ენებზე. საბჭოთა წარმოშობის ამერიკელმა მეცნიერმა ვლადიმერ მესტილავოვიჩ პენტკოვსკიმ, რომელიც მონაწილეობდა ელბრუსის განვითარებაში, შექმნა მაღალი დონის პროგრამირების ენა El-76.

საბჭოთა გამოთვლითი მანქანების მოცულობის გაუმჯობესების გარდა, კომპიუტერი გახდა საფუძველი 64-ბიტიანი უნივერსალური მიკროპროცესორების "Elbrus 4-C" და შემდეგი თაობის "Elbrus 8-C" შესაქმნელად. მათ გააზავეს ამერიკული მწარმოებლების Intel, AMD და IBM ბაზარი. ადგილობრივი განვითარება და პროცესორების წარმოება განპირობებული იყო თავდაცვის ინდუსტრიისთვის საკუთარი გადაწყვეტილებების პოვნის აუცილებლობით, სადაც საშინაო მოწყობილობების გამოყენება უფრო სასურველია.

განვითარების ისტორია

Elbrus კომპიუტერული არქიტექტურის განვითარება დაიწყო 70-იან წლებში ITMiVT im. ლებედევა. დეველოპერების წინაშე დადგა ამოცანა, შეექმნათ გამოთვლითი სისტემა 100 მილიონი ოპ/წმ. ბურცევი მუშაობდა კომპიუტერული კონტროლისა და დიზაინის სისტემაზე და გახდა პროექტის მთავარი დიზაინერი.

1980 წელს Elbrus-1-მა, საერთო პროდუქტიულობით 15 მილიონი ოპ/წმ, წარმატებით გაიარა სახელმწიფო ტესტები. ეს იყო პირველი კომპიუტერი საბჭოთა კავშირში, რომელიც აშენდა TTL მიკროსქემების ბაზაზე. აპარატის განსაკუთრებული მახასიათებელი იყო მისი მასშტაბირებადი არქიტექტურა, რომელიც მხარს უჭერდა 10-მდე პროცესორის ერთდროულ მუშაობას. ოპერატიული მეხსიერება 64 მბ-ს მიაღწია (220 მანქანა სიტყვა). პერიფერიულ მოწყობილობებსა და RAM-ს შორის მონაცემთა ნაკადების გადაცემის ორგანიზება განხორციელდა სპეციალური შეყვან-გამომავალი პროცესორების გამოყენებით. სისტემაში შეიძლება იყოს დაახლოებით 4 ასეთი პროცესორი და მათ ჰქონდათ საკუთარი მეხსიერება, რომლებიც მუშაობდნენ ცენტრალურ პროცესორთან პარალელურად.

Elbrus-1 გამოიყენებოდა მრავალ სამხედრო სისტემაში - რაკეტსაწინააღმდეგო თავდაცვა, კოსმოსური კონტროლის ცენტრი და ა.შ.

ელბრუსის კომპიუტერის შემუშავების შემდეგი ეტაპი იყო პირველი მოდელის არქიტექტურის ახალ ელემენტის ბაზაზე გადატანა. ამრიგად, წარმოიშვა Elbrus-2, რომელიც დაფუძნებული იყო ELS ინტეგრირებულ სქემებზე. მისმა პროდუქტიულობამ მიაღწია 125 მილიონ ოპ/წმ-ს. გაიზარდა ოპერატიული მეხსიერების მოცულობაც - 144 მბ-მდე. საათის სიხშირე 20 MHz-ს აღწევდა.

1985 წელს Elbrus-2 შევიდა მასობრივ წარმოებაში. იგი გამოიყენებოდა იმ ადგილებში, სადაც დიდი გამოთვლები იყო საჭირო. კომპიუტერი ასევე აქტიურად გამოიყენებოდა თავდაცვის ინდუსტრიაში, კოსმოსური ფრენების კონტროლის ცენტრში და ბირთვულ კვლევით ცენტრებში (არზამას-16, ჩელიაბინსკ-70). 1991 წლიდან კომპიუტერი მუშაობს A-135 სარაკეტო თავდაცვის სისტემაში და სხვა სამხედრო ობიექტებზე.

სუპერკომპიუტერებთან ერთად, ასევე შეიქმნა Elbrus 1-KB ზოგადი დანიშნულების კომპიუტერი (1988). ამ მანქანებმა შეცვალეს BESM-6, რომლითაც მათ ჰქონდათ სრული ჩამორჩენილი პროგრამული თავსებადობა. მას დაემატა ახალი ოპერაციული რეჟიმი ნომრების და მისამართების გაზრდილი ბიტის სიღრმით.

BESM-6-ისა და Elbrus 1-KB-ის შედარებითი მახასიათებლები

შემდეგი გამოვიდა "Elbrus-3", რომელშიც დეველოპერებმა პირველად განახორციელეს "პოსტ-სუპერსკალარული" მიდგომა. ეს კომპიუტერი შეიქმნა 1986 წლიდან 1994 წლამდე. ITMiVT-ის თანამშრომლები საბჭოთა მეცნიერის ბორის არტაშესოვიჩ ბაბაიანის ხელმძღვანელობით.

Elbrus-3 არ შევიდა მასობრივ წარმოებაში, მაგრამ მისი არქიტექტურა გახდა Elbrus 2000 და Elbrus-3M1 მიკროპროცესორების განვითარების საფუძველი.

ელბრუსის სერია დაფასდა საბჭოთა ხელმძღვანელობის მიერ. დეველოპერებმა Babayan, Burtsev, Bardizh მიიღეს ჯილდოები და ორდენები. სამუშაოს დარჩენილ მონაწილეებს სახელმწიფო პრემიებიც გადაეცათ.

MCST პროცესორების ერა

რუსული კომპანია MCST დაარსდა 1992 წელს Elbrus-3-ის განვითარების გუნდის ბაზაზე. იგი გახდა მოსკოვის SPARC Technologies LLP ცენტრის (აქედან სახელწოდება MCST) კანონიერი მემკვიდრე. აბრევიატურა SPARC მოვიდა MCST-ის მთავარი პარტნიორისგან, ამერიკული კორპორაციის Sun Microsystems-ისგან, რომელიც ხელს უწყობს SPARC არქიტექტურის მქონე კომპიუტერებს.

MCST აწარმოებდა მიკროპროცესორებს SPARC არქიტექტურით (MCST-R100, MCST-R150, MCST-R500 და MCST-R500S) და მათ საფუძველზე შექმნა გამოთვლითი სისტემები. მაგრამ 2007 წელს გამოვიდა ამავე სახელწოდების Elbrus პროცესორი. მოწყობილობის პიკმა შესრულებამ 64-ბიტიან რეჟიმში მიაღწია 2.4 GFLOPS-ს. ოპერაციული საათის სიხშირე იყო 300 MHz. პროცესორს ჰქონდა 75,8 მილიონი ტრანზისტორი. დენის გაფრქვევა 6 ვტ.

პროცესორის საფუძველზე შეიქმნა Elbrus-3M1 კომპიუტერული კომპლექსი, რომელიც გამოიყენება თავდაცვის ინდუსტრიისთვის. ეს კომპლექსი უზრუნველყოფილი იყო უსაფრთხო ოპერაციული სისტემით MSVS-E (შეიარაღებული ძალების მობილური სისტემა), რომელიც დაფუძნებულია Linux ვერსიაზე 2.6.14. Elbrus-3M1 იყო უკან თავსებადი პირველ და მეორე Elbrus-თან.

გამოთვლით კომპლექსს ჰქონდა ორი დიზაინის ვარიანტი - სერვერული, რომელიც შეიძლება გამოვიყენოთ დესკტოპად და CompactPCI (სისტემის ავტობუსი) ვერსია. სერვერის ვერსია დაფუძნებული იყო UV 3M1 კომპიუტერის მოწყობილობაზე. CompactPCI-ის შემთხვევაში, Elbrus-3M1 დაიკავა Euromechanics 6U ფორმატის ორი მოდული. ორივე ვერსიის აპარატურა აღჭურვილი იყო ქსელური აღჭურვილობით ულტრა მაღალსიჩქარიანი გაცვლისთვის მსგავსი გამოთვლითი სისტემებით.

2010 წელს ChipEXPO-2010 და Softool-ის გამოფენებზე Elbrus-S system-on-chip წარუდგინეს საზოგადოებას. ამ პროცესორში გაიზარდა ტრანზისტორების რაოდენობა - 218 მილიონამდე. საათის სიხშირე ასევე გაიზარდა 500 MHz-მდე და გაიზარდა პიკური შესრულება: 4 GFLOPS-მდე 64-ბიტიან რეჟიმში და 8 GFLOPS-მდე 32-ბიტიან რეჟიმში.

Elbrus-S-თან ერთად წარმოდგენილი იყო პერიფერიული ინტერფეისის კონტროლერი (PIC).

2011 წელს MCST-მა წარმოადგინა შემდეგი თაობის ორბირთვიანი პროცესორი Elbrus-2C+. გარდა 2 ძირითადი ბირთვისა (ელბრუსის არქიტექტურა), რომლებიც მუშაობენ საათის სიხშირეზე 500 MHz, მოდელი ასევე მოიცავდა ჩაშენებული ციფრული სიგნალის პროცესორის 4 დამატებით ბირთვს (Multicor არქიტექტურა). პროცესორს დაემატა შემავალი/გამომავალი არხი, რომლითაც შესაძლებელია სხვა KPI-ს დაკავშირება. Elbrus-2C+-მა ასევე დაამატა DDR2 მეხსიერების მხარდაჭერა 800 MHz ეფექტური სიხშირით. პროცესორის შესრულება გაიზარდა - 28 GFLOPS-მდე 32-ბიტიან რეჟიმში. ტრანზისტორების რაოდენობამ 368 მილიონს მიაღწია.

დეველოპერებმა განახორციელეს C ენის შემდგენელის ვერსია DSP ბირთვების კოდის რეპროდუცირებისთვის და ეფექტური ურთიერთქმედების დასამყარებლად CPU ბირთვებზე მთავარ პროგრამასა და DSP-ზე მოქმედებებს შორის.

შემქმნელების გათვლებით, Elbrus-2C+ უნდა გამოეყენებინათ ციფრული ინტელექტუალური სიგნალის დამუშავების სისტემებში (რადარები, გამოსახულების ანალიზატორები და ა.შ.). მაგრამ პროცესორები უფრო ადაპტირებული აღმოჩნდა სამოქალაქო ამოცანებისთვის. მაგალითად, Kraftway-მა გამოუშვა ელბრუს-2C+ კრისტალებზე დაფუძნებული ყველა-ერთში კომპიუტერების სატესტო სერია.

პროცესორი "Elbrus-4S"

2014 წლის აპრილში კომპანიამ წარადგინა გაუმჯობესებული ოთხბირთვიანი Elbrus-4C პროცესორები.

Elbrus-4S-ის ტექნიკური მახასიათებლები

უპირველეს ყოვლისა, ყურადღება უნდა მიაქციოთ პროცესორის წარმოების 65 ნმ ტექნოლოგიურ პროცესზე გადასვლას. ასევე გაიზარდა საათის სიხშირე და RAM არხების გამტარუნარიანობა. ამ და სხვა გაუმჯობესებამ მნიშვნელოვნად იმოქმედა ახალი პროცესორების მუშაობაზე. თითოეულ ბირთვს შეუძლია შეასრულოს 23-მდე ოპერაცია ერთი საათის ციკლში. მცურავი წერტილის ოპერაციებში, ოთხი ბირთვის პიკური თეორიული შესრულება არის დაახლოებით 50 GFLOPS ერთჯერადი სიზუსტით და 25 GFLOPS ორმაგი სიზუსტით. თუ შევადარებთ წინა Elbrus-2C+ მოდელს, მაშინ 64-ბიტიან რეჟიმში ის სამჯერ მეტია. ახალ პროცესორში უფრო რთულ კრისტალს, რომელიც შეიცავს 986 მილიონ ტრანზისტორს, აქვს გამოსაყენებელი ფართობი 380 მმ2.

MCST-ის სპეციალისტებმა შექმნეს საკუთარი ოპერაციული სისტემა "Elbrus" სპეციალურად გამოშვებული პროცესორისთვის. OS დაფუძნებულია Linux-ის ბირთვის ვერსიაზე 2.6.33. იგი მოიცავს 3000-ზე მეტ პროგრამულ პაკეტს (Debian 5.0 დისტრიბუციიდან) და აქვს პაკეტის მენეჯერი. შედის დეველოპერის ინსტრუმენტების სრული ნაკრები, მათ შორის ოპტიმიზაციის შემდგენელები მაღალი დონის პროგრამირების ენებისთვის C, C++, Fortran 77 და Fortran 9.

Elbrus OS სერტიფიცირებული იყო არაავტორიზებული წვდომისგან დაცვის მეორე კლასისთვის და არადეკლარირებული შესაძლებლობების კონტროლის მეორე დონისთვის. მაგრამ Elbrus-4C პროცესორებზე დაფუძნებული კომპიუტერები ასევე მუშაობენ Windows OS-ის ვერსიებთან.

ტანდემი პროცესორი და დესკტოპ კომპიუტერი

კომპანიის ერთ-ერთი პროექტი იყო Elbrus-4C პროცესორზე დაფუძნებული პირველი რუსული დესკტოპის კომპიუტერის შემუშავება. მას ეწოდა "Workstation Elbrus-401" (სადაც Workstation ნიშნავს ავტომატურ სამუშაო სადგურს). მოდელი განკუთვნილია ოფისისთვის MiniTower-ის სტანდარტული კორპუსით. მაგრამ ის შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხვადასხვა სფეროში ინფორმაციის უსაფრთხოების გაზრდილი მოთხოვნებით.

კომპიუტერს აქვს 65 ნმ პროცესის ტექნოლოგია 800 ჰც სიჩქარით, SATA-2 და USB 2.0 პორტები, წინასწარ დაინსტალირებული 120 GB SSD mSATA ინტერფეისით და DDR3-1600 ECC-ის მხარდაჭერა. ძირითადი კონფიგურაცია გთავაზობთ 24 GB ოპერატიული მეხსიერება (გაფართოვდება 96 გბ-მდე). "Workstation Elbrus-401" არქიტექტურის მახასიათებლებს შორის შეიძლება გამოვყოთ შემდეგი: არითმეტიკულ-ლოგიკური მოწყობილობების 6 პარალელური მოქმედი არხის არსებობა; 256 84-ბიტიანი რეგისტრის სარეგისტრაციო ფაილი; მარყუჟების ტექნიკის მხარდაჭერა; სპეკულაციური გამოთვლებისა და ერთბიტიანი პრედიკატების მხარდაჭერა; ბრძანება, რომელსაც შეუძლია განსაზღვროს 23-მდე ოპერაცია ერთი საათის ციკლში მაქსიმალური სიმძლავრით. კომპიუტერს ასევე აქვს AMD Radeon 6000 სერიის ვიდეო ბარათი.

ახალი თაობის პროცესორი - Elbrus-8S

Elbrus-8S პროცესორს ავითარებს კომპანია MCST, ელექტრონული კონტროლის მანქანების ინსტიტუტის (INEUM) მონაწილეობით. ი.ს. ბრუკა. მიკროპროცესორის არქიტექტურა, სქემის დიზაინი და ტოპოლოგია რუსმა სპეციალისტებმა შექმნეს. პროცესორს აქვს რვა ბირთვი გაუმჯობესებული 64-ბიტიანი Elbrus არქიტექტურით. საათის სიხშირე აღწევს 1.3 გჰც, მეორე და მესამე დონის ქეში მეხსიერების მოცულობა 4 და 16 მბ. სავარაუდო შესრულება აღწევს 250 GFLOPS.

"Elbrus-8S"-ის ტექნიკური მახასიათებლები

კომპიუტერს აქვს საკუთარი Elbrus არქიტექტურა, რომელიც შეიქმნა MCST CJSC-ში. ვექტორული ინსტრუქციების ნაკრების ამაჩქარებლები ხელს უწყობენ დაშიფვრის და სიგნალის დამუშავებას უფრო სწრაფად.

აპარატურა ურთიერთქმედებს OS-თან საკუთარი BIOS მიკროკოდის მეშვეობით. პროცესორი თავსებადია Linux, FreeBSD, QNX, Windows XP დისტრიბუციებთან, მაგრამ რეკომენდებული Elbrus ოპერაციული სისტემა დაფუძნებულია Linux kernel 2.6.33-ზე. განვითარების სპეციალიზებული ინსტრუმენტების გამოყენება (C და C++ ენებისთვის შემდგენელების ოპტიმიზაცია, Fortran, Java და ა.შ.) შესაძლებელს ხდის პროგრამის კოდის ოპტიმიზაციას Elbrus არქიტექტურის გათვალისწინებით.

კომპანია უკვე ავითარებს კომუნალურ და დამხმარე კომპონენტებს, რომლებიც ოპტიმიზირებულია პროცესორებზე მუშაობისთვის. ეს არის ყველაფერი - ინსტრუმენტები ქსელთან და პერიფერიულ მოწყობილობებთან მუშაობისთვის (კომუნალური საშუალებები, ზოგადი დანიშნულების ბიბლიოთეკები, სერვისები, მონაცემთა ბაზის მხარდაჭერა, გრაფიკული ქვესისტემა).

Elbrus-8S უნდა იმუშაოს ტანდემში KPI 2-თან, რუსული წარმოების პერიფერიული ინტერფეისის კონტროლერთან.