Elbrus (familia de computadoras)

Elbrus  es una serie de supercomputadoras soviéticas y rusas desarrolladas en el Instituto de Mecánica Fina e Ingeniería Informática (ITMiVT) en las décadas de 1970 y 1980 bajo la dirección de Vsevolod Sergeevich Burtsev . La producción se llevó a cabo en la planta electromecánica de Zvezda Zagorsk (ZEMZ) . La arquitectura de Elbrus-3, cuyo desarrollo comenzó a fines de la década de 1980, era fundamentalmente diferente de los modelos anteriores. El prototipo Elbrus-3 se probó, pero no se puso en producción en serie.

Modelos de serie

Elbrus-1

Complejo informático multiprocesador (MCC) "Elbrus-1"  : desarrollado en 1973-1979, entregado a la comisión estatal en 1980. Construido sobre la base de TTL -microcircuitos. Productividad: hasta 12 millones de operaciones/s en la configuración E1-10 con diez CPU [1] . El diseñador jefe de la serie es Vsevolod Sergeevich Burtsev .

Elbrus-2

MVC "Elbrus-2"  : desarrollado en 1977-1984, encargado en 1985. Rendimiento en 10 procesadores (de los cuales 2 se consideraron redundantes): 125 millones de operaciones por segundo [2] . Construido sobre la base de circuitos integrados ESL IS-100 (similar a la serie Motorola 10000), debido al alto consumo de energía, requería un potente sistema de refrigeración. Según Boris Babayan, en total se produjeron hasta 200 máquinas Elbrus-2 con un número diferente de procesadores [3] .

Utilizado en el control del radar "Don-2H" [4] [5] .

Según la información del " Estrella Roja " del 1 de marzo de 2001, Elbrus-2 se utiliza en "el sistema de defensa antimisiles de segunda generación, MCC, Arzamas-16 y Chelyabinsk-70 " [6] .

Utilizado en el sistema de defensa antimisiles de Moscú A-135 [7] .

• UPC
  • Alojado en tres gabinetes
  • Sistema de comando: se utiliza notación polaca inversa , sin dirección, apilada
  • Frecuencia de reloj - 20 MHz
  • Capacidad combinada de Gibson-3: 12,5 millones de operaciones por segundo
• RAM
  • organización lógica - etiquetado, paginado (tamaño de página - 512 palabras)
  • físicamente: hasta 16 millones de palabras (direccionamiento físico de 24 bits) con un tamaño de 80 bits (de los cuales 8 controlan), volumen equivalente: 144 MB
  • construido en chips DRAM ZU565RUZV (16K * 1)
  • se utiliza entrelazado de tres niveles [8]
• Memoria externa [9]
  • En tambores magnéticos  - de 8,5 a 136 MB
  • En discos magnéticos extraíbles  - de 34 a 700 MB
  • En cinta magnética  - de 70 a 560 MB

Elbrus-1K2 y Elbrus-B

Elbrus-1K2 (también conocido como SVS [10] [11] argot para "Sistema de reproducción del sistema" [10] ) se desarrolló sobre la base de los componentes y tecnologías de Elbrus-2 para reemplazar a BESM-6. Retuvo la compatibilidad total del software con su predecesor. Se produjeron unos 60 coches. [12]

" Elbrus-B " (o "Elbrus-1K-B" ) es un procesador de punto flotante de 64 bits con una extensión del sistema de instrucciones, que incluye trabajar con bytes. Base de elementos, similar a "Elbrus 1-K2" y "Elbrus-2", pero con un sistema de entrada-salida independiente (sin procesador de E/S) y una opción de configuración multimáquina. Diseñador jefe - M. V. Tyapkin.

Elbrus-3

MVC "Elbrus-3"  : fue desarrollado en 1986-1994 por un grupo de empleados del Instituto de Mecánica Fina e Ingeniería Informática bajo la dirección de B. A. Babayan sobre la base de ideas arquitectónicas completamente nuevas. Se suponía que MVC Elbrus-3 contenía 16 procesadores superescalares con un sistema de instrucciones VLIW . No se puso en producción.

La arquitectura Elbrus-3 se desarrolló aún más en la arquitectura de los microprocesadores Elbrus 2000 y Elbrus-3M1 . [13]

Elbrus-3-1

Diseñador A. A. Sokolov . En 1993, se completó con éxito la primera etapa de las pruebas estatales "Elbrus-3-1"  - MCP ( procesador de transportador modular ) ( Premio S. A. Lebedev de la Academia Rusa de Ciencias ). En el MCP, la idea principal era la posibilidad de conectar procesadores con diferentes especializaciones (procesamiento de radar, procesamiento estructural, transformadas rápidas de Fourier, etc.). El MCP tenía múltiples contadores de comandos, por lo que podía manejar múltiples flujos de comandos. Se ejecutaron hasta cuatro flujos de instrucciones simultáneamente en un solo campo de memoria en el procesador.

Arquitectura de Elbrus-1,2

La principal diferencia del sistema Elbrus es su enfoque en los lenguajes de alto nivel de la década de 1980. No hay lenguajes ensambladores en el sistema. El lenguaje base es Autocode Elbrus El-76 (autor V. M. Pentkovsky ), en el que está escrito el software de todo el sistema (OSPO), es el lenguaje de la clase Algol . Se parece al lenguaje Algol-68. La principal diferencia es el enlace de tipo dinámico , que es compatible con el hardware. Durante la compilación, el programa El-76 se tradujo a comandos que no son operandos de la arquitectura de la pila.

La principal diferencia entre la arquitectura Elbrus y la mayoría de los sistemas existentes es el uso de etiquetas. En el sistema Elbrus, cada palabra de memoria tiene, además de la parte de información que contiene el elemento de datos, también una parte de control: la etiqueta del elemento, en base a la cual el hardware del procesador selecciona dinámicamente la variante de operación deseada y controla los tipos de operandos . .

Principios muy similares: Algol como lenguaje de control y sistema de etiquetado se usó en la computadora B5000 . Archivado el 30 de noviembre de 2018 en Burroughs Corporation Wayback Machine . Hubo una broma entre los usuarios de Elbrus: llamar al sistema "El-Burroughs".

Tipos de datos elementales

• enteros de dos formatos: una palabra (64 bits) y media palabra (32 bits)
• números reales de tres formatos: palabra, media palabra y doble palabra (128 bits)
• conjuntos: una generalización de los tipos de datos de lenguaje bool (booleano), char (carácter), alfa (una cadena corta colocada en una palabra), bytes (una secuencia de bytes de una palabra)

Gestión de memoria

El hardware y el sistema operativo implementan un mecanismo flexible para administrar la memoria virtual (llamado "matemático" en la documentación). El programador tiene la oportunidad de describir matrices de hasta 220 elementos de tamaño. Formatos de elementos de matriz permitidos: bit, dígito (4 bits), byte, media palabra (32 bits), palabra (64 bits), palabra de doble precisión (128 bits). Cada problema tiene 232 palabras.

Software

• Sistema operativo, sistema de archivos, sistema de programación El-76 , componentes multilingües OSPO - ITMiVT
• Fortran , Kobol , PL/1 , Algol  - sucursal de ITMiVT en Novosibirsk (ahora [14] JSC " Instituto de Sistemas de Programas de Novosibirsk ")
• Pascal , KLU, ABV, REFAL , Snobol -4, Diashag, Fort  - Universidad de Leningrado , 1986 (Funciona bajo el control de OSPO. Hay medios de comunicación con procedimientos en El-76).
• Sistema de programación inteligente MIS, Lisp — Instituto de Cibernética de la Academia de Ciencias de la URSS
• Simula-67  – Universidad de Rostov

Desarrollos MCST

Elbrus-90micro

Elbrus-90micro es un sistema informático basado en microprocesadores de la serie MCST-R con arquitectura SPARC .

Elbrus-3M

El complejo informático Elbrus-3M1 se creó sobre la base del procesador VLIW con la arquitectura Elbrus 2k de la empresa MCST [15] . Emula el conjunto de instrucciones x86 en modo de compilación binaria ; viene con el sistema operativo MCVS-E ( basado en Linux 2.6.14), un sistema de programación con un compilador de optimización , un sistema de compilación binaria, un sistema de programas de prueba y diagnóstico, herramientas para garantizar la compatibilidad del software con los sistemas informáticos multiprocesador Elbrus-2 (MVK) y "Elbrus-1". Pruebas estatales aprobadas [16] .

En la prueba SPEC, Elbrus con una frecuencia de reloj de 300 MHz en el modo de compatibilidad de la plataforma x86 superó al Pentium III de 500 MHz.

Se supuso que en 2008 se construirían 100 servidores Elbrus-3M para la industria de defensa. El rendimiento teórico de un sistema de doble procesador que se ejecuta a 300 MHz es de 4,8 Gflops (doble de 64 bits); a modo de comparación, un procesador Intel Core 2 Duo de 2,4 GHz = 19,2 Gflops (doble de 64 bits), Itanium 2 de doble núcleo de 1,66 GHz: 13,2 Gflops (64 bits doble), Sandy Bridge de cuatro núcleos 3,8 GHz = 121,6 Gflops (64 bits doble). Los procesadores Elbrus tienen un área de 189 mm² , están fabricados con tecnología de 130 nm y contienen 75,8 millones de transistores. La arquitectura E2K original permite hasta 23 operaciones por reloj y proporciona un bajo consumo de energía: 0,4 W/Gflops [17] [18] .

KM-4

En diciembre de 2012, CJSC "MCST" recibió un lote piloto de computadoras monobloque "KM-4" equipadas con la placa base " Monocub Archival copy fechada el 3 de julio de 2014 en Wayback Machine " [19] , construida sobre la base de Elbrus-2C + procesador y el KPI del puente sur . Archivado el 2 de julio de 2014 en Wayback Machine .

Véase también

• Elbrus (procesadores)
• Sistema móvil de las Fuerzas Armadas
• Control de acceso obligatorio
• LÍNEA [20] .

Notas

1. ↑ Zamorin, Myachev, Selivanov. «Ordenadores, sistemas y complejos. Directorio." - M. Energoatomizdat, 1985, capítulo 3.4 "Composición y características técnicas del Elbrus-1 MVK" pp. 144-145
2. ↑ Supercomputadora en Rusia. Historia y perspectivas. Académico de la Academia Rusa de Ciencias V. S. Burtsev dice  // Electrónica: NTB. - 2000. - Nº 4 . - Pág. 5-9 . (Ruso)
3. ↑ Computadora 100% rusa revivida , CNews.ru . Archivado desde el original el 3 de abril de 2017. Consultado el 3 de abril de 2017.
4. ↑ Stanislav Turkin (periódico Vzglyad), el Ministerio de Defensa mostró la vida cotidiana del sistema de defensa antimisiles de Moscú Copia de archivo fechada el 19 de enero de 2013 en Wayback Machine // Army-news.ru, 2012-11-05 “Radar control is llevado a cabo utilizando la supercomputadora soviética Elbrus-2 de la muestra a mediados de la década de 1980”; material original Archivado el 29 de octubre de 2012 en Wayback Machine .
5. ↑ PRO radar Copia archivada del 23 de enero de 2012 en Wayback Machine // OJSC RTI im. A. L. Mints "El funcionamiento del radar lo proporciona su ... complejo informático multiprocesador, que consta de 4 procesadores del Elbrus-2 MVC"
6. ↑ Andrey GARAVSKY, The Conquest of Elbrus Copia de archivo fechada el 11 de septiembre de 2013 en Wayback Machine // Red Star, Weapons of Russia, 1 de marzo de 2001
7. ↑ Vasili Gubarev. Informática. Pasado, presente, futuro . — Litros, 2017-01-12. - S. 200. - 433 pág. — ISBN 9785457385504 . Archivado el 4 de abril de 2017 en Wayback Machine .
8. ↑ Masich G. F. Complejo Internacional de Exposiciones “Elbrus-2” (.htm)  (enlace inaccesible) . IMSS UBRAS . Consultado el 23 de agosto de 2010. Archivado desde el original el 16 de mayo de 2010. (Ruso)
9. ↑ VS Burtsev. Paralelismo de procesos de cómputo y desarrollo de la arquitectura de la supercomputadora del Elbrus MVK . Petróleo y Gas (1998). Consultado el 11 de julio de 2014. Archivado desde el original el 20 de julio de 2013. (indefinido)
10. ↑ 1 2 Página de nostalgia para BESM-6 . Consultado el 29 de agosto de 2010. Archivado desde el original el 27 de agosto de 2011. (indefinido)
11. ↑ Arquitectura informática SVS . Consultado el 13 de marzo de 2020. Archivado desde el original el 16 de enero de 2021. (indefinido)
12. ↑ Iván Kartashev. Elbrús. Historia de la leyenda (.htm)  (enlace no disponible) .  (Ruso)Computerra -Online (1 de julio de 2004). Consultado el 23 de agosto de 2010. Archivado desde el original el 5 de febrero de 2010.
13. ↑ Elbrus E2K Speculations - X-bit labs (enlace no disponible) . Consultado el 9 de agosto de 2009. Archivado desde el original el 4 de marzo de 2016. (indefinido) 
14. ^ NF ITMiVT URSS Academia de Ciencias . Consultado el 28 de julio de 2013. Archivado desde el original el 26 de noviembre de 2013. (indefinido)
15. ↑ Lanzamiento del complejo informático Elbrus-3M1
16. ↑ Noticia de CJSC "MSCT" del 29 de octubre de 2007 (.doc)  (enlace inaccesible) . mcst.ru._ _ Consultado el 28 de junio de 2009. Archivado desde el original el 11 de mayo de 2011. (Ruso)
17. ↑ Vladislav Meshcheryakov. Computadora 100% rusa revivida (enlace inaccesible) . CNoticias (30.06.08, 11:06). Consultado el 28 de junio de 2009. Archivado desde el original el 22 de mayo de 2009. (Ruso) 
18. ↑ Vladislav Meshcheryakov. Computadora 100% rusa presentada al público (enlace inaccesible) . CNoticias (07.07.08, 19:46). Consultado el 28 de junio de 2009. Archivado desde el original el 16 de septiembre de 2009. (Ruso) 
19. ↑ Se produjo un lote piloto de PC monobloque basado en el microprocesador Elbrus-2C+ (enlace inaccesible) . Sitio oficial de CJSC "MCST" . Fecha de acceso: 4 de enero de 2013. Archivado desde el original el 3 de julio de 2014. (indefinido) 
20. ↑ Bases de datos DBMS . Consultado el 25 de enero de 2019. Archivado desde el original el 26 de enero de 2019. (indefinido)

Literatura y publicaciones

• Pentkovsky V. M. Autocode Elbrus. El-76. Principios de construcción de un lenguaje y una guía de uso / editado por A.P. Ershov. - M . : Nauka, 1982. - 352 p. Archivado el 14 de marzo de 2017 en Wayback Machine .
• Pentkovsky V. M. Lenguaje de programación El-76. Principios de construcción de un lenguaje y una guía de uso . — 2ª ed., corregida. y adicional - M. : Nauka, 1989. - 364 p. Archivado el 14 de marzo de 2017 en Wayback Machine .
• Safonov VO Autocode Elbrus: Libro de texto. - L. : Editorial de la Universidad de Leningrado, 1982.
• Safonov V. O. Lenguajes y métodos de programación en el sistema Elbrus / editado por Lavrov S. S. - M . : Nauka, 1989. - ISBN 5-02-013983-1 . Archivado el 14 de marzo de 2017 en Wayback Machine .
• Kim A. K., Perekatov V. I., Ermakov S. G. Microprocesadores y sistemas informáticos de la familia Elbrus . - San Petersburgo. : Pedro, 2013. - ISBN 978-5-459-01697-0 .

Enlaces

• Korolev, LN Sistemas informáticos multiprocesador Elbrus  // Estructuras informáticas y su software: cap. edición tapete físico. litros: cuenta. asentamiento para universidades en la especialidad "Matemáticas Aplicadas". - 2º, revisado. y adicional — M  .: Nauka, 1978. — S. 166−169. — 352 págs.
• A. P. Ershov et al. Conclusión del grupo de trabajo No. 2 sobre arquitectura y software del EP del Complejo Internacional de Exposiciones de Elbrus . Archivo electrónico del académico A.P. Ershov . Instituto de Sistemas Informáticos. A. P. Ershov SB RAS (20.04.1984(?)). - (+  lo mismo en forma de texto ). Consultado: 6 de agosto de 2009. (Ruso)
• Babayan, B. Complejo informático multiprocesador "Elbrus"  : [ rus. ] // Kvant  : diario.- 1981.- No. 8.- P. 54−57.
• Dubova, Natalia. De Elbrus-3 a Elbrus-2000  : [ rus. ] // Computerworld Rusia: revista - 2000. - No. 27-28 (20 de julio).
• Ivanov, A. Academician S. A. La escuela de Lebedev en el desarrollo de la tecnología informática doméstica  : [ rus. ] // Electrónica: NTB. - 2002. - Núm. 6. - S. 48−54.
• V. D. Anisimov, G. S. Batyr, A. V. Menshikov, V. D. Shilin. Sistema de control del espacio ultraterrestre de la Federación Rusa (enlace inaccesible) . Publicaciones . Sitio de los proyectos astronómicos de iniciativa Pulkon y LFVN (4 de octubre de 2006). - Sobre las aplicaciones reales de las computadoras Elbrus-1, 2. Fecha de acceso: 6 de agosto de 2009. Archivado el 17 de septiembre de 2009. (Ruso) 
• Familia de ordenadores "Elbrus" . Historia de la tecnología informática doméstica. Computadoras de propósito general . Museo virtual de la informática. Consultado el 6 de agosto de 2009. Archivado desde el original el 17 de agosto de 2007. (Ruso)
• V. V. Przhiyalkovsky, N. L. Prokhorov, E. N. Filinov. ¿Quién está siendo engañado y por qué ? Archivo de noticias . Museo Virtual de la Informática (4 de septiembre de 2000). - Un comentario extenso sobre el artículo de Yu. Revich "Computadoras desconocidas" en el periódico "Izvestia" fechado el 11.07.2000 por conocidos desarrolladores de computadoras soviéticos. Consultado el 6 de agosto de 2009. Archivado desde el original el 20 de julio de 2013. (Ruso)
• Vladislav Meshcheryakov. Computadora 100% rusa revivida (enlace inaccesible) . Noticias _ CNews (30 de junio de 2008). Consultado el 6 de agosto de 2009. Archivado desde el original el 16 de septiembre de 2009. (Ruso) 
• Chip Man. Entrevista con Boris Babayan (parte 1) . El blog de Chip Man . Intel Galaxy (20 de julio de 2009). Recuperado: 6 de agosto de 2009. (Ruso)  (enlace inaccesible)
• Viktor Kartunov alias matik. Algo sobre Elbrus-2000 . F-Center (7 de diciembre de 2005). Consultado el 16 de junio de 2011. Archivado desde el original el 11 de diciembre de 2013. (Ruso)
• Ekaterina Mishchenko. Alturas de Elbrus: de 64 megabytes a 10 kilogramos . Qué estaban haciendo los desarrolladores de computadoras en la URSS mientras Wozniak inventaba Apple . "Indicador" . Rambler&Co media holding (26 de octubre de 2018) . Consultado el 2 de febrero de 2019. Archivado desde el original el 12 de febrero de 2019. (Ruso)