Эльбрус — российский Intel и наша последняя надежда…

«Эльбрус» — процессорная архитектура и одноимённое семейство универсальных VLIW—микропроцессоров, разрабатываемых российской компанией МЦСТ при участии ИНЭУМ, продолжая развитие процессорных технологий советских вычислительных комплексов «Эльбрус». Наименование «Elbrus» — акроним от англ. ExpLicit Basic Resources Utilization Scheduling — «явное планирование использования основных ресурсов».

Основные особенности:

• длинное командное слово — способность выполнять несколько операций за один такт операций, что обеспечивает высокую производительность при умеренной тактовой частоте;
• динамическая двоичная трансляция — эмуляция работы процессора на архитектуре x86, используемая для выполнения x86-программ (требует 2 ядра для работы);
• защищённый режим — аппаратный контроль целостности структуры памяти, обеспечивающий информационную безопасность;
• отсутствие микрокода — компилятор переводит исходный код сразу в двоичный код, минуя микрокод, как это реализовано на x86.

Работа с периферией в процессоре обеспечивается через контроллеры серии КПИ (контролер периферийных устройств) — название серии южных мостов, разработанных компании МЦСТ для компьютеров на процессорах Эльбрус и МЦСТ R. Серия КПИ (2010) предназначена для процессоров 4С, 2СМ, 2С+ и МЦСТ R1000В, серия КПИ-2 — для 8С, 1С+, МЦСТ R1000, в последующих моделях процессора южный мост встроен, однако сохранена возможность подключать дополнительно контроллер КПИ-2 для расширения набора периферии.

В связи с ограниченным спросом процессоры «Эльбрус» производят малыми сериями под заказ, используются две площадки — завод Микрон в Зеленограде (техпроцесс до 90 нм) и фабрика TSMC в Синьчжу. В 2017 году планировалось наладить выпуск Эльбрус-4СМ — адаптированную версию Эльбрус-4С под мощности завода «Микрон», но предприятие не смогло перейти на необходимый для этого техпроцесс 65 нм. В отличие от Intel и AMD, МЦСТ находится в роли догоняющего, резко меняя техпроцесс: если в 2014 году Эльбрус-4С производился по технологии 65 нм, то в 2016 году технология выпуска Эльбрус-8С — это 28 нм. Ввиду ограниченности ресурсов, МЦСТ сосредоточено на разработке небольшого количества моделей с периодичностью выпуска в 2—5 лет; прирост производительности в каждом поколении — на уровне 100—500 %.

Все выпускаемые процессоры Эльбрус напаиваются на материнскую плату, что делается как для удешевления производства и разработки готовых устройств, так и из-за высокой цены процессора (незначительная доля стоимости материнской платы).

Операционные системы, поддерживающие процессоры архитектуры «Эльбрус»: QNX (российская сборка ЗОСРВ «Нейтрино-Э» КПДА.10965-01), ОСРВ «БагрОС-4000»^[1], также выпущен ряд дистрибутивов Linux — ОС Эльбрус, МСВС, ALT Linux, Astra Linux Special Edition «Ленинград», Лотос^[2][3].