«Военный» компьютер «Восход» на базе процессора 1890ВМ8Я
Экспериментальный
российский процессор НИИСИ РАН, чьей сферой применения заявлены
серверы, планшеты, моноблоки, маршрутизаторы и контроллеры нефтегазового
оборудования, показал на тестах, что готов заменить своих зарубежных
предшественников.
Сравнение российского и зарубежного чипов
НИИ системных
исследований Российской академии наук (НИИСИ РАН) сравнил разработанный
в его стенах экспериментальный процессор с двумя актуальными для себя
зарубежными аналогами и, как можно судить по официальному заключению,
пришел к выводу об их значительной схожести в части производительности.
В тесте
участвовал выпущенный в 2016 г. процессор института 1890ВМ8Я
с оригинальной архитектурой «Комдив 64», которую в НИИ называют
MIPS-совместимой. Конкуренцию ему составили два чипа из США с обычной
архитектурой MIPS (Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages),
созданной в соответствии с концепцией RISC, то есть для процессоров
с сокращенным набором команд. Одним из них стал выпущенный в 2001 г.
PMC-Sierra RM7000. Вторым — анонсированный в 2011 г. NetLogic
Microsystems XLP316.
В разговоре с CNews заведующий отделом сопровождения разработок НИИСИ РАН Сергей Сидоровобъяснил
такой выбор соперников желанием протестировать ту линейку чипов,
которая используется в продукции института. «RM7000 применялся
и применяется в серийных изделиях, и 1890ВМ8Я должен его заменить.
Очевидно, в первую очередь интересно, каков будет результат, — говорит
он. — XLP316 наиболее близок по архитектуре к 1890ВМ8Я, и использовался
в качестве прототипа в некоторых макетных изделиях, поэтому его выбор
также очевиден».
Тестирование и его результаты
Как
сообщили авторы исследования в статье для международного журнала
«Программные продукты и системы», для оценки производительности чипов
использовались языки программирования C и Assembler. С их помощью была
выстроена методика тестирования, включающая в себя три последовательных
этапа.
«На первом этапе измеряется время выполнения отдельных
процессорных инструкций при условии, что эти инструкции и необходимые
для их работы данные лежат в кэш-памяти первого уровня. Инструкции
делятся на несколько групп, — пишут Н. Байкови А. Годунов.
— На втором этапе измеряется эффективность работы со структурой
кэш-памяти первого и второго уровней. На третьем сравниваются полученные
измерения с теоретическими оценками, построенными на основе результатов
первых двух этапов. Для этого используются синтетические тесты
производительности».
Итоги
тестирования российского процессора 1890ВМ8Я (4 столбец)с американскими
PMC-Sierra RM7000 и NetLogic Microsystems XLP316 (2 и 3 столбцы)
С точки
зрения авторов исследования, проведенные измерения показали, что среди
изученных процессоров невозможно однозначно выбрать лидера
по производительности — при определенных условиях каждый из них может
показать лучшие результаты, чем два других.
«Например,
вычислительные задачи с небольшой долей обращений к памяти быстрее всего
выполняются на процессоре ВМ8, — отмечают авторы. — Для копирования
больших объемов данных, напротив, лучше всего подходит процессор XLP,
на котором большая длительность загрузки строк в кэш-память
компенсируется увеличением их размера и их одновременной загрузкой».
С подробностями методики и полными результатами тестирования можно
ознакомиться по оригиналу статьиБайкова и Годунова.
Некоторые факты о 1890ВМ8Я
Как
можно заключить из материалов, размещенных на сайте НИИСИ РАН,
рассматриваемый российский чип является одним из двух последних
созданных в институте процессоров общего промышленного назначения. При
этом он наиболее универсален в отношении сферы применения, в качестве
которой заявлены серверы, планшеты, моноблоки, маршрутизаторы
и контроллеры нефтегазового оборудования.
В сентябре 2016 г. «Объединенная приборостроительная корпорация» (ОПК, входит в госкорпорацию «Ростех») объявилао создании
на основе процессора 1890ВМ8Я армейского защищенного компьютера
«Восход» для эксплуатации в экстремальных условиях, в том числе
в арктическом климате.
1890ВМ8Я представляет собой 2-ядерный
64-разрядный суперскалярный микропроцессор с отечественной архитектурой
«Комдив 64» со встроенными системным и периферийными контроллерами,
кэш-памятью второго уровня и дополнительными функциями для цифровой
обработки сигналов. Он производится по технологии 65 нм и выпускается
на фабрике TSMC на Тайване.
Среди его основных характеристик
заявлены поддержка 32-разрядного режима выполнения инструкций и режима
адресации, наличие сопроцессора вещественной арифметики
и специализированного векторного сопроцессора, кэш-память второго уровня
размером 512 Кбайт (4 секции), 128-разрядная внутренняя шина,
7-ступенчатый суперскалярный конвейер с предвыборкой инструкций
и возможностью выполнения двух команд за такт, считывание до четырех
команд за один такт.
Микросхема содержит два контроллера
динамической памяти DDR2/DDR3 400/800МГц, два контроллера интерфейсов
RapidIO, встроенный коммутатор RapidIO на четыре последовательных и один
параллельный каналы, контроллер PCI 33/66 МГц, контроллер
последовательных портов RS232 (два порта), два контроллера Ethernet
1000/100/10, контроллер SATA 3.0 с двумя каналами, host-контроллер USB
2.0 с двумя каналами, контроллер SPI (четыре устройства), контроллер
I2C, 16 разовых команд, контроллер прерываний, пять таймеров, контроллер
внутрисхемной отладки EJTAG, корпус flip-chip BGA 1294 вывода.
