На процессорах «эльбрус» выпущен дешевый многопользовательский пк. цена

Трио защищенных компьютеров

Зачем России своя ОС и свои процессоры

Проектирование процессоров

Что под капотом у самой защищенной ОС?

Ничего особенного система не содержит. Поддержки дактилоскопов, инфракрасных камер нет, криптоконтейнеры отсутствуют

Подобные задержки коснулись и самого ядра ОС «Эльбрус»: для доступной версии 3.0 используется ядро Linux 3.14 (релиз 05.2014); для старшей открытой версии 4.0 — ядро Linux 4.9 (релиз 12.2016).

Подобная ситуация сложилась ввиду дополнительных требований к защите:

  • баги известны и локализованы,
  • уязвимости ядра закрыты патчами,
  • особенности известны системным администраторам,
  • код проверен и закладки отсутствуют.

Кроме того, ядро, как ПО и пакеты из состава ОС, получило разрешение на применение в самых ответственных системах.

Менять его на что-то более современное не имеет смысла: лицензирование займет слишком много времени, но не принесет каких-либо критических изменений. В том числе и в плане безопасности.

Безрадостное окружение российского секретчика

Как всё начиналось

Наверняка многие слышали о том, что во времена Сталина кибернетика была объявлена лженаукой. Гораздо меньше людей знают о том, что кибернетика и вычислительная техника – это отнюдь не одно и то же. Как раз последняя развивалась в то время очень активно, а в 1948 году Постановлением Совета Министров СССР №2369 для этой цели был создан Институт точной механики и вычислительной техники, получивший впоследствии имя Сергея Алексеевича Лебедева. Сам Сергей Алексеевич был приглашён в институт в 1950 году для разработки одной из первых отечественных ЭВМ БЭСМ-1.

А вот с приходом к власти Никиты Сергеевича, развенчавшего «культ Сталина», был взят курс на копирование зарубежных достижений в этой области. Тем не менее, разработка своих систем продолжалась, и в 1969 году, в связи с необходимостью оснащения стратегических систем специального назначения высокопроизводительной вычислительной техникой, родилась идея архитектурной линии «Эльбрус». Под руководством Всеволода Сергеевича Бурцева, ставшего впоследствии академиком Российской Академии Наук, созданный многопроцессорный вычислительный комплекс (МВК) «Эльбрус-1» был предъявлен государственной комиссии и в 1979 году прошёл государственные испытания. Он был спроектирован на основе микросхем TTL-логики и включал в себя 10 процессоров с суммарной производительностью 15 млн. операций в секунду (15 Мфлопс). На тот момент это была великолепная машина: впервые в мире применялась суперскалярная архитектура, позволявшая параллельно отрабатывать несколько машинных команд. Наряду с центральным процессором имелись специализированные: для обмена данными с внешними устройствами, для быстрого преобразования Фурье, для эмуляции команд БЭСМ-6 и для решения целого ряда специальных задач. Объем оперативной памяти достигал солидного объёма в 64 МБ.

Чтобы воспользоваться всеми достоинствами оригинальной архитектуры и системы команд МВК, несколько институтов разрабатывали для него не только операционную систему, но и языки программирования высокого уровня. А шестью годами позже, в 1985 году, в серийное производство был запущен «Эльбрус-2», который представлял собой незначительно модернизированный с точки зрения схемотехники «Эльбрус-1», переведенный на новую элементную базу микросхем ЭСЛ-технологии серии «ИС-100». Этот МВК уже достигал производительности в 125 Мфлопс. МВК строился по модульному принципу, с учётом обеспечения надёжности. Благодаря своему быстродействию и отказоустойчивости, он в течение многих лет использовался в центральных объектах стратегических систем страны. Всего было выпущено 30 экземпляров МВК «Эльбрус-2».

Следующим этапом развития серии стал проект МВК «Эльбрус-3». Руководил им член-корреспондент Академии наук СССР Борис Арташесович Бабаян. Он предложил передовую архитектурную реализацию концепции широкого командного слова. Опытный образец машины изготовили в 1990 году, но её отладка не была завершена по причине прекращения финансирования проекта из-за экономических проблем того периода.

Системные требования PDK «Эльбрус» для x86

Процессор на перспективу: «Байкал»

В июне 2014 года российские СМИ облетела новость: Министерство промышленности и торговли осуществило заказ на разработку микропроцессоров, которые предполагалось впоследствии устанавливать на ПК, приобретаемые для государственных нужд. Речь идет о чипах под брендом «Байкал». Какие примечательные факты характерны для данной микросхемы? Процессор «Байкал» начала разрабатывать компания «Байкал Электроникс». Финансируется проект центром «Т-Нано», который создан корпорацией «Т-Платформы», при участии «Роснано». В работе над процессором занята также Объединенная приборостроительная корпорация. Известно, что в проекте, возможно, будут участвовать такие бренды, как Depo Computers, «Аквариус», а также Kraftway.

Предполагается, что процессор «Байкал» будет создан в нескольких модификациях. Первыми будут, согласно некоторым данным, 8-ядерные микросхемы Baikal M, а также M/S для ПК и серверов. Они будут выпускаться на базе технологии 28 нм, а также ядер Cortex A57, работающих по 64-разрядному принципу. Производительность процессоров «Байкал» составит порядка 2 ГГц. Ожидается, что микросхемы будут совместимы с ОС Linux. Впоследствии будут выпускаться также 16-ядерные микросхемы. Они будут выполнены по технологии 16 нм. Есть сведения о том, что российский процессор «Байкал» в рамках первых партий будет производиться тайваньской компанией TSMC.

Разработки МЦСТ

Планшеты за миллион — Тиму Куку и не снилось

Установка. Кошмар системного администратора

К службе пригоден

Драматичная предыстория

Представленный чип мог появиться на свет еще
примерно три года назад. В январе 2016 г. «Байкал электроникс» обнародовал планы по
выпуску трех новых процессоров на архитектуре ARM для использования в различных
устройствах: от встроенных систем, до ПК и серверов. По этим планам инженерные
образцы Baikal-M разработчики намеревались выпустить еще до конца 2016 г.

К указанному сроку этого не произошло, но на воплощение своих идей
компании удалось получить государственные деньги. Проект «Байкала» под
названием «Разработка и реализация отечественного энергоэффективного
микропроцессора для персональной вычислительной техники» был субсидирован
Минпромторгом в конце 2016 г. по итогам конкурса на создание задела для
разработки базовых технологий производства приоритетных электронных компонентов
и радиоэлектронной аппаратуры госпрограммы «Развитие электронной и
радиоэлектронной промышленности на 2013–2025 гг.».

По
условиям договора министерства с «Байкалом» при общей стоимости проекта в 2,3
млрд руб. разработчикам на него была выделена от государства субсидия (не
путать с обычным контрактованием по итогам тендера) в размере 1,1 млрд руб. По
утвержденному графику к маю 2017 г. должны были завершиться опытно-конструкторские
работы, к ноябрю 2017 г. — созданы опытные образцы чипа, а к маю 2018 г. —
изготовлена опытная серийная партия, осуществлен вывод продукта на рынок и
реализовано продукции на 1,17 млн руб., включая (видимо) $4,2 тыс. за счет
экспорта.

В
реальности создатели новинки от графика серьезно отстали. «Разработка
процессора “Baikal-M” (BE-M1000) была завершена в 2018 г., — сообщил CNews 2 апреля 2019 г. Михаил Махсон,
действующий в то время гендиректор “Байкал электроникс”, который в конце
мая покинул компанию. — В настоящий момент
осуществляется производство партии микропроцессоров, которая будет выведена на
рынок. В середине этого года BE-M1000 будет доступен компаниям-разработчикам
для прототипирования и производства опытных образцов конечных устройств».

Пресс-служба
Минпромторга в течение полутора месяцев не смогла ответить на вопрос CNews,
какого рода санкции могут быть применены министерством к «Байкал электроникс»
за просрочку проекта.

Архитектура

Выпущены первые ПК и серверы на процессорах «Эльбрус 8С»

Информация

Микропроцессор «Эльбрус-8С» (1891ВМ10Я) — высокопроизводительный процессор общего назначения с улучшенной архитектурой Эльбрус, позволяющей выполнять до 25 операций за один такт в каждом ядре — 250 млрд. операций с плавающей запятой в секунду. Спроектирован и изготовлен по технологическим нормам 28 нм, позволяющим снизить энергопотребление.

Особенности «Эльбрус-8С»:

  • Оригинальная архитектура Эльбрус, обеспечивающая высокую производительность в математических расчётах, криптографии, цифровой обработке сигналов.
  • Аппаратная поддержка защищенных вычислений. Отдельный стек вызовов, дающий преимущества с точки зрения информационной безопасности.
  • Исполнение двоичных кодов в системе команд Intel х86 и х86-64 с помощью динамической трансляции без перекомпиляции программ.
  • Расширенный температурный диапазон от −60 до +85 градусов.

Наличие 4 каналов доступа к памяти и 3 каналов межпроцессорного обмена позволяет строить масштабируемые вычислительные комплексы, обеспечивающие высокую скорость обработки и передачи информации.

Характеристики

Номенклатура
Серия микросхемы 1891ВМ10Я
Модельный ряд 1891ВМ10АЯ — с тактовой частотой до 1300 МГц1891ВМ10БЯ — с тактовой частотой до 1000 МГц
Технические характеристики
Архитектура Эльбрус, версия 4
Масштабируемость 8 ядер в процессоре4 процессора в модуле (16 Гбайт/с попарные связи)2 модуля в машине
Тактовая частота 1300 МГц (1891ВМ10АЯ)1000 МГц (1891ВМ10БЯ)
Пиковая производительность 25 операций в такт в каждом ядре (8 цел., 12 веществ.)250 GFLOPS одинарной точности, 125 GFLOPS двойной точности
Кэш-память L1: 64 Кбайт данные + 128 Кбайт команды в каждом ядреL2: 512 Кбайт в каждом ядре, 4 Мбайт суммарноL3: 16 Мбайт в процессоре
Оперативная память 4 канала DDR3-1600 registered ECC, до 51,2 Гбайт/с64 Гбайт на процессор1 Тбайт адресное пространство машины
Периферия 1 канал ввода-вывода, до 16 Гбайт/ссовместимый контроллер — КПИ-2
Технологические параметры
Топология 2,73 млрд.

транзисторов28 нм техпроцесс, 321 мм² площадь кристалла

Корпус 59,5×43,0×4,6 мм, 32,0 г2028 контактов FCBGA
Электропитание 0,9 В, 1,0 В, 1,15 В, 1,5 В, 1,8 В80 Вт (1891ВМ10АЯ)60 Вт (1891ВМ10БЯ)
Условия эксплуатации −60…+85 °C−40…+90 °C
Доступность серийный выпуск с 2016 года
Документация ТВГИ.431281.016

Процессор «Эльбрус-8С»! 28 нанометров. Россия вперёд!

Хотя нет, до него уже была ранее выпушена предыдущая 1 версия российского компьютера Эльбрус 4.4.

Давайте посмотрим из чего он сделан и какие характеристики Эльбрус-401. Компьютер собран в корпусе MiniTower и стоит совсем не дешево, хотя цена Эльбрус-401 в дальнейшем должна снизится. Пк работает на операционной системе «Эльбрус» основанный на ядре Linux с возможностью установки и других операционных систем поддерживающих запуск на платформе Intel x86, х86-64.

Вот некоторые характеристики компьютера АРМ Эльбрус-401: работа на таковой частоте 800 МГц, жесткий диск объемом 1 Тб и mSATA на 128 Гб, 24 Гб оперативной памяти с возможностью расширения до 96 ГБ, видеокарта AMD Radeon серии 6000,

Эльбрус-401 это лишь одна из первых российских компьютеров, к сожалению пока ПК совсем не дешевый. В дальнейшем в процессе массового производства цена на компьютеры Эльбрус должна снизится. Так же в дальнейшем в России будут выпускаться не только компьютеры, но и ноутбуки, планшеты и мощные смартфоны.

Хотелось бы узнать ваше мнение, смогут ли российские технологи конкурировать с зарубежными производителями и когда по вашему мнению это должно случиться. Оставьте свой отзыв о будущем компьютерной техники в России.

  • Мы будем рады, если вы оставите отзыв, комментарий, полезные советы или дополнение к статье.
  • У вас есть комментарии по этой теме? обязательно добавьте!
  • Спасибо за отзывчивость и ваши комментарии!

Безопасность превыше всего

Но самой важной особенностью процессора «Эльбрус» является обеспечение безопасности. Мы не будем вдаваться в подробности «бэкдоров» систем на основе Intel, благо что на эту тему есть что почитать на просторах Сети

В частности, не секрет, что некоторые системы могут оснащаться супервизором на основе BIOS, позволяющим осуществлять удалённые контроль и управление компьютером через сеть, а также перехват произвольных данных. Причём не только работа, но и само наличие такого супервизора не поддаются определению практически никакими современными средствами, так как его функционирование осуществляется на уровне микрокодов RISC-ядра (см. выше о том, как устроен современный микропроцессор).

Если ПК приобретается для домашнего применения, подобными проблемами можно не «заморачиваться» – вас, как того самого «неуловимого Джо», защищает факт несущественности ваших данных, которые просто никому не нужны. Но даже в этом случае будет обидно, если кто-то за океаном нажмёт некую «красную кнопку», после чего ваш ПК превратится в бесполезную груду железа. Да и возможное эмбарго на поставку даже таких, «дырявых» кристаллов со стороны стран Европы и США может существенно усложнить жизнь отечественным сборщикам ПК, а значит, и нам с вами. Учитывая текущее обострение внешнеполитической ситуации, подобный сценарий не представляется таким уж невероятным. А вот если вы собираете сеть для управления атомной электростанцией, или хотя бы металлургическим заводом, то даже самую малую возможность подобного развития событий желательно исключить в принципе. Конструируя парк ПК на основе «Эльбрус», заказчик получает всю техническую документацию, по которой можно проконтролировать отсутствие нежелательных модулей, и исходные тексты всего программного обеспечения, начиная от ОС, драйверов, и до приложений прикладного уровня.

Помимо этого, существуют отдельные аппаратные средства управлением безопасностью. Всем уже набили оскомину сообщения о брешах в системе Windows и прикладных программах (последние, впрочем, не сильно афишируются). Наиболее частая причина – ошибки переполнения буфера, позволяющие злоумышленнику запустить на атакуемой системе произвольный код. Причина кроется в общей памяти, позволяющей хранить и данные, и код. Конечно, попытки решить проблему предпринимаются, например, такие, как широко разрекламированный Execute Disable Bit в процессорах Intel (или его аналог – No eXecute Bit в процессорах AMD), но даже эта защита обходится «на раз-два» (кому интересно – вновь обращаемся к Интернету). А неразделяемый стек – вообще ахиллесова пята всех AMD/Intel систем.

Вариант, предложенный МЦСТ, – защищённый режим исполнения программ. Работа в нём происходит только с инициализированными данными, все обращения в память проверяются на принадлежность к допустимому диапазону адресов, обеспечивается межмодульная защита. Для поддержки такого режима имеется компилятор C/C++ и библиотека runtime (libc). В этом режиме обнаруживается более 98% ошибок времени выполнения, которые не удаётся диагностировать другими способами. Это позволяет не только создавать устойчивый ко взлому код, но и заметно облегчает написание любых программ, поскольку многие ошибки программирования, которые в ином случае остались бы незамеченными и привели бы к нестабильной работе программы, здесь обнаруживают себя на уровне аппаратуры и вызывают прерывание.

Некоторым недостатком защищённого режима является снижение производительности примерно на 20%, что в отдельных случаях может быть нежелательно. Есть и другая проблема: практически весь существующий в среде open source код написан так, что использует приёмы программирования, не регламентированные стандартом языка Си. Поэтому запустить ядро ОС или приложения типа LibreOffice полностью в защищённом режиме пока что невозможно –  и из-за стиля программирования, и из-за наличия в коде скрытых ошибок, которые придётся исправлять. Но можно запускать в защищённом режиме отдельные небольшие программы, наиболее критичные с точки зрения информационной безопасности, и они будут работать со стопроцентной надёжностью.

Даже в обычном, «незащищённом» режиме работы «Эльбруса», надёжность системы ко взлому значительно повышается, поскольку стек связующей информации (цепочка адресов возврата при процедурных вызовах) отделен в нём от стека пользовательских данных и недоступен из программного кода. Это заметно затрудняет такой популярный вид атаки, как подмена адреса возврата.

Baikal-M: возможности и перспективы

Процессор Baikal-M, получивший производственное наименование BE-M1000, является «системой на кристалле» (System on Chip, SoC) на базе восьми 64-битных вычислительных ядер ARM Cortex-A57 (ARMv8-A) с поддержкой векторных расширений NEON. В чип также интегрирован восьмиядерный графический процессор Mali-T628 MP8 с аппаратным ускорением воспроизведения видео в форматах H.264/H.265.

Блок-схема процессора Baikal-M

Вычислительные ядра процессора разделены на четыре кластера по два ядра и работают на частоте до 1,5 ГГц. Тактовая частота видеоядра достигает 700 МГц, суммарное энергопотребление чипа не превышает 30 Вт. Каждый кластер ядер получил по 1 МБ кэша второго уровня, суммарный объем кэш-памяти третьего уровня равен 8 МБ. Процессор исполнен в корпусе FCBGA размером 40х40 мм.

Материнская mini-ITX плата TF307-MB-S-C под Baikal-M

В конце апреля 2020 г. процессор «Байкал-М» прошел всестороннее тестирование в лаборатории CNews, в ходе которого продемонстрировал производительность на уровне современных зарубежных процессоров с архитектурой x86 начального сегмента, таких как Intel Atom E3940 и Core i3 7300T.

В частности, результаты тестирования показали некоторое отставание Baikal-M при операциях с памятью и кэшами (тест LMbench), при работе JavaScript-движков, оперирующих кодом ресурсоемких web-проектов (тест Octane 2.0), а также при работе PHP-интерпретатора, движка SQLite и парсера Python (тест Phoronix Test Suite).

В то же время Baikal-M значительно превзошел Intel Atom E3940 и был близок к Intel Core i3 7300T на синтетике целочисленной арифметики CoreMark, в тесте архиватора 7-Zip, а также обогнал конкурентов в тесте производительности графики для OpenGL ES. Неожиданностью также стал факт превосходства российского процессора над Intel Core i3-7300T по эффективности обработки чисел с плавающей запятой в тесте HPLinpack 2.2.

В начале недели, 27 октября 2020 г., CNews рассказал о том, что «Байкал электроникс» уже до конца 2020 г. может получить нового крупного инвестора с передачей контрольного пакета акций. По предварительным данным, этим инвестором может стать компания «Вартон», занимающаяся производством светодиодов.

В случае заключения сделки, которая может состояться до конца ноября 2020 г., под контроль «Вартона» может перейти 60% акций «Байкал электроникс». Финансовая часть сделки пока неизвестна, но источники сообщили об оценке в 4 млрд руб. Ожидается, что в случае достижения соглашения между сторонами, «Вартон» планирует сосредоточить развитие «Байкал электроникс» прежде всего на выпуске процессоров и на расширении их модельного ряда по аналогии с Intel.

  • Короткая ссылка
  • Распечатать

Как проходило тестирование

СХД «Аэродиск Восток» на базе процессоров «Эльбрус 8С», принимавшая участие в сравнительном тестировании, впервые была представлена в марте 2020 г.

СХД «Аэродиск Восток», оптимизированные для импортозамещения

В настоящее время семейство этих систем представлено моделью начального уровня «Аэродиск Восток Б», базовой СХД «Аэродиск Восток Э12», старшей моделью общего назначения «Аэродиск Восток Э24», сверхплотной системой «Аэродиск Восток Э124» для хранения крупных массивов данных, а также двуконтроллерными СХД «Аэродиск Восток 2Б» и «Аэродиск Восток 2Э», которые обеспечивают высокий уровень отказоустойчивости.

Все СХД семейства «Аэродиск Восток» сертифицированы Минпромторгом, Минцифры, ФСБ и ФСТЭК, и полностью соответствуют требованиям законодательства в сфере импортозамещения и безопасности работы с конфиденциальной информацией.

Для тестирования была выбрана базовая модель «Аэродиск Восток» 2-Э12 под управлением ОС Linux 4.19, выполненная на двух чипах «Эльбрус 8С» (каждый по 8 ядер, тактовая частота 1,2 ГГц), оснащенная 32 ГБ оперативной памяти DDR3, 2-портовым адаптером 2xFE FC-adaptor 16G, а также массивом твердотельных накопителей 12xSAS SSD 960 GB.

Оппонентом системы на «Эльбрусах» выступила СХД Aerodisk Engine N2, впервые представленная в феврале 2020 г., и выполненная на двух процессорах Intel Xeon E5-2603 v4 (6 ядер, тактовая частота 1,7 ГГц), с 32 ГБ оперативной памяти DDR4, аналогичным массивом из 12 SSD и двухпортовым адаптером. В комплект обоих тестовых СХД также вошли идентичные Linux-серверы (2x Intel Xeon E5-2603 v4, 64 ГБ DDR4, 2-портовый 2xFC-адаптер 16G) и коммутаторы FC 16 G.

Изначально конфигурация тестовой системы на «Эльбрусах» находилась в заведомо проигрышной позиции, поскольку чипы «Эльбрус 8С» поддерживают только оперативную память стандарта DDR3 – в отличие от более быстрой DDR4 в система на процессорах Intel.

Российские производители процессоров

Первым делом отметим отечественные компании, которые сегодня заняты производством процессоров. Вы удивитесь, но их не одна и не две:

  • МЦСТ «Эльбрус» (отечественное продвижение) и МЦСТ «Спарк» (зарубежное продвижение). Сильные стороны разработок: использование математических вычислений и высокий уровень защиты против взлома системы.
  • НИИСИ («Комдив-32»). Сильные стороны: неафишируемые проекты высокопроизводительной архитектуры, противорадиационная устойчивость разработок.
  • «Байкал Электроникс». Сильные стороны: первый в России 28-нм чип. Устройства можно использовать не только для компьютеров, но для различного сетевого оборудования, станков, телевизоров, принтеров и проч.
  • «Элвис», «Элвис-Неотек». Основные нише производства: техника для применения в космосе и «умные» камеры.
  • «Модуль». Основные сферы использования разработок: цифровое телевидение, космическая и авиационная промышленность.
  • «Миландр». Выпуск микроконтроллеров, призванных работать в суровых условиях.
  • «КМ211». Полностью отечественные микроконтроллеры и смарт-карты.
  • «Мультиклет». Процессоры, имеющие мультиклеточную универсальную архитектуру и полностью российскую микроархитектуру.
  • «ГеоСтар Навигация». Производство необходимых модулей для ГЛОНАСС.

Каким был первый российский процессор? Это «Байкал-Т1». Самый мощный российский процессор на сегодня — от того же производителя. Это 8-ядерный «Байкал-М». Но, к слову, популярная «Интел» здесь «обошла» российского производителя. Корпорация анонсировала выпуск линейки 18-ядерных процессоров Xeon D2100.

Давайте теперь перейдем к обзору разработок двух российских гигантов — «Байкала» и «Эльбруса».

Что именно закупает МВД

В соответствии с документами, представленными на сайте
госзакупок, в МВД готовы приобрести как ПК с мониторами, так и моноблоки. По
условиям, они должны быть российскими — произведенными на территории нашей
страны, но это не мешает поставщикам использовать в их составе зарубежную
компонентную базу, в том числе и процессоры.

На компьютер должна быть установлена одна из российских
операционных систем, включенных в Реестр отечественного ПО при Минкомсвязи. При
этом дистрибутив ОС должен соответствовать различным требованиям ФСТЭК по
защите информации, быть совместимым со средствами антивирусной защиты Kaspersky
Endpoint Security, средствами создания и проверки электронной подписи компании «Криптопро»
и средствами криптографической защиты информации, предназначенными для
сквозного шифрования сетевых соединений и каналов связи ViPNet Client компании «Инфотекс».

Выводы и ближайшее будущее

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий