MultiClet R1: уникальный мультиклеточный процессор из России


Континенталист, 16 июля 2017   –   cont.ws



MultiClet R1 – это российский процессор с оригинальной архитектурой, обладающий свойством динамической реконфигурации.

Компания «Мультиклет» была основана в 2010 году в Екатеринбурге, и все ее усилия были направлены на создание процессора MultiClet P1. Стоит отметить, что данное стремление вполне объяснимо, если учесть, что мультиклеточных процессоров в России еще никто не создавал.

Процессоры с мультиклеточной архитектурой являются единственными вычислителями, обладающими возможностью динамической реконфигурации процессора в ходе выполнения алгоритма решения потока задач. Это дает возможность клеткам ядра заниматься одновременно выполнением нескольких разных процессов.

P1 относительно неплохо себя зарекомендовал и даже обзавелся группой так называемых «поклонников». Этот вычислитель умел работать с тачскрином, управлять асинхронными двигателями, высотомером, анализатором трехосевого датчика. Однако компании необходимо было выходить на новый уровень, и в 2014 году появился на свет процессор с динамической реконфигурацией под названием R1-1. По результатам испытаний, данная ревизия ушла в опытные образцы, и следом в декабре 2014 был выпущен процессор R1, доступный в пластиковом корпусе с марта 2015 года.

Процессор MultiClet R1 состоит из четырех клеток. В его архитектуру заложены следующие основные принципы:

Фото: politros.com

Основными преимуществами данной архитектуры является низкое энергопотребление, достижение при этом максимальной производительности и динамическое распределение ресурсов.

Поскольку микропроцессор MultiClet R1 является процессором общего назначения, планируется, что он будет востребован предприятиями приборостроительной отрасли, научно-исследовательскими центрами и образовательными учреждениями.

На данный момент этот состоящий из четырех клеток процессор только начал свое развитие, и до полноценного размножения дела еще не дошло. Но у него, как отмечают разработчики, безусловно, очень большое будущее.

Материал подготовил Сергей Перелесов

Источник

Процессор Multiclet R1 уже официально продается

ОАО «Мультиклет» начал поставки отладочных комплексов производства LDM-SYSTEMS (Зеленоград) с мультиклеточным процессером Multiclet R1. Первыми покупателями отладочных комплексов стали следующие организации: УМИКОН, Ембокс, Гранит ВТ, Технолинк, АПЗ, Авионика, Океанприбор, Буревестник, КНИРИ, УрФУ. Выглядит отладочик вот так:

Такой отладочник стоит 22 тыр (около 420 баксов), что в общем-то обычная цена для такого класса решений. Есть более дешевые отладочники без монитора с тем же процом Multiclet R1, там ценники начинаются от 8.5 тыр. Сам процессор в бытовом исполнении можно купить за 500 рублей.

Референсные промышленные платы для встраиваемых устройств предлагаются за те же 8.5 тыр и выглядят вот так:

Они есть в нескольких вариантах, в том числе с макетными полями для рассыпухи. Предполагается, что пилотные или штучные экземпляры девайсов разработчик делает на таких вот платах, а потом сам запускает производство каких ему надо плат, покупая у Мультиклета только процессоры.

ОАО «Мультиклет» — частная российская компания, занимающаяся разработкой и производством высокопроизводительных и отказоустойчивых процессорных ядер и процессоров с низким энергопотреблением, спроектированных на базе российской мультиклеточной архитектуры, а также устройств на их основе.

ОАО «Мультиклет» обладает патентом на собственную, принципиально новую мультиклеточную процессорную архитектуру. Ее отличие от традиционной ядерной состоит в том, что она работает не с отдельными командами, а с «предложениями», состоящими из команд. При этом операции внутри предложений проводятся без привлечения памяти, что обеспечивает в 4-5 раз более высокую производительность по удельным показателям по сравнению с аналогами наряду со значительным снижением энергопотребления.

MULTICLET R1 — принципиально новый продукт — серии «R» (Reconfiguration) — обладающий свойством динамической реконфигурации.

Процессоры с мультиклеточной архитектурой – единственный тип процессоров, в которых принципиально возможна динамическая реконфигурация процессора в ходе выполнения алгоритма решения потока задач, что дает возможность клеткам ядра заниматься одновременно решением разных задач. Данная особенность реализована в ядре процессора MULTICLET R1 таким образом, что схема управления потоками заранее, до начала выполнения задачи, задается программистом. В процессе выполнения задач программистом могут быть задействованы 1, 2, 3 или 4 клетки, при этом незадействованные клетки могут выполнять другие задачи. Динамическая реконфигурация снижает энергопотребление.

Доступны под заказ процессоры R1 с температурным диапазоном -60°С… +125°С (милитари и космос) и с более узким (бытовые). Пока только в пластике LQFP-256 — но версия в любимой военными «керамике с золотом» практически готова к выпуску, вопрос только в заказе достаточной партии.

Тип корпуса LQFP-256 28х28 мм

Тех. процесс 0,18 мкм

Разрядность 32/64 бит

Тактовая частота 100 МГц

Производительность 2,4 Гфлопс

В максимуме процессор жрет всего 1 ватт, в среднем на смеси задач — 0.64 ватта, при снижении частоты потребление можно опустить до 0.04 ватта — для убогого 180-нм техпроцесса это круто. Содержит блок вычислений чисел с плавающей запятой (двойной точности IEEE – 754 FPU), встроенные ЦАП 100М преобр./сек. 12 бит и АЦП 2х4 канала 48К преобр./сек. 16 бит.

Компания «Мультиклет» позиционирует свою продукцию для следующих рыночных сегментов:

космическое и авиационное оборудование,

бортовое оборудование,

общепромышленное применение,

специальные приложения на FPGA (спецтехника),

автомобильная электроника («интеллектуальные» бортовые системы для автомобилей),

настольные суперкомпьютеры терафлопсного класса,

траст-процессоры «Антихакер» для банковских приложений,

приемники ГЛОНАСС/GPS/Galileo,

аудиопроцессоры,

3D телевидение,

мобильная и видео-связь

ОАО «Мультиклет» является участником Инновационного центра «Сколково», кластер «Космические технологии и коммуникации» (на самом деле она просто сотрудничает с фирмочкой из «Сколково», производящей космические микроспутники — это позволяет получить льготы по налогам, например, не платить НДС).

PS: Теперь пара слов от меня. Я обращаю ваше внимание, что Мультиклет — это глубоко частная лавочка, в отличие от бабаяновских пильщиков бюджета. Разработка частниками оригинального процессора с универсальной не фон-неймановской архитектурой и доведение его до вполне конкурентоспособного образчика — это настоящее чудо и символ новой России. Автором мультиклеточной (синпьютерной) архитектуры является Николай Стрельцов, это вариант MIMD-архитектуры.

Вообще говоря, эту архитектуру Николай Стрельцов разработал, работая в 2001—2004 годах в российском отделении компании SYCS ApS (Denmark) главным конструктором. Стрельцов показал архитектуру на ежегодной международной конференции по цифровой обработке сигналов «International Signal Processing Conference» (ISPC) в Далласе (США 31 марта 2003 года) от лица Копенгагенского стартапа «SYCS ApS — Synergetic Computing Systems A/S». Работа получила приз «Лучший продукт года», но энтузиазма на западе не вызвала. А вот в России бабло в тему решили вложить.

В 2010 году была создана ОАО «Мультиклет» на основе объединения интеллектуальной собственности Уральской архитектурной лаборатории и фонда «Инновационные технологии». Возглавил компанию Борис Зырянов, должность технического директора занял Николай Стрельцов. Компания организована по принципу «fabless company» с головным офисом в Екатеринбурге.

Выпуская предыдущий свой процессор P1, ребята рискнули пропустить этап пилотных образцов и заказали сразу пробную партию в 3000 штук — и получилось, первый процессор сразу оказался вполне рабочим, на нем много чего уже делается, из открытого могу сказать только про USB-плагин криптозащиты «Цифровой Страж Key_P1», аппаратно шифрующий и дешифрующий информацию с обычных USB-флэшек и CF/SD карт:

Шифрование осуществляется по алгоритму ГОСТ 28147-89 с шириной ключа 256 бит. Шифрование на накопителях осуществляется защищенным методом – по секторам (вскрытие потребует тысячи лет машинного времени, АНБ напряглось).

В прошлом году специалистами компании «Виршке» разработан первый серийный гражданский продукт на основе мультиклеточного процессора — принтер для горячего тиснения фольгой.

Выбор разработчиками целевого сегмента (процессоры для встраиваемых устройств с малым потреблением и для управления объектами) довольно разумен — это тот сектор, где производительность не очень критична, равно как и мало критично отсутствие готовых приличных ОС (на самом деле ОС есть — это FreeRTOS, в ней даже есть простенькая многозадачность, она привычна разработчикам встраиваемых систем, но не линукс, прямо скажем).

В амбициях у ребят — создание на FPGA 16-клеточного процессора с топологической нормой 45 нм, быстродействием 18 Gflops и сверхнизким энергопотреблением для обработки аудио-видеосигналов, а также разработка 64-клеточного процессора по технологии 22 нм, с производительностью 384 Gflops для создания настольного суперкомпьютера.

Остается пожелать ребятам всяческих успехов.

PPS: Разумеется, серийная Raspberry Pi-2 стоит в России 3 тыр, и у нее 4-ядерный ARM проц на 900MHz, соответствено на ней стартуют всякие линуксы и даже ядро винды-РТ. Для любителей она предпочтительнее. Но для разработчиков всяких околовоенных устройств Raspberry Pi не выход, да и линейка AVR от ATmega тоже нехороша — к тому же AVRы еще и очень уступают мультиклетам по производительности, особенно в обработке сигналов.

АВТОР: PROPER

Источник

Сергей Удалов


Самое обсуждаемое



Свежие комментарии



Ранее на эту тему

Об авторе: Олег Георгиевич Маркеев, погиб в 2009 году в Санкт-Петербурге в расцвете сил при невыясненных обстоятельствах.
На днях, 5 июля, объявлено о создании международного трибунала с участием Украины, Нидерландов, Бельгии, Австралии и Малайзии по во […]
04.07.2017 08:00  Известный экономист рассказал «Колоколу России» о целях и последствиях внедрения цифровой экономики и криптовалю […]
Глава первая Славия и славийцы Семь лет пролетели, как один день. Не успел Максим Первенцев толком насладиться миром, тишиной и пок […]