Компьютеры "Эльбрус"
«Эльбрус» — серия советских суперкомпьютеров, разработанных в Институте точной механики и вычислительной техники (ИТМиВТ) в 1970—1980-х годах под руководством Всеволода Сергеевича Бурцева. Производство велось на Загорском электромеханическом заводе (ЗЭМЗ) «Звезда». Архитектура «Эльбрус-3», разработка которого началась в конце 80-х, принципиально отличалась от предыдущих моделей. Опытный образец Эльбрус-3 прошел испытания, но в серийное производство запущен не был.
Зміст
Эльбрус-1, 2
Многопроцессорный вычислительный комплекс Эльбрус-1 — разработан в 1973—1979 гг., сдан государственной комиссии в 1980 году. Построен на базе ТТЛ-микросхем. Производительность — до 15 млн оп/с. Главный конструктор серии — Всеволод Сергеевич Бурцев.
МВК Эльбрус-2 — разработан в 1977—1984 гг., сдан в 1985 году. Производительность на 10 процессорах — 125 млн оп/с. Построен на базе ЭСЛ интегральных схем ИС-100, из-за высокой потребляемой мощности требовал мощную систему охлаждения. Всего было выпущено порядка 30 машин «Эльбрус-2», из них некоторое количество 10-процессорных. Использовался в ПРО Москвы А-135.
Процессор
- Размещен в трёх шкафах
- Система команд — безадресная, стековая, используется обратная польская запись
- Тактовая частота — 20 МГц
- Производительность по смеси Гибсон-3 — 12,5 млн оп/сек
ОЗУ
- логическая организация — тегированная, страничная
- физически — до 16 млн слов размером 80 бит, эквивалентный объём — 144 МБайт
- построена на микросхемах DRAM ЗУ565РУЗВ
- используется трёхуровневый интерливинг
Архитектура Эльбрус-1,2
Основным отличием системы Эльбрус является ориентация на языки высокого уровня 1980-х годов. Языки класса Ассемблер в системе отсутствуют. Базовый язык — Автокод Эльбрус Эль-76 (автор В. М. Пентковский), на котором написано общесистемное программное обеспечение (ОСПО), является языком класса Алгол. Он напоминает язык Алгол-68, основное различие состоит в динамическом связывании типов, которое поддержано на аппаратном уровне. При компиляции программа на Эль-76 переводилась в безоперандные команды стековой архитектуры.
Главное отличие архитектуры Эльбрус от большинства существующих систем — это использование тегов. В системе Эльбрус каждое слово памяти имеет кроме информационной части, содержащей элемент данных, ещё и управляющую часть — тег элемента, на основании которого аппаратура процессора динамически выполняет выбор нужного варианта операции и контроль типов операндов.
Элементарные типы данных
- целые числа двух форматов — слово (64 разряда) и полуслово (32 разряда)
- вещественные числа трех форматов — слово, полуслово и удвоенное слово (128 разрядов)
- наборы — обобщение языковых типов данных bool (логический), char (символьный), alfa (короткая строка, размещаемая в слове), bytes (последовательность байтов слова)
Управление памятью
В аппаратуре и ОС реализован гибкий механизм управления виртуальной памятью (называющейся в документации «математической»). Программисту предоставляется возможность описывать массивы до 220 элементов. Разрешенные форматы элементов массива: бит, цифра (4 бит), байт, полуслово (32 бит), слово (64 бит), слово удвоенной точности (128 бит). Каждой задаче предоставляется 232 слов.
Эльбрус-3М
Вычислительный комплекс «Эльбрус-3М1» — создан на основе VLIW процессора с архитектурой Эльбрус 2k фирмы МЦСТ. В режиме двоичной компиляции эмулирует системы команд x86 и SPARC; поставляется с операционной системой МСВС-Э (на основе Linux 2.6.14), системой программирования с оптимизирующим компилятором, системой двоичной компиляции, системой тестовых и диагностических программ, средствами для обеспечения программной совместимости с многопроцессорными вычислительными комплексами (МВК) «Эльбрус-2» и «Эльбрус-1». Прошёл государственные испытания.
