MultiClet R1: уникальный мультиклеточный процессор из России

1 3654

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

"Не будет страны под названием Украина". Вспоминая Жириновского и его прогнозы

Прогноз Жириновского на 2024 года также: Судьба иноагента Галкина и его жены Владимир Жириновский, лидер партии ЛДПР, запомнился всем как яркий эпатажный политик. Конечно, манера подачи ...

Мильша. Засечная черта. История Курска

Мильша, Засечная черта. История Курска«А мои ти куряне сведомы (бывалые) кмети (воины), под трубами повиты, под шеломы взлелеяны, конец копья вскормлены, пути им ведомы, яруги им знаемы...

Обсудить
  • Есть ещё порох в пороховницах, и это хорошо. Желаю скорейшего освоения технологий 45/22 нм и запуска в серию новых процессоров, а так же серьёзных заказов от нашей оборонки.