 |
21 июля 2008 года
По рекомендации специалистов, принимавших участие в государственных испытаниях опытных образцов российского микропроцессора "Эльбрус" и вычислительного комплекса ВК "Эльбрус-3М1", ниже приводятся основные показатели изделий, фиксированные в Акте государственных испытаний.
Микропроцессор "Эльбрус"
В микропроцессоре "Эльбрус" реализованы функции и режимы, обеспечивающие:
- организацию параллельных вычислений;
- аппаратную поддержку организации многоуровневой памяти;
- организацию многопроцессорных комплексов;
- аппаратную поддержку полной программной совместимости с архитектурой Intel на основе битовой компиляции;
- аппаратную поддержку защищенности вычислений;
микропроцессор имеет потактное управление, декодирует и выполняет параллельно большое число операций (до 23) из состава единой широкой команды;
аппаратная реализация высокопроизводительной архитектуры микропроцессора с широким командным словом поддержана использованием большого набора универсальных исполнительных арифметических устройств, большого многопортового многооконного регистрового файла, многопортовой и многоканальной таблицы соответствия математических и физических адресов, многоуровневых кеш-памятей команд и данных;
Вычислительный комплекс "Эльбрус-3М1"
ВК "Эльбрус-3М1", реализованный на базе микропроцессора "Эльбрус", является универсальным, высокопроизводительным, 2-х процессорным вычислительным комплексом, работающим на общей памяти с аппаратной поддержкой когерентности. ВК "Эльбрус-3М1" обеспечивает многопроцессорный, многопользовательский и многопрограммный режимы вычислений, в том числе, режим реального времени, и может быть эффективно использован для решения сложных вычислительных задач.
Общее программное обеспечение (ОПО) ВК "Эльбрус-3М1" объемом более 100 млн. строк на языках С и С++ представляет собой современное программное обеспечение, в состав которого входят:
- защищенная операционная система ЗОС МСВС-Э,
- система программирования, включающая оптимизирующий компилятор, библиотеку поддержки реализации языков высокого уровня и другие составляющие;
- cистема двоичной трансляции (битовый компилятор), предназначенная для высокоэффективного исполнения двоичных кодов, реализованных для архитектуры Intel IA-32 (x86) или аппаратно совместимых с ней: битовый компилятор реализует семантическую совместимость с исходной платформой на уровне виртуальной машины, позволяет исполнять на ВК "Эльбрус-3М1" произвольные коды исходной платформы, включая коды супервизорного режима (операционные системы),
- комплекс пользовательских сервисных программ
- и ряд других компонентов.
В ходе испытаний была подтверждена возможность работы ВК "Эльбрус-3М1" под управлением ЗОС МСВС-Э:
- в многопроцессорном режиме, включая возможность распараллеливания вычислительных процессов между процессорами;
- в многопрограммном режиме;
- в локальных сетях общего назначения, в том числе в качестве серверов;
- в режиме реального времени.
В ходе испытаний продемонстрирована эффективная работа системы программирования ВК "Эльбрус-3М1", в том числе:
- возможность разработки и отладки программ на языках С, С++ в защищенном и незащищенном режимах;
- способность компилятора С/С++ формировать оптимизированные коды программ с автоматической настройкой их на архитектуру широкой команды и на другие возможности комплекса,
- возможности компилятора С/С++ в части глобальной оптимизации программ на основе межпроцедурного анализа, включая открытую подстановку процедур.
В ходе испытаний подтверждена эффективность системы битовой компиляции, обеспечивающей полную двоичную совместимость с архитектурной платформой Intel IA-32 (x86). Проведенные проверки позволили установить, что система битовой компиляции обеспечивает производительность ВК "Эльбрус-3М1" при исполнении кодов Intel х86 не хуже, чем на машинах платформы Intel x86 с той же тактовой частотой микропроцессора. На демонстрационном пакете зафиксировано отношение: 1.27 (Intelx86 / ВК "Эльбрус-3М1"), что на 27% превышает требования ТЗ.
В ходе испытаний подтверждено наличие в ВК "Эльбрус-3М1" средств для защищенного программирования, которые позволяют создавать надежные программные комплексы. Нарушения защиты (использование неинициализированных данных, выходы за границы массивов и др.) были обнаружены на специально подготовленных примерах программ, а также были выявлены в реальных программах из программного интерфейса диалоговой работы с пользователями ВК.
В ходе испытаний на ВК "Эльбрус-3М1" подтверждена возможность функционирования комплекса пользовательских сервисных программ (КПСП), предоставляющих пользователю широкий спектр сервисных средств, применяемых в современных вычислительных системах, включая:
- программные средства для подготовки текстов, презентаций, обработки изображений и т.п., совместимые с аналогичными программными средствами, предоставляемыми ОС MS Windows;
- программные средства работы с электронной почтой;
- средства создания и управления базами данных.
Результаты дополнительных испытаний, не предусмотренных программой государственных испытаний
Проведенные дополнительные проверки подтвердили возможность эффективного исполнения на ВК "Эльбрус-3М1" программных систем, представленных для государственных испытаний различными организациями-партнерами ЗАО "МЦСТ". При выполнении задач пользователей в однопроцессорном режиме на ВК "Эльбрус-3М1" (300 MГц) зафиксировано ускорение времени работы задач в среднем в 5,20 раза относительно ВК "Эльбрус-90 микро" (500 MГц) и 1,44 раза относительно Pentium 4 (1,4GHz).
Помимо испытаний, проведенных в соответствии с программой, ВК "Эльбрус-3М1" продемонстрировал высокую эффективность в части обнаружения ошибок при дополнительных проверках, включающих:
- перенос и исполнение программ международного пакета SPEC95;
- перенос и исполнение задач пользователей;
- перенос и исполнение международного пакета SAMATE, который содержит собранные по всему миру ошибочные фрагменты широко распространенных программ.
В результате проведенных проверок получены следующие результаты:
- Только в одной из 8 задач пакета SPEC95 не было обнаружено ошибок. Пять задач после исправления ошибок исполнились правильно. Две задачи (126.gcc и 147.vortex) не были перенесены в защищенный режим из-за того, что они массово используют отклонения от стандарта языка C.
- При запуске пакета SAMATE в режиме защищенного исполнения в 874 из 888 негативных тестов были обнаружены ошибки, не проявлявшиеся в обычном режиме исполнения.
Благодаря наличию системы битовой компиляции в составе ОПО была продемонстрирована эффективная совместимость ВК "Эльбрус-3М1" с платформой Intel IA-32 (x86). В ходе дополнительных проверок зафиксирована устойчивая работа ВК при использовании операционной системы MS Windows 2000. Были успешно выполнены: установка ОС, исполнение пользовательских приложений и завершение работы ОС.
Под управлением ОС MS Windows 2000 были исполнены различные пользовательские приложения, включая MS Word, MS Excel и MS PowerPoint из состава пакета MS Office. Для каждого из приложений были успешно выполнены типичные действия при работе пользователя с приложением - ввод текста, смена форматирования, работа с табличными данными, представление введенных данных в виде диаграмм различного формата, создание, загрузка и демонстрация презентационных материалов.
Была продемонстрирована успешная работа оболочки ACDSee, выполнявшей загрузку, дешифровку и отображение графических материалов в формате JPEG, в том числе в режиме автоматической демонстрации.
Продемонстрированное приложение 3D Pinball успешно отработало с использованием полноэкранного режима исполнения графических приложений ОС MS Windows 2000.
В ходе проведения проверок зафиксировано поддержание уровня производительности системы битовой компиляции, достаточного для комфортной работы пользователя с демонстрировавшимися задачами.
Далее был запущен тест "Спектральный анализ", предоставленный в кодах Intel x86. При этом установлено: время исполнения теста "Спектральный анализ" под управлением ОС Windows, установленной на ВК "Эльбрус-3М1" через систему битовой компиляции, соизмеримо с временем исполнения теста на микропроцессоре Pentium 4 c частотой 2,53 ГГц.
Для получения оценок пиковой производительности ВК "Эльбрус-3М1" на языке C подготовлены демонстрационные программы, которые были оттранслированы оптимизирующим компилятором и исполнены на ВК "Эльбрус-3М1". При этом получены следующие характеристики: пиковая производительность ВК (микропроцессора) достигает 11,6 (5.8) млрд. оп/сек на вещественных вычислениях двойной точности, 19,1 (9,5) млрд. оп/сек на вещественных вычислениях одинарной точности, 24,7 (12,3) млрд. оп/сек - на двухбайтовых операциях и 45,2 (22,6) млрд. оп/сек - на байтовых операциях,
 |
|
Tel: +7 (495) 363-9665 | Fax: +7 (495) 363-9599 | E-mail:
|
|  |