САМЫЙ ПОДРОБНЫЙ РАЗБОР РОССИЙСКОГО ПРОЦЕССОРА В МИРЕ! – Кремниевые секреты Эльбруса!

Обзор процессора Эльбрус

0:00

Видео представляет обзор процессора Эльбрус, который используется в государственных учреждениях и оборонке.
Процессор Эльбрус основан на архитектуре Е2К (Эльбрус-две тысячи), которая отличается от других архитектур, таких как Intel и AMD.

Архитектура Е2К

4:55

Е2К основана на принципах ЦСК (циск) и РСК (риск), но в Эльбрусе используется только ЦСК.
ЦСК позволяет процессору обрабатывать длинные команды, в то время как РСК ограничивает команды короткими.

Сравнение с другими архитектурами

8:43

Эльбрус не является тупиковой ветвью развития, так как большинство современных процессоров используют РСК внутри ядер.
Эльбрус использует ЦСК, что делает его более сложным для понимания и разработки, но позволяет обрабатывать длинные команды.

Система команд и архитектура процессоров

9:59

Система команд - набор команд, с помощью которых процессор общается с операционной системой.
Риск-процессор - процессор, который разбивает большие команды на множество маленьких для параллельного выполнения.

Супер-скалярный процессор и неявный параллелизм

17:58

Супер-скалярный процессор - процессор, который использует принцип разбиения больших команд на маленькие для параллельного выполнения.
Неявный параллелизм - принцип работы процессора, при котором программист не распараллеливает код заранее, а процессор сам разбирается, как его исполнять.

Компиляторы и процессоры

19:34

Компиляторы в процессорах выполняют роль переводчика, разбивая одну длинную команду на несколько маленьких.
В случае с Эльбрусом, компилятор разбивает команду на четыре части, в случае с Intel - на пять частей.

Ограничения и обратная совместимость

21:27

Процессоры Intel и AMD ограничены в возможности разбиения команд на микрооперации из-за обратной совместимости с предыдущими поколениями процессоров.
Это приводит к необходимости использования хитрости для увеличения производительности, например, с помощью виртуальных ядер.

Виртуальные ядра и многопоточность

23:31

В процессорах Intel Pentium 4 появилась поддержка виртуальной многопоточности, которая позволяет программам работать с одним ядром как с двумя.
Это позволяет увеличить производительность на каждое ядро, но виртуальные ядра медленнее, чем физические.

Расширения наборов инструкций

27:24

Расширения наборов инструкций - специфические блоки в процессоре для исполнения узкоспециализированных команд.
Примеры: а в икс пятьсот двенадцать, с е для графики и математики.

Явный параллелизм в Эльбрусе

31:01

Программист и компилятор занимаются распараллеливанием команд.
Компилятор оптимизирует машинный код для задействования арифметических устройств.

Особенности Эльбруса

33:39

Отсутствие кодера-декодера для воспроизведения видео.
Больше транзисторов на той же площади, больше производительности.
Компилятор работает только с языками Си, Си плюс плюс и Фортран.
Язык программирования поселл танк не поддерживается компилятором Эльбрус.

Проблемы Эльбруса

36:29

Эльбрус имеет проблемы с оптимизацией кода и не всегда хорошо работает с последовательным вычислением.
Это связано с тем, что в 90-х годах программирование было сложным, и Эльбрус застрял в этом времени.

Архитектура Эльбруса

38:17

В 2025 году планируется выпуск новой версии Эльбруса, которая должна улучшить работу с интерпретируемыми языками программирования.
В настоящее время ведутся работы по оптимизации кода на Эльбрусе.

Оптимизация кода на Эльбрусе

39:32

Эльбрус использует регистры предикатов для оптимизации кода и избегания ненужных переходов.
Компилятор Эльбруса оптимизирует код на основе всей программы, что позволяет ускорить выполнение кода.
Эльбрус может готовиться к переходам параллельно с исполнением других инструкций, что делает его более эффективным.

Безопасность Эльбруса

41:51

В процессорах Intel и AMD есть бэкдоры, через которые они могут получать данные пользователей.
Intel Management Engine (ME) работает даже при выключенном компьютере, имеет доступ к памяти и может перехватывать данные.

Разделение регистров и стеков

46:38

Эльбрус разделяет регистры на три стека: стек процедур, связующей информации и пользователя.
Это повышает безопасность, так как доступ к данным ограничен.

Работа с памятью и кэширование

49:06

Процессор может стопориться из-за задержки доступа к памяти.
Эльбрус может предугадывать, когда какие данные нужно подгрузить, и использовать кэширование для ускорения работы.
Эй-пи-би и суперфеч буфер - специальные модули для подкачки данных.

Оптимизация программного обеспечения

52:22

Эльбрус имеет сложную оптимизацию программного обеспечения, которая может значительно повысить производительность.
Важно учитывать особенности архитектуры и грамотно писать код для максимальной эффективности.

Параллельные вычисления

55:38

Эльбрус способен запускать циклы параллельно, используя большое количество регистров.
Компилятор определяет, какие данные независимы друг от друга и может запускать циклы параллельно.

Регистры и оперативная память

56:59

Регистры внутри процессора быстрее считывают данные, чем оперативная память.
Грамотное использование регистров может значительно ускорить работу процессора.

Векторные вычисления и инструкции

59:17

Векторные вычисления используются для ускорения обработки данных массивов и матриц.
Инструкции помогают ускорить обработку чисел с плавающей запятой и перемножение матриц.

Режим безопасных вычислений

1:01:41

Эльбрус умеет компилировать приложения для работы в защищенном режиме, где программа не может вылезти за пределы данных, с которыми ей явно разрешили работать.
Это делает взлом программы намного тяжелее, так как нельзя подсунуть одни данные под видом других.

Компилятор и оптимизация

1:06:10

Компилятор эльбрус-две тысячи имеет глобальный межпроцедурный анализ и оптимизацию, проверяет наличие рекурсивных функций и преобразует их в обычные циклы.
Оптимизатор может автоматически оптимизировать некоторые куски кода, но не может сделать из плохого кода хороший.
Компилятор может автоматически викторизовать код, что дает огромный прирост производительности.

Патчи под архитектуру эльбрус-две тысячи

1:09:43

В репозиториях с патчами под архитектуру эльбрус-две тысячи используется код специально под интел, что дает нехилый прирост производительности.
Компилятор эльбрус-две тысячи умеет для низкоуровневого кода под процессоры интел находить аналогичные команды и подставлять их при компиляции, что делает код универсальным и работающим на разных процессорах.

Оптимизация программ под Эльбрус

1:10:55

Компилятор Эл Си Си позволяет имитировать регистры под процессоры Intel и AMD, используя два или четыре регистра по 64 бита вместо одного реального на 128 или 256 бит.
Профилирование позволяет программе автоматически определять тип данных и подбирать оптимальные варианты работы.

Программа начального старта (ПНС)

1:13:46

ПНС используется для загрузки операционной системы или установщика с флешки.
ПНС работает с файловой системой EFS, которая была представлена в 1993 году, и может загружать EFS бут раздел для загрузки операционной системы с EFS раздела.
В загрузчике Граб используется утилита Граб Кастомайзер для изменения настроек загрузчика.
Эльбрус использует текстовые файлы для настройки загрузчика, что делает его удобным и менее нагруженным ненужными финтифлюшками.

Переход с Intel на Эльбрус

1:17:30

Мцст разработал собственный переход с Intel на Эльбрус, названный Розеттой.
Эльбрус имеет собственную Розетту, которая по эффективности не уступает Intel.

Ретрансляторы для Эльбруса

1:18:30

Ретрансляторы работают в уже запущенной Linux-среде, транслируя икс-86 код на Эльбрус-2000.
Ретранслятор может исполнять как 32-битный, так и 64-битный код, но медленнее из-за ретрансляции на лету.

Ограничения и возможности Эльбруса

1:21:16

В Windows не поддерживается интернет-контроллер Эльбруса из-за угрозы утечки данных.
Можно включить мимикрию под Intel-контроллер, но скорость упадет до 5 Мбит/с.
Мцст реализовал поддержку 256-битных регистров для трансляции с-е инструкций, что позволило им транслировать программы с е-кода.

Производительность Эльбрус

1:24:38

Видео обсуждает производительность процессоров Эльбрус и сравнивает их с другими процессорами, такими как Intel и Apple.
Эльбрус показывает хорошую производительность в тестах, но проигрывает Apple M1 из-за разницы в технологии производства и оптимизации программного обеспечения.

Рендеринг в Blender

1:32:32

Рендеринг в Blender показывает, что Эльбрус уступает Apple M1, но превосходит Raspberry Pi и Xiaomi.
Если оптимизировать Эльбрус, его производительность может быть увеличена в полтора раза.
Несмотря на отставание от Apple M1, Эльбрус показывает хорошую производительность и может конкурировать с современными процессорами Intel.

Сравнение производительности Эльбруса и Apple M1

1:35:02

Эльбрус имеет хорошую производительность, но уступает Apple M1 в некоторых тестах из-за отсутствия оптимизации и несовершенного техпроцесса.
Эльбрус может быть сопоставим с Apple M1 по производительности, если бы использовался тот же техпроцесс и код был оптимизирован.

Тесты производительности Эльбруса

1:36:54

Эльбрус превосходит Intel в некоторых тестах, таких как майнинг криптовалюты.
Эльбрус может быть быстрее Intel в однопоточном режиме, но уступает в многопоточном режиме.

Игры на Эльбрусе

1:40:30

Эльбрус может запускать некоторые игры, но не все из-за отсутствия нативного кода и необходимости использовать трансляцию кода.
Результаты в играх на Эльбрусе могут быть лучше, если код будет оптимизирован.

Критика Эльбруса

1:43:20

Мцст не открывает систему команд процессоров, что тормозит развитие платформы.
Компилятор не совершенен и работает не со всеми программами.
Другие языки программирования, кроме Си, работают медленно на Эльбрусе.
Программа начального старта не умеет загружать систему с аппаратных рейд-массивов.
Эльбрус не может грузить операционку с рейд-массива.

Санкции и их влияние на производство процессоров и видеокарт

1:45:18

В связи с санкциями, многие компании, включая Intel, AMD и другие, прекратили поставки своей продукции в Россию.
Это может привести к проблемам с производством процессоров и видеокарт, особенно для государственных учреждений.
В то же время, Китай может стать альтернативным поставщиком процессоров и видеокарт, но это будет зависеть от их качества и соответствия требованиям.

Перспективы развития и национальная безопасность

1:51:48

Россия должна развивать свое производство процессоров и видеокарт, чтобы обеспечить свою национальную безопасность и независимость от других стран.
Это особенно важно в эпоху технологий, когда процессоры являются "сердцем" компьютера и основой для работы с базами данных и обработки данных.
В перспективе, санкции могут пойти России на пользу, так как государственные учреждения начнут чаще закупать компьютеры с российскими процессорами.

Риск пятой архитектуры и открытое программное обеспечение

1:53:43

Россия должна сосредоточиться на развитии своей собственной архитектуры и программного обеспечения, а не пытаться вписаться в мировое сообщество.
Это позволит избежать проблем, связанных с санкциями и предательством внутри страны.

Проблемы с процессорами Эльбрус

1:55:11

В начале года, задолго до санкций и спецоперации, Константин Трушкин говорил о возможности создания вирусов для процессоров Эльбрус.
Риск-пятый стандарт команд может быть использован для блокировки доступа к российским разработкам.

Дискриминация российских разработчиков

1:57:55

Западные разработчики закрывают доступ к своим проектам для российских пользователей.
Примеры: фреймворк для математических расчетов, который предлагал удалить поддержку Эльбруса, и библиотека, которая вносит изменения в код, определяя страну пользователя.

Проблемы с открытым исходным кодом

1:59:51

Некоторые проекты с открытым исходным кодом вносят изменения, которые компрометируют данные пользователей из России и Белоруссии.
Примеры: проект, который выводит сообщения, стенд или просто несет пропаганду, и проект, который стирает данные пользователей из России и Белоруссии.

Риски и выводы

2:00:46

Россия должна создать зеркало гитхаба для защиты от блокировки и вредоносного кода.
Риск-пятый стандарт команд может быть использован для блокировки российских компаний.
У России нет друзей, кроме своих экономических базисов.