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

YOUTUBE · 01.12.2025 08:42

Ключевые темы и таймкоды

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.