В России работают четыре основных производителя процессоров: МЦСТ, «Байкал Электроникс», НПЦ «Элвис» и НТЦ «Модуль». Они выпускают разные по архитектуре и предназначению решения, которые доступны на рынке. Есть еще ряд команд, которые разрабатывают чипы или производят их небольшими партиями. Расскажу об основной четверке. 

 

Процессор «Эльбрус» от МЦСТ – это единственное российское решение, построенное на отечественных архитектуре и системе команд. Технологии базируются на разработках Института точной механики и вычислительной техники им. С.А. Лебедева, который известен созданием в 70–80-х годах ХХ века советских суперкомпьютеров «Эльбрус». 

 

Первый микропроцессор выпущен в 2007 году, а сегодня компания поставляет восьмиядерные процессоры четвертого и пятого поколения «Эльбрус-8С» и «Эльбрус-8СВ». Они используются в гражданских отраслях, а также оборонной промышленности и космической отрасли. 

 

Сейчас разрабатываются и проходят испытания решения шестого поколения – «Эльбрус-16С» и «Эльбрус-12С». Помимо более высоких характеристик принципиальное отличие новых моделей заключается в самой основе: они представляют собой систему на кристалле (System-on-a-Chip, SoC). Это интегральная схема, выполняющая функции целого устройства.

 

«Байкал Электроникс» – более молодая компания, которая появилась в 2012 году. Она проектирует процессоры на базе лицензируемых архитектур. «Байкал-Т» – это система на кристалле на основе открытой сегодня архитектуры MIPS. Особенностью этого двухъядерного процессора является энергоэффективность. 

 

«Байкал-М» – это восьмиядерная система на кристалле на основе архитектуры ARM, отличающаяся высокой производительностью. Она используется для настольных ПК, промышленных систем и мини-серверов. Кстати, архитектура ARM – самая популярная в мире, ее применяет один из мировых лидеров рынка процессоров компания AMD, а также такие гиганты, как Apple, Samsung, LG и Sony. Поэтому экосистема программного обеспечения, совместимого с процессорами на основе ARM, хорошо развита. Это делает «Байкалы» наиболее перспективными чипами для потребительского рынка.

 

В 2021–2022 годах должны появиться упрощенные и более дешевые версии «Байкал-М», предназначенные для базовых рабочих станций и тонких клиентов. Кроме того, планируется выпуск мощного 48-ядерного процессора «Байкал-S». Он ориентирован на использование в серверных системах, СХД и суперкомпьютерах.

 

НПЦ «Элвис» работает на рынке почти 30 лет. Компания выпускает радиационно-стойкие процессоры и линейку чипов под брендом «Мультикор» на ядрах ARM и MIPS. Также разработчик занимается высокотехнологичными процессорами, которые используются для задач, связанных с искусственным интеллектом и компьютерным зрением, виртуальной и дополненной реальностью, большими данными и интернетом вещей.

 

Системы на кристаллах RoboDeus предназначены для обучения нейронных сетей, а также использования в роботах и мультимедийных приложениях. SoC «Скиф» оптимизирован для устройств связи, планшетов, «умных» камер, одноплатных компьютеров, робототехники, систем искусственного интеллекта. Он также позволяет организовать шифрование по ГОСТу в системах хранения данных. 

 

В 2022 году компания планирует выпустить на рынок три мобильных процессора: для систем с искусственным интеллектом, для мобильных устройств с «доверенной средой» и энергоэффективный чип для интернета вещей.

 

НТЦ «Модуль» с 1995 года создает высокопроизводительные процессорные ядра и аналогово-цифровые системы на кристалле. Разрабатывает процессоры на базе архитектуры ARM. Является единственным в России разработчиком нейропроцессоров на основе собственного запатентованного ядра NeuroMatrix: первый выпущен еще в 1998 году. 

 

В 2019 году на рынок выведен нейропроцессор NM6408, который ориентирован на обработку больших потоков данных в реальном времени. Он используется для систем «умного» города, транспортной аналитики, в сфере безопасности. По заказу Минпромторга компания разрабатывает управляющий процессор бортовых вычислителей для космических аппаратов нового поколения с элементами искусственного интеллекта.

 

 

Российские процессоры способны заменить иностранные чипы в большинстве задач. Их характеристики сопоставимы с импортными аналогами, а в ряде случаев превосходят их.

 

Например, компания «Аэродиск» протестировала свои системы хранения данных на процессорах среднего уровня «Эльбрус» и Intel. Решение на российском процессоре оказалось в два раза менее производительным при случайных и последовательных нагрузках небольшими блоками. В случае с последовательными нагрузками большими блоками производительность обеих СХД было примерно одинаковой, но версия на «Эльбрусе» показала в 10 раз меньшую задержку. Это существенное преимущество. Российский процессор лучше справляется с такими «тяжелыми» задачами, как онлайн-трансляции, видеонаблюдение, обработка больших данных, аналитические и классические транзакционные системы управления базами данных.

 

У процессоров «Элвис» и «Модуль» практически нет аналогов в мире. Их основное преимущество не производительность, а функционал. Процессор «Байкал-S», который должен появиться в течение года, будет превосходить самые современные мировые аналоги в серверном сегменте. Процессоры от компании «Элвис» позволяют «на лету» декодировать одновременно несколько видеопотоков в разрешении 8К. Никакие другие процессоры в мире этого пока не могут. 

 

 

Практическое применение российских процессоров тормозят несколько факторов. Во-первых, ментальный: не все избавились от стереотипа, возникшего в 90-е годы, что у нас в стране ничего достойного произвести невозможно. Это давно не так. Но многие ИТ-директора не хотят даже разбираться в реальных возможностях российских технологий.

 

Во-вторых, обычный консерватизм: зачем что-то менять, если и так все работает? Конечно, сложно вписать современные решения в унаследованную ИТ-инфраструктуру крупных компаний. Это требует определенных усилий, затрат и воли со стороны топ-менеджмента.

 

Однако государственным заказчикам придется переходить на решения с отечественными процессорами, а поставщикам – расширять их ассортимент для участия в госзакупках. С 2021 года вычислительная техника и устройства могут считаться российскими только при наличии отечественного центрального процессора (Постановление Правительства РФ от 31.12.2020 № 2458). Это, безусловно, стимулирует развитие рынка отечественной микроэлектроники. Вслед за госсектором к использованию российских процессоров рано или поздно придут и коммерческие компании.

 

При этом распространение решений на основе отечественных «движков» – это мощный драйвер для экономики, бизнеса и государства. Вот несколько причин, почему развитие отечественной микроэлектроники выгодно всем.

***

 

Отечественная микроэлектроника имеет хорошие шансы на технологический рывок. Со стороны государства для этого созданы все условия: реализуется программа импортозамещения, предусмотрены преференции для отечественных продуктов, установлены льготы ИТ-компаниям, заключаются госконтракты на разработку высокотехнологичных решений для стратегических сфер (оборонная промышленность, космос). Осталось перестать сопротивляться и пытаться обойти законы, поверить в отечественные решения – и проверить их в деле. Другого пути нет.

 

Автор: Олег Изумрудов, исполнительный директор, Консорциум российских разработчиков систем хранения данных РосСХД
Источник: Иксмедиа