Recientemente, un invitado interesante visitó nuestro camino de entrada: una computadora personal doméstica con un procesador Elbrus de 4 núcleos de arquitectura original desarrollado por la compañía MCST. Después de conocer sus características y realizar mediciones de rendimiento, me gustaría compartir mis impresiones y resultados.
Debido al gran volumen, el material se divide en cuatro partes:- revisión de hardware:
- revisión de software :
- lanzamiento del sistema operativo;
- software regular;
- Resumen de herramientas de desarrollo :
- características de la arquitectura;
- lenguaje de máquina;
- herramientas de desarrollo;
- rendimiento de evaluación comparativa :
- Descripción de computadoras rivales
- resultados de referencia;
- resumiendo
Que tengas una buena lectura!Adquisición
En primer lugar, aclararemos quién compra dicho equipo y por qué. Las computadoras de diseño doméstico se utilizan principalmente en la industria de la defensa, así como en cualquier lugar donde se impongan altas exigencias a la seguridad de la información, donde las contrapartes extranjeras son completamente imposibles o muy indeseables. Recientemente, también se han tomado medidas cautelosas para introducir estos productos en la esfera civil, pero debido a los pequeños volúmenes de producción y, en consecuencia, a los precios "mordedores", pocos pueden permitirse esto, excepto los militares.Específicamente, nuestra compañía compró esta computadora como parte de un experimento. Diseñamos y ensamblamos una pequeña serie de consolas de operador para un simulador y un soporte de depuración de equipos, y se decidió construir una de las consolas en base al nuevo Elbrus, para evaluar su rendimiento y compatibilidad de software. Cabe señalar que ya teníamos una larga experiencia en el uso de los productos anteriores de la compañía MCST y, francamente, ni el hardware ni el software han tenido sentimientos particularmente cálidos (de la cuarta parte del artículo descubrirá por qué). Sin embargo, la novedad prometió ser muy interesante.Entonces, a fines de septiembre de 2015, nuestra compañía envió una solicitud al fabricante: el centro de tecnología SPARC de Moscú. En ese momento, las condiciones eran las siguientes:- , ;
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- « 401‑PC» , , — « », , ( , 2/3 );
- — 250 (4000 , ) ; , , , , .
Para comprender de dónde proviene este nivel de precios, se deben tener en cuenta varios factores. En primer lugar, además del costo de producir microcircuitos, una parte importante recae en el reembolso de los costos de investigación y desarrollo y la certificación, cuanto más significativo es el menor de la circulación, pero aún son muy pequeños. En segundo lugar, el modelo de procesador instalado en la computadora personal Elbrus 401 - PC es el mismo microcircuito 18918 (Elbrus-4C), que también se utiliza en los servidores MCST Elbrus-4.4 y BitBlaze Elbrus 4400 de 4 procesadores. Hay un cristal de nivel de procesador cuádruple con canales RDMA para la comunicación entre máquinas. Si observa ofertas similares de Intel en la línea Xeon MP, omitiendo las etiquetas de precios de más de 9000, obtendrá $ 1000-1500 para modelos más jóvenes; presumiblemente, el precio de Elbrus para el cliente final es exactamente el mismo, segúnque el costo declarado de un servidor de 4 procesadores es de $ 8,000, y una placa base con una carcasa y otro relleno tampoco es gratis. Y esto a pesar del hecho de que el volumen de producción del MCST es un par de órdenes de magnitud menor que el de las marcas de fama mundial.Hardware
El complejo informático se envía en un embalaje auténtico, cuyo calor y grapas excluyen cualquier duda sobre el origen y la autenticidad del producto.Contenedor de transporte y su contenido
Dentro de la caja se encuentran:
- unidad del sistema ("subunidad" en la terminología del fabricante);
- Monitor Dell E2314H;
- Teclado Logitech K120 o similar;
- Ratón Logitech M100 o equivalente;
- manual de operación;
- forma del producto;
- Lista de embalaje con el contenido de la caja.
Según los documentos, la computadora se ensambla en la planta de radio de Izhevsk, a solo un par de kilómetros de la producción de rifles de asalto Kalashnikov y otras cosas duras; bueno, eso explica mucho. Pero en serio, esta compañía tiene una rica historia de fabricación de computadoras de a bordo y otros equipos de radio para la industria espacial.La apariencia de la unidad del sistema
El caso de la unidad de sistema Elbrus 401 - PC es una minitorre común In - Win EMR034. Y esto, tal vez, es el único inconveniente estético: ni siquiera es que la trabajadora doméstica esté vestida con trajes de sastre chinos baratos, sino que simplemente el aspecto de esta ropa no corresponde al estado de una computadora de 4000 dólares. Lo que me impidió tomar, aunque sea un caso económico, pero al menos exteriormente efectivo, o elegantemente estricto (sin la combinación ridícula de un frente brillante con lados mate), el autor sigue siendo un misterio. Después de todo, fue suficiente para los diseñadores instintivos poner componentes bastante decentes dentro de la unidad del sistema, para lo cual al menos no es una pena.La vista interna de la unidad del sistema
No hay sellos de garantía en la carcasa, por lo que podemos quitar la pared y asegurarnos de que el interior en general corresponda a la descripción:
- MBE2S‑PC v4 microATX «‑4» Thermaltake Slim X3 II;
- Kingston ValueRAM DDR3‑1600 registered ECC 8 (KVR16R11D8/8);
- Kingston CompactFlash ultimate 266X 16 (CF/16GB-U2) — x86-;
- Kingston SSDNow mS200 120 (SMS200S3/120G) — ;
- WD Caviar Black 1 (WD1003FZEX-00MK2A0) — , ;
- Lite-On iHAS124;
- Gigabyte Radeon R5 230 (GV-R523D3-1GL) — Silicon Motion SM718;
- PowerRebel (PowerMan) IP‑S450HQ7‑0 450 .
Son posibles pequeñas discrepancias entre las especificaciones y la realidad como resultado de una actualización natural de la gama de componentes del mercado: por ejemplo, en la documentación se mencionó una tarjeta de video basada en un procesador Radeon HD 6450 más antiguo, se mencionaron otros modelos de teclado y mouse.El diseño de los elementos en la placa base
El corazón de la computadora Elbrus 401 - PC, como lo indica el nombre del modelo, es un procesador Elbrus-4C de 4 núcleos (1891BM8YA), anteriormente conocido como Elbrus-2S: el índice numérico, aparentemente, por razones de marketing, se decidió reasignar igual al número de núcleos, y el papel de la letra S, que significa la construcción de sistema en chip, ahora lo realiza la "C" rusa ("sistema en un chip"; el ICST interpreta este término a su manera). Hay varias modificaciones que difieren en frecuencia: 800 MHz (1891BM8BYA), 750 MHz (1891BM8BYA), 600 MHz (1891BM8BYA), la primera de ellas instalada en la computadora. Los interruptores en la placa base le permiten establecer frecuencias anormales:- para núcleos: 750, 800 (por defecto), 900, 1000 MHz;
- para canales de E / S del procesador: de 300 a 650 MHz con un paso de 50 MHz (por defecto, 500 MHz);
- para el bus del sistema: de 340 MHz a 500 MHz (predeterminado) con un paso de 33 MHz;
- para sincronización central: 100 o 125 MHz (predeterminado).
Se usan algunos interruptores más para aumentar o disminuir el voltaje de suministro, pero no experimentamos con el overclocking; cualquiera que realmente quiera esperar rápidamente puede esperar el anunciado Elbrus-8C: habrá una frecuencia nominal de 1300 MHz y el doble de núcleos.Diagrama de bloques de la placa base
El controlador de intercambio del sistema ("puente norte") está integrado en el chip del procesador. Contiene un controlador de memoria DDR3‑1066 de 3 canales (PC3‑8500) con soporte para corrección de errores. La computadora viene con ranuras de memoria de registro de 8 gigabytes organizadas en dos bancos. La cantidad máxima de memoria local de cada procesador es de 48 GB, pero no verificamos si la placa de "escritorio" es capaz de digerir más de los 24 GB que tiene instalados por el fabricante. Una cosa está clara: dado que es una computadora de un solo procesador, los canales de comunicación entre procesadores permanecen inactivos, al igual que el segundo canal de E / S IOLink, diseñado para comunicarse con un controlador de interfaz periférico o para acceder de forma remota a la memoria de otras máquinas.Lista de dispositivos PCI (completamente en Pastebin )00: 00.0 Puente PCI: MCST PCI-Express Bridge (rev 01)
00: 01.0 Puente PCI: Intel Corporation Device e3e3 (rev 01)
01: 00.0 Puente PCI: MCST PCI-Bridge (rev 05)
01: 01.0 Controlador Ethernet: Dispositivo Intel Corporation 4d45 (rev 01)
01: 02.0 Interfaz IDE: Dispositivo Intel Corporation 4d49 (rev 80)
01: 02.1 Controlador serie multipuerto: Intel Corporation Device 0002 (rev 05)
01: 02.2 Controlador de comunicación: Intel Corporation Device 8000
01: 02.3 Controlador de audio multimedia: Cirrus Logic Crystal CS4281 PCI Audio (rev 01)
01: 03.0 Controlador SATA: Intel Corporation Device 4748
01: 04.0 Controlador USB: Dispositivo Intel Corporation 554f
01: 04.1 Controlador USB: Dispositivo Intel Corporation 5545
02: 03.0 Controlador compatible con VGA: Silicon Motion, Inc. Dispositivo 0718 (rev a0)
03: 00.0 Controlador compatible con VGA: Advanced Micro Devices [AMD] nee ATI Caicos [Radeon HD 6450]
03: 00.1 Dispositivo de audio: Microdispositivos avanzados [AMD] nee ATI Caicos HDMI Audio [Radeon HD 6400 Series]
Lista de dispositivos USB ( completa en Pastebin )Bus 001 Dispositivo 001: ID 1d6b: 0002 Linux Foundation 2.0 root hub
Bus 001 Dispositivo 002: ID 04b4: 6560 Cypress Semiconductor Corp. CY7C65640 USB-2.0 "TetraHub"
Bus 001 Dispositivo 003: ID 04b4: 6560 Cypress Semiconductor Corp. CY7C65640 USB-2.0 "TetraHub"
Bus 002 Dispositivo 001: ID 1d6b: 0001 Linux Foundation 1.1 root hub
El controlador de interfaz periférica ("puente sur") en el chip 1991VG1Y implementa buses PCI y PCI Express, contiene controladores ATA 100 MB / sy SATA 300 MB / s, así como Ethernet 100/1000 Mb / s. Los controladores externos implementan interfaces USB 2.0 y RS - 232, así como soporte para conectar una pantalla, altavoces y micrófono. Es de destacar que el controlador de puertos serie y paralelo implementa la interfaz IEEE 1284, pero no hay puerto LPT en la placa. Además, hay un cableado para GPIO, pero el conector en sí no está soldado.Como todos los demás componentes de la computadora son bienes de consumo, no tiene sentido considerarlos en detalle. Solo notamos una característica: con la democracia general de toda la estructura e incluso el permiso explícito de reemplazar componentes externos e internos por otros similares, la unidad de estado sólido se atornilla a la placa base y se sella: las tuercas están pintadas. Esto complica enormemente los experimentos, ya que todos los archivos del sistema y los datos del usuario se encuentran en este disco; no funcionará extraer y hacer una copia de seguridad en otra computadora, pero no podríamos usar ningún disco en vivo para x86, ni iniciar sistema de tiempo completo en modo de usuario único con unidades de solo lectura conectadas.Montaje SSD sellado
Actualización a partir del 2 de febrero de 2016. Los comentarios recuerdan la existencia de OST 107.460091.014 “Conexiones roscadas. Métodos y tipos de protección contra el desenroscado automático ", lo que sugiere que la capa de pintura en primer lugar puede servir como un tapón adicional para las nueces. Es posible que así sea, pero en el mundo de los sujetadores existen soluciones alternativas que permiten su uso múltiple.También es digno de crítica el sistema de enfriamiento. Por un lado, hace su trabajo: incluso bajo una carga prolongada, el disipador térmico del procesador no se calienta por encima de los 33 ° C (herramientas de software para monitorear la temperatura interna del núcleo, como mbmon o lmsensors, no fuimos encontrados), y los ventiladores del puente sur y del edificio simplemente no se instalaron; probablemente, solo se requieren en condiciones climáticas severas. Por otro lado, este sistema no hace mucho ruido, pero no puede pretender ser una computadora silenciosa. No comenzamos a descubrir quién era el culpable, el ventilador en la fuente de alimentación o el ventilador en el procesador, pero observamos que todos los conectores en la placa base tienen 4 contactos (lo que sugiere el control de pulso de la velocidad del ventilador), y el procesador tiene 3 pines más frescoDe las fallas menores: en la placa base, la asignación de pines del conector del panel frontal no está firmada, a la cual están conectados los botones de encendido y reinicio, así como los indicadores de actividad de la unidad y la alimentación. Si desconecta los cables, es casi imposible averiguar sin documentación cuál es el problema: el enemigo no podrá encender la computadora, el país puede dormir tranquilo.La documentación se realizó "de acuerdo con el estatuto": exclusivamente en copia impresa, con una cubierta de papel de regalo, con notas escritas a mano, según corresponda. Allí, el hardware se describe con suficiente detalle, por lo que tuvo la oportunidad de familiarizarse con los esquemas anteriores. Pero cuando se trata de la parte del software, aquí el manual de instrucciones completo cabe en dos páginas y está redactado en el estilo de "Dar una orden para completar el trabajo, esperar hasta que se complete la orden y apagar el complejo informático" (no se informa qué hacer si la máquina inconsciente se niega a ejecutar la orden; se omite; incluso esos detalles, con qué comando o con qué botones dar esta orden, y a quién específicamente darla, ¿tal vez deberíamos emitir una orden general para la guarnición?). La cobertura de una mayor proporción de las preguntas se reduce al envío a otros documentos, que, aparentemente,debe solicitarse por separado; la documentación no se presenta para el acceso público.En la siguiente parte del artículo consideraremos el software: el sistema operativo Elbrus con sus aplicaciones.