Récemment, un invité intéressant a visité notre allée - un ordinateur personnel domestique avec un processeur Elbrus à 4 cœurs d'architecture originale développé par la société MCST. Après avoir pris connaissance de ses fonctionnalités et effectué des mesures de performances, je souhaite partager mes impressions et mes résultats.
En raison du grand volume, le matériau est divisé en quatre parties:- examen du matériel:
- revue du logiciel :
- lancement du système d'exploitation;
- logiciel ordinaire;
- aperçu des outils de développement :
- caractéristiques de l'architecture;
- langage machine;
- outils de développement;
- analyse comparative des performances :
- Description des ordinateurs concurrents
- résultats de référence;
- résumant.
Bonne lecture!Acquisition
Tout d'abord, nous préciserons qui achète un tel équipement et pourquoi. Les ordinateurs de conception nationale sont utilisés principalement dans l'industrie de la défense, ainsi que partout où des exigences élevées sont imposées à la sécurité de l'information - où des homologues étrangers sont complètement impossibles ou très indésirables. Récemment, des mesures prudentes ont également été prises pour introduire ces produits dans la sphère civile, mais en raison des faibles volumes de production et, par conséquent, des prix «mordants», peu de gens peuvent se le permettre, à l'exception des militaires.Plus précisément, notre entreprise a acheté cet ordinateur dans le cadre d'une expérience. Nous avons conçu et assemblé une petite série de consoles d'opérateur pour un stand de débogage de simulateur et d'équipement, et il a été décidé de construire l'une des consoles sur la base du nouvel Elbrus - pour évaluer ses performances et sa compatibilité logicielle. Il convient de noter que nous avions déjà une longue expérience de l'utilisation des anciens produits de la société MCST et, franchement, ni le matériel ni le logiciel n'ont jamais été particulièrement chaleureux (à partir de la quatrième partie de l'article, vous découvrirez pourquoi). Cependant, la nouveauté s'annonçait très intéressante.Ainsi, fin septembre 2015, notre entreprise a adressé une demande au constructeur - le centre technologique de Moscou SPARC. À cette époque, les conditions étaient les suivantes:- , ;
- : , , — –, 1 ; , , ‑ ;
- « 401‑PC» , , — « », , ( , 2/3 );
- — 250 (4000 , ) ; , , , , .
Pour comprendre d'où vient ce niveau de prix, plusieurs facteurs doivent être pris en compte. Premièrement, outre le coût de production des microcircuits, une part importante revient au remboursement des frais de recherche et développement et de certification, plus ils sont importants plus la circulation est petite, mais ils sont encore très faibles. Deuxièmement, le modèle de processeur installé dans l'ordinateur personnel Elbrus 401 - PC est le même microcircuit 18918 (Elbrus-4C), qui est également utilisé dans les serveurs MCST Elbrus-4.4 à 4 processeurs et BitBlaze Elbrus 4400. il y a un cristal au niveau du processeur quadruple avec des canaux RDMA pour la communication inter-machine. Si vous regardez des offres Intel similaires dans la gamme Xeon MP, en sautant les étiquettes de prix au-dessus de 9000, vous obtenez 1000-1500 $ pour les modèles plus jeunes - sans doute, le prix d'Elbrus pour le client final est exactement le même, basé surque le coût déclaré d'un serveur à 4 processeurs est de 8 000 $, et qu'une carte mère avec un boîtier et d'autres rembourrages n'est pas non plus gratuite. Et cela malgré le fait que le volume de production du MCST soit de quelques ordres de grandeur inférieur à celui des marques de renommée mondiale.Matériel informatique
Le complexe informatique est expédié dans un emballage authentique, dont la chaleur et les agrafes excluent tout doute sur l'origine et l'authenticité du produit.Conteneur de transport et son contenu
À l'intérieur de la boîte se trouvent:
- unité de système («sous-unité» dans la terminologie du fabricant);
- Moniteur Dell E2314H;
- Clavier Logitech K120 ou similaire;
- Souris Logitech M100 ou équivalent;
- manuel d'utilisation;
- forme du produit;
- liste de colisage avec le contenu de la boîte.
Selon les documents, l'ordinateur est assemblé à l'usine radio d'Izhevsk - à seulement quelques kilomètres de la production de fusils d'assaut Kalachnikov et d'autres choses dures; eh bien, ça explique beaucoup. Mais sérieusement, cette entreprise a une riche histoire de fabrication d'ordinateurs de bord et d'autres équipements radio pour l'industrie spatiale.L'apparence de l'unité centrale
Le boîtier de l'unité centrale Elbrus 401 - PC est une mini-tour In-Win EMR034 ordinaire. Et c'est peut-être le seul inconvénient esthétique: ce n'est même pas que le domestique soit vêtu de robes de couture chinoises bon marché, mais simplement l'apparence de ces vêtements ne correspond pas au statut d'un ordinateur de 4000 dollars. Ce qui m'a empêché de prendre, bien qu'un cas peu coûteux, mais au moins extérieurement efficace, ou élégamment strict (sans la combinaison ridicule d'un front brillant avec des côtés mats), l'auteur reste un mystère. Après tout, il suffisait aux concepteurs de l'instinct de mettre des composants assez décents à l'intérieur de l'unité centrale, pour lesquels au moins ce n'est pas dommage.La vue interne de l'unité centrale
Il n'y a pas de scellés de garantie sur le boîtier, nous pouvons donc retirer le mur et nous assurer que l'intérieur correspond généralement à la description:
- 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 .
Des écarts mineurs entre les spécifications et la réalité sont possibles en raison d'une mise à jour naturelle de la gamme de composants du marché: par exemple, une carte vidéo basée sur un ancien processeur Radeon HD 6450 a été mentionnée dans la documentation, d'autres modèles de clavier et de souris ont été mentionnés.La disposition des éléments sur la carte mère
Le cœur de l'ordinateur Elbrus 401 - PC, comme le nom du modèle l'indique, est un processeur Elbrus-4C à 4 cœurs (1891BM8YA), anciennement appelé Elbrus-2S: l'index numérique, apparemment, pour des raisons de marketing, il a été décidé de réaffecter égal au nombre de cœurs, et le rôle de la lettre S, qui signifiait la construction du système sur puce, est maintenant joué par le russe "C" ("système sur une puce"; ICST interprète ce terme à sa manière). Il existe plusieurs modifications dont la fréquence diffère: 800 MHz (1891BM8BYA), 750 MHz (1891BM8BYA), 600 MHz (1891BM8BYA) - la première d'entre elles est installée sur l'ordinateur. Les commutateurs de la carte mère vous permettent de définir des fréquences anormales:- pour les cœurs - 750, 800 (par défaut), 900, 1000 MHz;
- pour les canaux d'E / S du processeur - de 300 à 650 MHz avec un pas de 50 MHz (par défaut - 500 MHz);
- pour le bus système - de 340 MHz à 500 MHz (par défaut) avec un pas de 33 MHz;
- pour la synchronisation du cœur - 100 ou 125 MHz (par défaut).
Quelques commutateurs supplémentaires sont utilisés pour augmenter ou diminuer la tension d'alimentation, mais nous n'avons pas expérimenté l'overclocking - quiconque veut vraiment rapidement peut attendre l'Elbrus-8C annoncé: il y aura une fréquence nominale de 1300 MHz et deux fois plus de cœurs.Schéma fonctionnel de la carte mère
Le contrôleur d'échange de système («pont nord») est intégré à la puce du processeur. Il contient un contrôleur de mémoire DDR3‑1066 à 3 canaux (PC3‑8500) avec prise en charge de la correction d'erreurs. L'ordinateur est livré avec 8 emplacements de mémoire de registre de gigaoctets organisés en deux banques. La quantité maximale de mémoire locale de chaque processeur est de 48 Go, mais nous n'avons pas vérifié si la carte «desktop» est capable de digérer plus que les 24 Go qui y sont installés par le fabricant. Une chose est claire: comme il s'agit d'un ordinateur à processeur unique, les canaux de communication interprocesseur restent inactifs, tout comme le deuxième canal d'E / S IOLink, conçu soit pour communiquer avec un contrôleur d'interface périphérique, soit pour accéder à distance à la mémoire d'autres machines.Liste des périphériques PCI (complètement sur Pastebin )00: 00.0 Pont PCI: Pont MCST PCI-Express (rév 01)
00: 01.0 Pont PCI: Intel Corporation Device e3e3 (rev 01)
01: 00.0 Pont PCI: MCST PCI-Bridge (rev 05)
01: 01.0 Contrôleur Ethernet: Intel Corporation Device 4d45 (rev 01)
01: 02.0 Interface IDE: Intel Corporation Device 4d49 (rev 80)
01: 02.1 Contrôleur série multiports: Intel Corporation Device 0002 (rev 05)
01: 02.2 Contrôleur de communication: Intel Corporation Device 8000
01: 02.3 Contrôleur audio multimédia: Cirrus Logic Crystal CS4281 PCI Audio (rev 01)
01: 03.0 Contrôleur SATA: Intel Corporation Device 4748
01: 04.0 Contrôleur USB: Intel Corporation Device 554f
01: 04.1 Contrôleur USB: Intel Corporation Device 5545
02: 03.0 Contrôleur compatible VGA: Silicon Motion, Inc. Dispositif 0718 (rév a0)
03: 00.0 Contrôleur compatible VGA: Advanced Micro Devices [AMD] nee ATI Caicos [Radeon HD 6450]
03: 00.1 Périphérique audio: Micro-périphériques avancés [AMD] nee ATI Caicos HDMI Audio [Radeon HD 6400 Series]
Liste des périphériques USB ( complète sur Pastebin )Bus 001 Périphérique 001: ID 1d6b: 0002 Concentrateur racine Linux Foundation 2.0
Bus 001 Dispositif 002: ID 04b4: 6560 Cypress Semiconductor Corp. CY7C65640 USB-2.0 "TetraHub"
Bus 001 Dispositif 003: ID 04b4: 6560 Cypress Semiconductor Corp. CY7C65640 USB-2.0 "TetraHub"
Bus 002 Périphérique 001: ID 1d6b: 0001 Concentrateur racine Linux Foundation 1.1
Le contrôleur d'interface périphérique («pont sud») sur la puce 1991VG1Y implémente les bus PCI et PCI Express, contient des contrôleurs ATA 100 Mo / s et SATA 300 Mo / s, ainsi que Ethernet 100/1000 Mb / s. Les contrôleurs externes implémentent des interfaces USB 2.0 et RS-232, ainsi que la prise en charge de la connexion d'un écran, de haut-parleurs et d'un microphone. Il est à noter que le contrôleur de port série et parallèle implémente l'interface IEEE 1284, mais il n'y a pas de port LPT sur la carte. De plus, il existe un câblage pour GPIO, mais le connecteur lui-même n'est pas soudé.Étant donné que tous les autres composants informatiques sont des biens de consommation, il est inutile de les examiner en détail. Nous notons une seule caractéristique: avec la démocratie générale de toute la structure et même l'autorisation explicite de remplacer les composants externes et internes par des composants similaires, le lecteur à semi-conducteurs est vissé sur la carte mère et scellé: les écrous sont peints. Cela complique considérablement les expériences, car tous les fichiers du système et des données utilisateur se trouvent sur ce disque - cela ne fonctionnera pas pour extraire et faire une copie de sauvegarde sur un autre ordinateur, mais nous n'avons pas réussi à utiliser de disque Live pour x86, ainsi que le lancement système à temps plein en mode mono-utilisateur avec lecteurs en lecture seule connectés.Support SSD scellé
Mise à jour au 2 février 2016. Les commentaires rappellent l'existence de l'OST 107.460091.014 «Connexions filetées. Méthodes et types de protection contre le dévissage automatique », suggérant que la couche de peinture peut en premier lieu servir de bouchon supplémentaire pour les écrous. Il est possible que ce soit le cas, mais dans le monde des fixations, il existe des solutions alternatives qui permettent une utilisation multiple.De plus, le système de refroidissement mérite d'être critiqué. D'une part, il fait son travail: même sous une charge prolongée, le dissipateur thermique du processeur ne chauffe pas au-dessus de 33 ° C (outils logiciels de surveillance de la température interne du cœur, tels que mbmon ou lmsensors, nous ne l'avons pas trouvé), et les ventilateurs du pont sud et du bâtiment n'étaient tout simplement pas installés - probablement, ils ne sont nécessaires que dans des conditions climatiques sévères. En revanche, ce système ne fait pas beaucoup de bruit, mais ne peut prétendre être un ordinateur silencieux. Nous n'avons pas commencé à savoir qui était à blâmer, le ventilateur de l'alimentation ou le ventilateur du processeur, mais nous notons que tous les connecteurs de la carte mère ont 4 contacts (ce qui fait allusion au contrôle d'impulsion de la vitesse du ventilateur), et le processeur a un 3 broches plus frais.Parmi les défauts très mineurs: sur la carte mère, l'affectation des broches du connecteur du panneau avant n'est pas signée, à laquelle les boutons d'alimentation et de réinitialisation, ainsi que les indicateurs d'alimentation et d'activité du lecteur, sont connectés. Si vous débranchez les câbles, il est presque impossible de comprendre sans documentation quel est le problème - l'ennemi ne pourra pas allumer l'ordinateur, le pays peut dormir paisiblement.La documentation a été réalisée «conformément à la charte»: exclusivement en copie papier, avec une couverture en papier d'emballage, avec des notes manuscrites le cas échéant. Là, le matériel est décrit avec suffisamment de détails, vous avez donc eu l'occasion de vous familiariser avec les schémas ci-dessus. Mais en ce qui concerne la partie logicielle - ici, l'intégralité du manuel d'instructions tient sur deux pages et est libellé dans le style "Donnez une commande pour terminer le travail, attendez que la commande soit terminée et éteignez le complexe informatique" (il n'est pas indiqué quoi faire si la machine inconsciente refuse d'exécuter la commande; omis; même de tels détails, avec quelle commande ou avec quels boutons donner cet ordre, et à qui spécifiquement le donner - peut-être devrions-nous émettre un ordre général pour la garnison?). La couverture d'une plus grande proportion des questions se résume à l'envoi à d'autres documents, qui, apparemment,doit être demandée séparément - la documentation n'est pas présentée pour un accès public.Dans la prochaine partie de l'article, nous examinerons les logiciels - le système d'exploitation Elbrus avec ses applications.