Recentemente, um convidado interessante visitou nossa garagem - um computador pessoal doméstico com um processador Elbrus de 4 núcleos de arquitetura original desenvolvido pela empresa MCST. Depois de me familiarizar com seus recursos e realizar medições de desempenho, gostaria de compartilhar minhas impressões e resultados.
Devido ao grande volume, o material é dividido em quatro partes:- revisão de hardware:
- revisão de software :
- lançamento do sistema operacional;
- software regular;
- visão geral das ferramentas de desenvolvimento :
- recursos de arquitetura;
- linguagem de máquina;
- ferramentas de desenvolvimento;
- desempenho de benchmarking :
- Descrição de computadores rivais
- resultados de benchmark;
- resumindo.
Boa leitura!Aquisição
Primeiro, esclareceremos quem compra esses equipamentos e por quê. Os computadores de design doméstico são usados principalmente na indústria de defesa, bem como onde quer que haja alta demanda por segurança da informação - onde colegas estrangeiros são completamente impossíveis ou muito indesejáveis. Recentemente, também foram tomadas medidas cautelosas para introduzir esses produtos na esfera civil, mas, devido aos pequenos volumes de produção e, consequentemente, aos preços “cortantes”, poucos podem pagar, exceto os militares.Especificamente, nossa empresa comprou este computador como parte de um experimento. Projetamos e montamos uma pequena série de consoles de operação para um simulador e uma estação de depuração de equipamentos, e foi decidido construir um dos consoles com base no novo Elbrus - para avaliar seu desempenho e compatibilidade de software. Deve-se notar que já tínhamos uma longa experiência no uso dos produtos anteriores da empresa MCST e, francamente, nem o hardware nem o software jamais foram sentimentos particularmente calorosos (na quarta parte do artigo, você descobrirá o porquê). No entanto, a novidade prometeu ser muito interessante.Assim, no final de setembro de 2015, nossa empresa enviou uma solicitação ao fabricante - o centro de tecnologia SPARC de Moscou. Naquela época, as condições eram as seguintes:- , ;
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- « 401‑PC» , , — « », , ( , 2/3 );
- — 250 (4000 , ) ; , , , , .
Para entender de onde vem esse nível de preços, vários fatores devem ser lembrados. Em primeiro lugar, além do custo de produção de microcircuitos, uma parcela significativa recai sobre o reembolso de custos e certificação de pesquisa e desenvolvimento, quanto mais significativo, menor a circulação, mas eles ainda são muito pequenos. Em segundo lugar, o modelo de processador instalado no computador pessoal Elbrus 401 - PC é o mesmo microcircuito 18918 (Elbrus-4C), que também é usado nos servidores MCST Elbrus-4.4 e BitBlaze Elbrus 4400 de 4 processadores. existe um cristal no nível do processador quádruplo com canais RDMA para comunicação entre máquinas. Se você olhar para ofertas semelhantes da Intel na linha Xeon MP, saltando os preços acima de 9000, você ganha US $ 1000-1500 para modelos mais jovens - presumivelmente, o preço da Elbrus para o cliente final é exatamente o mesmo, com base emque o custo declarado de um servidor de 4 processadores é de US $ 8.000, e uma placa-mãe com gabinete e outros itens de enchimento também não é gratuita. E isso apesar do fato de o volume de produção do MCST ser um par de ordens de magnitude inferior ao das marcas famosas no mundo.Hardware
O complexo de computadores é enviado em embalagem autêntica, cujo calor e grampos excluem qualquer dúvida sobre a origem e autenticidade do produto.Contêiner de transporte e seu conteúdo
Dentro da caixa estão:
- unidade de sistema ("subunidade" na terminologia do fabricante);
- Monitor Dell E2314H;
- Teclado Logitech K120 ou similar;
- Mouse Logitech M100 ou equivalente;
- manual de operação;
- forma do produto;
- lista de embalagem com o conteúdo da caixa.
Segundo os documentos, o computador é montado na fábrica de rádio de Izhevsk - a apenas alguns quilômetros da produção de rifles de assalto Kalashnikov e outras coisas duras; bem, isso explica muito. Mas, falando sério, essa empresa tem uma história rica de fabricação de computadores de bordo e outros equipamentos de rádio para a indústria espacial.A aparência da unidade de sistema
O gabinete da unidade de sistema Elbrus 401 - PC é uma minitorre In-Win EMR034 comum. E talvez essa seja a única desvantagem estética: nem sequer o trabalhador doméstico está vestido com roupas de alfaiataria chinesas baratas, mas simplesmente a aparência dessas roupas não corresponde ao status de um computador de 4000 dólares. O que me impediu de tomar, embora um caso barato, mas pelo menos externamente eficaz, ou elegantemente rigoroso (sem a combinação ridícula de uma frente brilhante com lados foscos), o autor permanece um mistério. Afinal, foi suficiente para os projetistas do instinto colocarem componentes bastante decentes dentro da unidade de sistema, pelo que pelo menos não é uma vergonha.A visão interna da unidade do sistema
Não há vedações de garantia no gabinete, para que possamos remover a parede e garantir que o interior em geral corresponda à descrição:
- 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 .
Pequenas discrepâncias entre especificações e realidade são possíveis como resultado de uma atualização natural da gama de componentes do mercado: por exemplo, uma placa de vídeo baseada em um processador Radeon HD 6450 mais antigo foi mencionada na documentação, outros modelos de teclado e mouse foram mencionados.O layout dos elementos na placa-mãe
O coração do computador Elbrus 401 - PC, como o nome do modelo indica, é um processador Elbrus-4C de 4 núcleos (1891BM8YA), anteriormente conhecido como Elbrus-2S: o índice numérico, aparentemente, por razões de marketing, foi decidido reatribuir igual ao número de núcleos, e o papel da letra S, que significava a construção do sistema no chip, agora é desempenhado pelo russo "C" ("sistema no chip"; o ICST interpreta esse termo à sua maneira). Existem várias modificações que diferem na frequência: 800 MHz (1891BM8BYA), 750 MHz (1891BM8BYA), 600 MHz (1891BM8BYA) - a primeira delas está instalada no computador. Os interruptores na placa-mãe permitem definir frequências anormais:- para núcleos - 750, 800 (por padrão), 900, 1000 MHz;
- para canais de E / S do processador - de 300 a 650 MHz com uma etapa de 50 MHz (por padrão - 500 MHz);
- para o barramento do sistema - de 340 MHz a 500 MHz (padrão) com uma etapa de 33 MHz;
- para sincronização central - 100 ou 125 MHz (padrão).
Mais alguns comutadores são usados para aumentar ou diminuir a tensão de alimentação, mas não experimentamos overclocking - quem quer realmente esperar rapidamente o anunciado Elbrus-8C: haverá uma frequência nominal de 1300 MHz e o dobro de núcleos.Diagrama de blocos da placa-mãe
O controlador de troca do sistema ("ponte norte") está embutido no chip do processador. Ele contém um controlador de memória DDR3-1066 de 3 canais (PC3‑8500) com suporte para correção de erros. O computador vem com slots de memória de registro de 8 gigabytes organizados em dois bancos. A quantidade máxima de memória local de cada processador é de 48 GB, mas não verificamos se a placa “desktop” é capaz de digerir mais do que os 24 GB que são instalados pelo fabricante. Uma coisa é clara: como é um computador com processador único, os canais de comunicação entre processadores permanecem ociosos, assim como o segundo canal de E / S IOLink, projetado para se comunicar com um controlador de interface periférica ou acessar remotamente a memória de outras máquinas.Lista de dispositivos PCI (completamente em Pastebin )00: 00.0 Ponte PCI: MCST PCI-Express Bridge (rev 01)
00: 01.0 Ponte PCI: Intel Corporation Device e3e3 (rev 01)
01: 00.0 Ponte PCI: MCST PCI-Bridge (rev 05)
01: 01.0 Controlador Ethernet: Intel Corporation Device 4d45 (rev 01)
01: 02.0 Interface IDE: Intel Corporation Device 4d49 (rev 80)
01: 02.1 Controlador serial multiporta: Intel Corporation Device 0002 (rev 05)
01: 02.2 Controlador de comunicação: Intel Corporation Device 8000
01: 02.3 Controlador de áudio multimídia: Cirrus Logic Crystal CS4281 PCI Audio (rev 01)
01: 03.0 Controlador SATA: Intel Corporation Device 4748
01: 04.0 Controlador USB: Intel Corporation Device 554f
01: 04.1 Controlador USB: Intel Corporation Device 5545
02: 03.0 Controlador compatível com VGA: Silicon Motion, Inc. Dispositivo 0718 (rev a0)
03: 00.0 Controlador compatível com VGA: Advanced Micro Devices [AMD] e ATI Caicos [Radeon HD 6450]
03: 00.1 Dispositivo de áudio: Micro dispositivos avançados [AMD] e áudio HDMI da ATI Caicos [Série Radeon HD 6400]
Lista de dispositivos USB ( completa em Pastebin )Dispositivo 001 do barramento 001: hub raiz do ID 1d6b: 0002 Linux Foundation 2.0
Dispositivo 002 do barramento 001: ID 04b4: 6560 Cypress Semiconductor Corp. CY7C65640 USB-2.0 "TetraHub"
Dispositivo 003 do barramento 001: ID 04b4: 6560 Cypress Semiconductor Corp. CY7C65640 USB-2.0 "TetraHub"
Dispositivo 001 do barramento 002: hub raiz do ID 1d6b: 0001 Linux Foundation 1.1
O controlador de interface periférica ("ponte sul") no chip 1991VG1Y implementa barramentos PCI e PCI Express, contém controladores ATA 100 MB / se SATA 300 MB / s, além de Ethernet 100/1000 Mb / s. Os controladores externos implementam interfaces USB 2.0 e RS-232, bem como suporte para conectar um monitor, alto-falantes e microfone. Vale ressaltar que o controlador de porta serial e paralela implementa a interface IEEE 1284, mas não há porta LPT na placa. Além disso, há uma fiação para o GPIO, mas o conector em si não é soldado.Como todos os outros componentes do computador são bens de consumo, não faz sentido considerá-los em detalhes. Observamos apenas uma característica: com a democracia geral de toda a estrutura e até a permissão explícita para substituir componentes externos e internos por outros similares, a unidade de estado sólido é parafusada na placa-mãe e selada: as porcas são pintadas. Isso complica significativamente os experimentos, já que todos os arquivos do sistema e dos dados do usuário estão localizados neste disco - não funcionará para extrair e fazer uma cópia de backup em outro computador, mas não conseguimos usar nenhum Live-disk para x86, bem como iniciar sistema de tempo integral no modo de usuário único com unidades somente leitura conectadas.Montagem SSD selada
Atualização a partir de 2 de fevereiro de 2016. Os comentários lembram a existência do OST 107.460091.014 “Conexões roscadas. Métodos e tipos de proteção contra desaparafusamento automático ”, sugerindo que a camada de tinta em primeiro lugar pode servir como uma rolha adicional para as porcas. É possível que sim, mas no mundo dos parafusos, existem soluções alternativas que permitem o uso múltiplo.Também digno de crítica é o sistema de refrigeração. Por um lado, ele faz o seu trabalho: mesmo sob carga prolongada, o dissipador de calor do processador não aquece acima de 33 ° C (ferramentas de software para monitorar a temperatura interna do núcleo, como mbmon ou lmsensors, não fomos encontrados) e os ventiladores da ponte sul e do prédio simplesmente não foram instalados - provavelmente são necessários apenas em condições climáticas severas. Por outro lado, esse sistema não faz muito barulho, mas não pode reivindicar ser um computador silencioso. Não começamos a descobrir quem é o culpado, o ventilador na fonte de alimentação ou o ventilador do processador, mas observamos que todos os conectores na placa-mãe têm 4 contatos (o que indica o controle de pulso da velocidade do ventilador) e o processador possui 3 pinos mais frio.Das pequenas falhas: na placa-mãe a atribuição de pinos do conector do painel frontal não é assinada, à qual estão conectados os botões de energia e redefinição, bem como os indicadores de atividade de energia e unidade. Se você desconectar os cabos, é quase impossível descobrir sem documentação qual é o problema - o inimigo não poderá ligar o computador, o país poderá dormir em paz.A documentação foi elaborada “de acordo com o regulamento”: exclusivamente em papel, com capa de papel de embrulho e anotações manuscritas, quando apropriado. Lá, o hardware é descrito em detalhes suficientes, então você teve a oportunidade de se familiarizar com os esquemas acima. Mas quando se trata da parte do software - aqui o manual de instruções inteiro se encaixa em duas páginas e está redigido no estilo de "Dê uma ordem para concluir o trabalho, aguarde até que a ordem seja concluída e desligue o complexo do computador" (não é relatado o que fazer se a máquina inconsciente se recusar a executar a ordem; omitido; mesmo esses detalhes, com que comando ou com quais botões dar essa ordem e a quem especificamente dar - talvez devamos emitir uma ordem geral para a guarnição?). A cobertura de uma proporção maior de perguntas se resume ao envio para outros documentos que, aparentemente,deve ser solicitada separadamente - a documentação não é apresentada para acesso público.Na próxima parte do artigo , consideraremos o software - o sistema operacional Elbrus com seus aplicativos.