Лого Сделано у нас
82

С фабрики TSMC получены первые образцы микропроцессора MALT-C 9Mb96G

  •  © maltsystem.ru

Кристалл процессора 9Mb96G

В конце декабря 2017 года с фабрики TSMC (Тайвань) были получены образцы микропроцессора MALT-C 9Mb96G — первого чипа семейства MALT-C, изготовленного «в кремнии» по технологическому процессу 28 нм. TSMC HPCPlus (high-performance computing, высокопроизводительные вычисления). Процессор содержит 9 RISC ядер общего назначения и 96 специализированных процессорных элементов, объединенных в три SIMD кластера по 32 элемента каждый. Образцы микропроцессора MALT-C 9Mb96G успешно прошли входные испытания на тестовых векторах на чип-тестере FORMULA, показали на полной нагрузке соответствие проектируемых и достигнутых характеристик. Так полное энергопотребление на рабочей частоте 800 МГц составило 1,0 Вт.

MALT-C — семейство микропроцессоров российской разработки для выполнения вычислительно сложных криптопреобразований с предельной энергоэффективностью. Чип построен на базе отечественной многоядерной архитектуры. Благодаря чрезвычайно удачному компилятору С, программировать MALT-C 9Mb96G не многим сложнее, чем универсальные многоядерные процессоры.

Кто мы?

Мы — российская команда разработчиков многоядерных процессоров. Мы начали проект в 2011 году. Тогда мы утверждали, что через 5-10 лет в процессоре будут сотни вычислительных ядер, энергоэффективность будет важнее производительности, производительность будет достигаться за счет специализации вычислительных блоков и параллельной обработки, а микроархитектура будет определяться энергетикой и технологией. Мы поставили цель — стать к 2020 году разработчиком многоядерных процессоров мирового уровня. Мы собрали сильную команду и сегодня мы действующий fabless дизайн-центр. Наши процессоры производятся на крупнейшей независимой фабрике TSMC по технологии 28 нм. Мы разрабатываем не только кристаллы, но и всю необходимую программную инфраструктуру, создавая законченные программируемые решения.

Наши компетенции

Мы специалисты в цифровой микроэлектронике и программировании. Мы хорошо знаем историю развития вычислительной техники и имеем практический опыт работы с целым рядом программируемых вычислительных систем от 8-ми битных микроконтроллеров, содержащих тысячу транзисторов, до современных многоядерных CPU/GPU, содержащих миллиарды транзисторов, от первой UNIX ОС до современных дистрибутивов Linux, от первого компилятора языка Fortran до применяемых сейчас языков C/C++/C#/Python/Java/PHP и так далее. В наших разработках мы, с одной стороны, опираемся на традиции и накопленный за последние 30 лет российский и мировой микроэлектронный опыт. С другой, не скованы обязательствами архитектурной совместимости и не избегаем разработки отдельных компонентов «железа» и ПО «с нуля», когда это позволяет им стать предельно энергоэффективными.

Сегодня наша команда состоит из выпускников ведущих научных школ РФ: МГУ имени Ломоносова, МГТУ им. Баумана, МИФИ, МФТИ. В нашем коллективе семь кандидатов и два доктора наук. В нашем коллективе работают специалисты по цифровому и аналоговому RTL-дизайну и схемотехнике, специалисты по разработке процессорных ядер и архитектур, разработчики IP-блоков интерфейсов, специалисты по симуляции и верификации RTL, специалисты по контроллерам памяти, специалисты в области системного программирования, разработчики компиляторов универсальных и проблемно-ориентированных языков, С/С++ программисты, специалисты по параллельному программированию и отладке параллельных программ, разработчики прикладного ПО и алгоритмов, специалисты в области тестирования ПО, технические писатели, юристы, менеджеры по развитию.

  •  © maltsystem.ru

Научные исследования мы проводим совместно с ведущими ВУЗами и научно-исследовательскими институтами России, наша технологическая база включает наиболее современное оборудование из Америки, Европы и Азии, мы используем ставшее стандартом в отрасли программное обеспечение компаний — технологических лидеров из США, мы плодотворно работаем с основными производителями микроэлектроники в России, мы выполняем работы в интересах государственных, коммерческих и индустриальных заказчиков, мы предлагаем как услуги по проектированию цифровой микроэлектроники и ПО в рамках нашего подхода, так и законченные решения на базе архитектуры MALT.

Архитектура

Как это работает?

Около 80% любого из разрабатываемых нами кристаллов, занимают однотипные вычислительные элементы, спроектированные «с нуля» специально под целевой класс задач . Эти элементы определяют производительность и энергетику чипа. Их на кристалле от сотен до тысяч! Все вычислительные элементы программируемы на языке С или его подмножестве. Вычислительные элементы объединены в группы, управляемые компактными универсальными RISC процессорами, объединенными в вычислительный массив, «выглядящий» для программиста как обычный, программируемый на C/C++многопотоковый процессор. Классические проблемы многопоточного программирования (механизмы разрешение конфликтов одновременного доступа к общим данным, в том числе атомарные операции) мы решили аппаратно на уровне контроллера памяти.

Краткий взгляд на архитектуру MALT

Основу архитектуры MALT составляют десятки или сотни, в зависимости от модели , компактных асинхронных универсальных вычислительных ядер, объединенных одной или несколькими оригинальными worm-hole сетями с топологией типа fat-tree. Коммуникация между сетями — программно-аппаратная. Иерархия универсальных ядер включает три уровня: supermaster — управляющее ядро, master — коммуникационные ядра, slave — доступные для задач пользователя вычислительные ядра. Slave ядра, в зависимости от модели , могут содержать векторные ускорители, выполняющие специализированные задачи целевого класса, каждый ускоритель содержит от 8-ми до 128-ми однотипных процессорных элементов с общей памятью команд. Все вычислительные ядра и ускорители имеют собственную локальную память данных. Все универсальные ядра непосредственно адресуют общую внешнюю динамическую память DRAM и другие общие ресурсы (PCIe, Ethernet, SATA). Арбитраж доступа к внешним ресурсам обеспечивается smart memory controller’ом (SMC) — аппаратным контроллером «умной памяти» с дополнительным признаком готовности данных. Количество SMC-контроллеров, перечень и конфигурация общих внешних ресурсов зависит от семейства MALT и определяется требованиями целевых задач.

  •  © maltsystem.ru

Процессоры MALT

  •  © maltsystem.ru

— Обработка смарт-контрактов на базе Ethereum— Создание доверенных блокчейн-решений— Потоковое шифрование, проверка целостности информации— Майнинг современных криптовалют

  •  © maltsystem.ru

— Работа с большими графовыми структурами— Массивно-параллельная работа с B-деревьями— Глубокий анализ социальных сетей— Ускорение операций в SQL и NoSQL базах данных

  •  © maltsystem.ru

— Клеточные автоматы для задач газовой динамики— Численные расчёты на адаптивных сетках— Метод Монте-Карло для физики элементарных частиц— Операции над нерегулярными разреженными матрицам

  •  © maltsystem.ru

  •  © maltsystem.ru

  •  © maltsystem.ru

Применения

Решение для потокового шифрования

  •  © maltsystem.ru

Мы предлагаем уникальное решение, MALT-C, — программируемый на C/C++ чип с энергетикой встраиваемого микропроцессора, производительностью на Ватт на уровне современного ПЛИС на всех популярных потоковых шифрах и ценой универсального микропроцессора! Ни одного микропроцессора с подобными характеристиками ранее в России спроектировано не было!

Построенные на процессорах семейства MALT-C криптографические ускорители предназначены для использования в задачах симметричного шифрования, в том числе для потоковых шифров. Предпочтительной является многоканальная обработка. Наши процессоры построены на доверенной отечественной архитектуре. В конце 2017 мы получили с фабрики и успешно протестировали первые образцы MALT в «кремнии».

Посмотрите на характеристики: базовый кристалл, 160-ядерный MALT-C с индексом 7Mb160PLV, с частотой 1 ГГц и пиковым энергопотреблением 5 Вт в задаче шифрования AES128 обеспечивает максимальную пропускную способность 195 Гбит/c! (режим ECB, без учета подготовки ключа). На нем эффективно реализуется шифрование по стандартам ГОСТ 28147-89 («Магма»), ГОСТ Р 34.11-2012 («Стрибог») и ГОСТ Р 34.12-2015 («Кузнечик»). Попробуйте MALT! Примените в своих разработках MALT-C вместо зарубежных ПЛИС и криптографических сопроцессоров! Подробное сравнение приведено в таблице ниже.

  •  © maltsystem.ru

Примечания:

1) Увеличение скорости работы алгоритма шифрования «КУЗНЕЧИК» с использованием технологии CUDA.

2) Производительность ГОСТ-шифрования на х86- и GPU-процессорах.

3) AES-GCM Encryption Performance on Intel® Xeon® E5 v3 Processors.

4) High Performance CUDA AES Implementation: A Quantitative Performance Analysis Approach.

5) High-Performance Hardware Implementation for RC4 Stream Cipher.

6) New Speed Records for Salsa20 Stream Cipher Using an Autotuning Framework on GPUs.

7) AES-NI SSL Performance.

8) ChaCha-IP-13 / EIP-13 ChaCha20 accelerators.

Эти и другие источники вы можете найти в разделе Статьи.

2Q2019 Начало проектирования графического процессора на архитектуре MALT.

********************************************************

Запрещается полное или частичное использование материалов данной авторской статьи без указания авторства и ссылки на данную статью!

Источник: https://maltsystem.ru/ru/

  • Комментарий скрыт по причине низкого рейтинга. показать
    • 7
      Clausson Clausson
      21.04.1813:36:14

      но хотелось бы

      Хотеть это хорошо… Технические чудеса создаются поэтапно и совершенно глупо ждать когда у нас появится 28 нм если есть что предложить рынку уже сегодня.

      Главное люди талантливые, а техника дело наживное.

    • 0
      Нет аватара yaapelsinko
      22.04.1802:02:01

      Конечно, пока весь мир радостно пользуется услугами лучших фабрик, лицензирует друг у друга архитектуры, использует уже разработанные компоненты, чтобы не изобретать велосипед, Россиюшка должна, как Северная Корея, сидеть в осаждённой крепости и соревноваться одна со всем остальными миром, не пользуясь всем лучшим, что мир может предложить. Да, патриёт?

      Также читателям следует обратить внимание, как первый же камент удачно сочетает в себе стандартные мульки про «X это конечно хорошо, но хотелось бы Y» и про нероссийскойсть микросхемы по причине того, что технологический процесс травления кремния отдан на аутсорс одному из мировых заводов, специализирующемуся на этом.

      О да, этот гражданин тут по доброй воле, а не на зарплате.

  • 2
    Clausson Clausson
    21.04.1813:31:25

    Техническому писателю респект. Команда в целом молодцы!

  • 7
    Нет аватара kerosene
    21.04.1813:39:27

    Лично меня более всего порадовало то, что во втором квартале 2019 года они собираются начать разработку графического процессора на своей архитектуре MALT.

    • 4
      Holso Stitchred Holso Stitchred
      21.04.1814:41:25

      Обещалками мы уже сыты по горло. Пусть сначала выпустят свой ГП в железе, тогда и порадуемся.

  • 1
    Андрей Иванов Андрей Иванов
    21.04.1815:37:02

    Читал внимательно,но не смог осилить!    Так это MIPS камень?Или какая-то совсем другая архитектура?А вообще за такую движуху огромное уважение!   

    • 2
      Е.Юрий Е.Юрий
      21.04.1816:25:38

      MALT-C — семейство микропроцессоров российской разработки для выполнения вычислительно сложных криптопреобразований с предельной энергоэффективностью. Чип построен на базе отечественной многоядерной архитектуры.

      • 0
        Андрей Мельник Андрей Мельник
        21.04.1822:35:07

        Когда у нас будут эти штуки делать?

        • 1
          Е.Юрий Е.Юрий
          22.04.1803:17:36

          Оборудование разработать и изготовить дело не мгновенное — был большой провал в отрасли, но знаю работают над этим.

          • 0
            Андрей Мельник Андрей Мельник
            22.04.1810:01:38

            Это хорошо! Такие «чувствительные» технологии и производства обязательно должны быть у нас!

            Отредактировано: Андрей Мельник~10:02 22.04.18
  • 2
    Е.Юрий Е.Юрий
    21.04.1816:31:15

    Хорошее движение, удачи ребятам!   

  • 0
    Нет аватара Захарка
    21.04.1816:51:12

    Новости, безусловно плюс, хотя она и довольно старая — декабрь 2017 года.

    Хотел бы уточнить один момент — ребята утверждают, что их ЦПУ может, в том числе, выполнять задачи по созданию блокчейн-цепочки. В этой связи вопрос — можно ли данный процессор считать приблизительным аналогом программируемых логических интегральных схем, вроде Altera, Xilinx и Achronix?

    Если да, то это прекрасная новость.

    По поводу тайваньского производства, и тех, кто считает, что это «некошерно» — я вам могу привести несколько ярких примеров компаний, которые производством чипов не занимаются, но при этом являются мировыми лидерами в своей области — те же AMD и NVIDIA.

    Разумеется, свое производство необходимо хотя бы для обеспечения научного задела, но в настоящий момент строить у себя аналог TSMC нужно в том случае, если при этом будут обеспечены соответствующие заказы.

    Отредактировано: Захарка~16:53 21.04.18
    • 0
      Нет аватара azurel
      21.04.1821:45:51

      Нет это аналог таких спецпроцессоров как Google Tensor Unit, китайских ShenWei, конкурент Interl Xeon Phi, массив спецядер под управлением универсальных ядер.

    • 0
      Андрей Цветков Андрей Цветков
      22.04.1803:30:51

      Было бы совсем неплохо,если бы на рынке появилось что-то специальное для майнеров, и цены на обычную ПК комплектуху осели.

      • 0
        Нет аватара Захарка
        22.04.1810:23:54

        Ну с учетом того, сколько сейчас майнеров-хомячков, это действительно была бы золотая жила. В конце концов, майнинг на видеокартах — несусветная глупость, так как с данной задачей ПЛИС’ы справляются гораздо лучше.

  • 0
    Нет аватара segfault
    23.04.1807:48:21

    Ага, вот и НИИ Квант подтянулся со своим чипом    

Написать комментарий
Отмена
Для комментирования вам необходимо зарегистрироваться и войти на сайт,