«Байкал» и «Эльбрус», или Особенности национального процессоростроения. «Байкалы» приблизились на тестах к современным процессорам Intel

Разработчики отечественных процессоров «Байкал» провели их развернутое тестирование по ряду метрик. Одна из них выгодно демонстрирует сопоставимость характеристик российского изделия с продукцией мировых лидеров рынка.

Позитивный тест для «Байкала»

Отечественные процессоры «Байкал» по ряду параметров продемонстрировали показатели производительности, сопоставимые с продукцией признанных мировых лидеров отрасли.

В августе 2017 г. компания-разработчик «Байкал электроникс» провела полноценное тестирование быстродействия своего процессора Baikal-T1, работающего с тактовой частотой 1,2 ГГц. Для оценки его свойств применялась методика, предусматривающая возможность систематизации полученных результатов вне зависимости от типа процессорной микроархитектуры и используемой программной платформы.

Измерения проводились в шести приложениях, определяющих производительность как вычислительных модулей процессора, так и пропускную способность реализованных функциональных блоков: CoreMark, Dhrystone, Whetstone, Stream, IPERF, SPEC CPU2006.

Условия тестирования (источник: «Байкал электроникс»)

«Бенчмаркинг показал, что реальные показатели быстродействия процессора Baikal-Т1 превосходят оценочные характеристики для процессорных ядер MIPS P-класса, а те, в свою очередь очень выгодно смотрятся по сравнению архитектурой х86», — прокомментировал CNewsитоги теста представитель «Байкал электроникс» Андрей Малафеев. Из его пояснений можно было заключить, что речь идет об отношении производительности к энергопотреблению и производительности к площади кристалла.

Результаты тестирования Baikal-T1 (источник: «Байкал электроникс»)

При этом Малафеев отдает себе отчет в том, что Baikal-T1 архитектурно ориентирован в первую очередь на рынки коммуникационных решений и встроенных систем. Однако с точки зрения Малафеева, хорошая производительность позволяет использовать рассматриваемый Baikal-T1 как универсальный процессор «в обширной экосистеме, которая развивается уже более четверти века и имеет значительный потенциал на существующих и только возникающих рынках».

Условное сравнение

Как можно было понять из общения с Малафеевым, наибольшее значение его компания придает тесту на бенчмарке CoreMark (о его сравнении с другими метриками читайте ниже), который в большей степени ориентирован на процессоры для встраиваемых систем, хотя применяется и для других процессоров самого разного назначения.

На сайте кураторов теста Baikal-T1 официально на данный момент не представлен — «Байкал электроникс» еще не подавала в него полученные на ее тесты результаты.

Выборочное условное сравнение известных процессоров с Baikal-T1 на тесте CoreMark

Источник: CNews Analytics

* тестировался сервер на базе двух одноядерных процессоров

В этой связи CNews Analytics для наглядности отобрал результаты тестирования нескольких актуальных процессоров известных марок и указал среди них предполагаемое место Baikal-T1 (см. таблицу).

На чем тестировался «Байкал»

По словам Малафеева, приведенные шесть бенчмарков представляют собой наборы синтетических тестов с определенной смесью инструкций, характерной для тех или иных приложений.

«Традиционные бенчмарки Dhrystone и Whetstone предназначены для оценки производительности центрального процессора на вычислениях в целочисленной арифметике и арифметике с плавающей запятой соответственно, — говорит Малафеев. - Они универсальны, и могут быть написаны на разных языках программирования (например, первые версии Dhrystone и Whetstone, вышедшие в 1960-1970 годах прошлого века, были написаны еще на языках Fortran и Algol 60). В то же время, они могут использовать разные библиотеки и, будучи собраны разными компиляторами, дают существенно различающиеся исполнительные коды, что в определенной степени обесценивает полученные с их помощью оценки быстродействия. В какой-то мере эти недостатки преодолеваются стандартизацией некоторых скомпилированных кодов (имеются ввиду версии для DOS, OS/2, Windows)».

Бенчмарк CoreMark, по заверению эксперта, ориентирован на встраиваемые системы и включает такие функции как обработка списков, манипуляции с матрицами, реализация автомата состояний и вычисление контрольного кода CRC (Check Redundancy Code). Он написан на стандартном языке «Си», и в отличие от других бенчмарков не включает никаких дополнительных библиотек и выдает одинаковый результат.

«Эти преимущества делают данный бенчмарк все более популярным, и он постепенно вытесняет конкурентов, — говорит Малафеев. - Тем не менее, Dhrystone и Whetstone по-прежнему достаточно широко используются».

Тест Stream, говорит эксперт, представляет собой простую синтетическую тестовую программу, которая измеряет устойчивую пропускную способность памяти (в МБ/с) и соответствующую скорость вычислений для простых векторных ядер.

IPERF — это инструмент с открытым исходным кодом, который можно использовать для тестирования производительности сети. SPEC CPU2006 содержит два набора тестов: CINT2006 для измерения и сравнения вычислительной интенсивности целочисленной производительности и CFP2006 для измерения и сравнения вычислительной интенсивности с плавающей запятой.

Baikal-T1, тиражи выпусков, стоимость разработки, потребители

Baikal-T1 представляет собой процессор с архитектурой MIPS (Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages), созданной в соответствии с концепцией RISC, то есть для процессоров с сокращенным набором команд.

Разработка процессора была завершена в конце 2014 г., и в декабре «Байкал электроникс» передал на фабрику TSMC так называемый RTL-код изделия для его выпуска. В мае 2015 г. компания объявила о выходе инженерных образцов.

Тогда сообщалось, что разработка была реализована при поддержке Минпромторга с привлечением средств самого ведомства и федеральной целевой программы «Развитие электронной компонентной базы и радиоэлектроники на 2008-2015 гг.», а также инвестиций компаний «Т-нано» и «Т-платформы» (материнская структура «Байкал электроникс»). Конкретной суммы вложений в проект в «Байкал» тогда не раскрыл.

Далее образцы были вручную протестированы, и в «Байкале» убедились в их работоспособности. После этого компания в конце лета 2015 г. подала заявку в экспертный совет Фонда развития промышленности (ФРП) при Минпромторге на получение тематического займа для продолжения проекта — запуска серийного производства.

В октябре 2015 г. льготный займ был одобрен. При уровне собственных вложений компании в 288 млн руб. объем этого займа составил 500 млн руб. На эти деньги «Байкал» в декабре 2015 г. разместили заказ на TSMC. В сентябре 2016 г. свет увидела так называемая установочная партия примерно в 10 тыс. процессоров.

В марте 2017 г. в «Байкал электроникс» объявили о скором выходе 100-тысячной промышленной партии.

Основными потребителями Baikal-T1 выступают производители телекоммуникационного оборудования (роутеры, IP-телефоны, накопители данных и т. д), вычислительной техники, оборудования для встраиваемых систем (промышленная автоматика, терминалы, автомобильные системы и т. д.). Объем потребления процессоров на этих рынках, по оценка ФРП, растет в пределах 7-15% в год.

Вчера мне довелось первым из представителей прессы побывать в компании Байкал электроникс, разработавшей и производящей процессор Baikal-T1.

Этот маленький процессор потребляет всего 5 Вт и может работать даже без радиатора. В процессор встроены три порта Ethernet (два гигабитных и один 10-гигабитный), контроллер памяти DDR3-1600, поддерживающий до 8 ГБ, контроллер PCIe Gen.3, контроллер SATA 3.0 (6 Гбит), контроллер USB 2.0.
Процессор построен на 2-ядерном MIPS 32 r5 P5600 (это первая в мире реализация процессора на этом ядре), работающем на частоте до 1,2 ГГц, встроенная кэш-память 1 Мбайт, технологический процесс 28 нм.

По производительности Baikal-T1 сопоставим с процессорами Intel Atom и процессорами современных смартфонов. Он будет применяться преимущественно в телекоммуникационном оборудовании (роутерах, управляемых коммутаторах), но пригоден и для тонких клиентов.

Компания "Т-Платформа" начинает производство моноблоков Таволга Терминал TP-T22BT на процессоре Байкал Т1. Они будут использоваться для создания автоматизированных рабочих мест там, где предъявляются специальные требования безопасности.

«Таволга» работает под управлением Linux и может оснащаться любыми совместимыми с ней прикладными программами - пакетом офисных приложений LibreOffice, браузером Firefox и многими другими.

«Таволга Терминал» также работает в терминальном режиме в качестве веб-клиента, обеспечивая удаленный доступ к любым приложениям через веб-браузер или с использованием протоколов удаленного рабочего стола, таких как RDP или VNC.

«Байкал Электроникс» подписали меморандум о научно-техническом сотрудничестве с компанией Lenovo.
Lenovo уже продемонстрировали рабочий образец моноблока ThinkCentre Tiny-in-one 23, построенный на процессоре Baikal-T1.

Сегодня я впервые публикую данные о быстродействии процессора Baikal-T1, работающего на частоте 1 ГГц.

Coremark: 10342 coremarks (2 thread), Whetsnone: 1052 MWIPS (2 thread), Dhrystone: 3651 VAX MIPS (1 thread).
Результаты Coremark для большинства процессоров можно посмотреть тут.

К моменту завершения разработки процессора Байкал-Т1 компания существовала уже три года, в ней работало 70 российских "железячников" и программистов.

За основу было взято лицензированное ядро MIPS P5600, кроме того были лицензированы контроллеры Ethernet, SATA и USB. Российским разработчикам предстояло собрать эти компоненты вместе, заставить их корректно работать друг с другом и произвести разводку чипа по современной топологии 28 нм. Некоторые компоненты процессора разрабатывались с нуля.

Я попросил показать топологию процессора Байкал-Т1.

Так выглядит один маленький её кусочек.

Таких кусочков в процессоре миллионы.

Вы тоже видите странных грустных животных в топологии соединений Байкала? ;)

Это всего лишь один слой соединений.

Для процессора Байкал-Т1 была разработана и выпущена отладочная плата в стандартном формате MicroATX.

Это две самых первых платы.

Плата №0001. Кодовое имя "Лошадка". :)

В электронную лабораторию Байкал Электроникс не пускают никого, даже большинство своих сотрудников. Меня пустили. :)

Офис разработки программной части.

Идёт тестирование.

Процессор Baikal-T1 получился вполне конкурентоспособным и за счет большого количества различных интерфейсов на чипе обладает преимуществами перед конкурирующими изделиями иностранных разработчиков. При стоимости около $60 он позволит создавать телекоммуникационное и промышленное оборудование, блоки диспетчеризации и тонкие клиенты, системы автоматизации и управления. Российское происхождение гарантирует отсутствие "закладок" и позволит применять его в структурах с повышенными требованиями к информационной безопасности.

Сейчас Байкал Электроникс работает над разработкой новых процессоров на базе архитектуры ARM - Baikal-M для настольных ПК, встроенных систем, средств промышленной автоматики, смарт-камер и Baikal-MS для микросерверов и встроенных систем.

», в составе которой - вычислительная техника на основе процессора BE-T1000 («Байкал-Т1») и операционные системы «Альт» для серверов и рабочих станций. Начальный объем продаж планируется от 1 тысячи компьютеров в месяц; задача на ближайшие 2 года - увеличить его до 10 тысяч в месяц, сообщили TAdviser 25 февраля 2019 года в «Хамстер Роботикс». Подробнее .

2018

Процессоры BE-T1000 поступят в розничную продажу по цене 3990 рублей

АО «Байкал Электроникс», российская фаблесс-компания и производитель микропроцессоров, объявила в мае 2018 года о начале розничных продаж своей продукции в количествах, необходимых для прототипирования и производства тестовых образцов продукции. С 1 июня 2018 года в магазинах электронных компонентов «Чип и Дип » можно будет приобрести отечественные системы-на-кристалле BE-T1000 (кодовое наименование Baikal-T1). Розничная цена одного процессора составляет 3990 рублей.

Ценовая политика в отношении партий продукции для серийного производства определяется АО «Байкал Электроникс» в индивидуальном порядке. Поставки продукции в этом случае осуществляются АО «Байкал Электроникс» напрямую заказчику.

Система-на-кристалле BE-T1000 соответствует требованиям к промышленной продукции российского производства и классифицирована в качестве интегральной схемы второго уровня.

Процессоры «Байкал» начинают продаваться в рознице. Цена снижается в четыре раза

По сути БФК представляет собой одноплатный компьютер без графической подсистемы (специализированной видеокарты). При этом для визуального отображения информации плату можно подключить к внешнему монитору - видео станет обрабатываться самим центральным процессором.

В компании поясняют, что раньше эти платы с процессорами «Байкал» были доступны только для юридических лиц, а их цена составляла примерно 200 тыс. руб. Теперь БФК 3.1 в рознице будут продаваться по цене в пределах 50 тыс. руб., хотя эта сумма может скорректироваться примерно на 5 тыс. руб. в зависимости от принятой системы налогооблажения.

Желающие протестировать возможности «Байкалов» до их приобретения теперь могут сделать это бесплатно. 11 января стало известно о том, что усилиями «Байкал электроникс» и факультета вычислительной математики и кибернетики (ВМК) МГУ имени М. В. Ломоносова на базе ЦОДа ВМК начала работу лаборатория отечественной электроники, доступ к которой открыт для всех заинтересованных лиц.

Используя ресурсы лаборатории, получившей название Лаборатория электроники «Байкал» (ЛЭБ),можно проводить оценку производительности центрального процессора и решений на его основе, а также отладку прикладного и системного ПО.

2017

«МойОфис» появится на «Таволга терминале»

Десктопная версия пакета офисных программ «Мой офис » будет поддерживаться рабочими станциями «Таволга терминал », созданными на базе российских процессоров «Байкал-Т1 ». Компания «Новые облачные технологии », разработчик пакета «Мой офис», и компания «Т-Платформы », создавшая «Таволга терминал», заключили соответствующее соглашение о технологическом партнерстве.

Пакет «МойОфис Стандартный», способный работать на «Таволга терминале», начнет распространяться через партнерскую сеть «Мой офис» с начала 2018 г. Пакет дает возможность создавать и редактировать документы, таблицы, презентации, а также управлять почтой. Он позволяет работать с популярными форматами файлов вроде DOCX, XLSX и PPTX. Совместим с различными ОС , включая Windows и Linux .

Крупносерийное производство

2016: Процессор "Байкал" официально стал первой российской микросхемой

В конце ноября 2016 года микропроцессор Baikal-T1 получил статус интегральной схемы отечественного производства. Его разработчик – компания АО «Байкал Электроникс » получила официальное заключение Минпромторга, в котором говорится, что процессор соответствует требованиям к российской промышленной продукции.

По данным компании, другие российские производители микросхем (например, «Микрон» или МЦСТ, выпускающий процессор «Эльбрус») такой статус пока не оформили. В "Микроне" TAdviser сообщили, что компания подала документы в Минпромторг, но решения пока нет.

«Байкал Электроникс» начала регистрировать микросхему как российскую разработку вскоре после ее выпуска весной 2015 года. В компании не скрывают, что сам процессор производится на заводе в Тайване, но отмечают, что основная часть работы делается в России .

Правительством прописана процедура для того, чтобы признать или не признать микросхему российской. Этот вопрос регулируется несколькими постановлениями правительства РФ, в частности №719 от 17 июля 2015 года «О критериях отнесения промышленной продукции, не имеющей аналогов, произведённых в Российской Федерации», и приказом Минпромторга РФ от 12 ноября 2015 года № 3568.

Объем заказа около 100 тыс. единиц. Сведения о покупателях не публиковались, но по словам Андрея Малафеева , представителя «Байкал Электроникс », среди заказчиков более 100 фирм, около 20 из которых - зарубежные, в том числе разработчик решений в области автоматизации «Акситех », тайваньский производитель встраиваемых компьютеров Lanner и другие.

Выпуск инженерных образцов

26 мая 2015 года ОАО «Байкал Электроникс» объявила о выпуске инженерных образцов многоядерного процессора Baikal-Т1, ориентированного на использование в широком спектре промышленных и потребительских устройств на рынках коммуникационных решений, промышленной автоматики и встроенных систем.

Характеристики Baikal-Т1:

• 2 суперскалярных ядра P5600 MIPS 32 r5
• Рабочая частота 1,2 ГГц
• Кэш L2 1 Мбайт
• Контроллер памяти DDR3-1600

Интегрированные интерфейсы:

• 1 порт 10Gb Ethernet
• 2 порта 1Gb Ethernet
• контроллер PCIe Gen.3 х4
• 2 порта SATA 3.0

• Энергопотребление < 5 Вт

• Технологический процесс 28 нм

• Корпус 25х25 мм.

Процессор Baikal-Т1, 2015

Григорий Хренов , технический директор «Байкал Электроникс », отметил: «Без преувеличения появление Baikal-Т1 – это серьезная веха для российской микроэлектронной отрасли. Наши специалисты создали не просто процессор, а первую отечественную систему на кристалле с большим набором современных высокоскоростных интерфейсов. Важно отметить, что это также первая в мире реализация новейшей версии ядра Warrior P-class P5600 популярной процессорной архитектуры MIPS, ориентированной на рынки коммуникационных решений и встроенных систем. Это позволяет Baikal-T1 занять место в обширной экосистеме, которая развивается уже более 30 лет и имеет значительный потенциал на растущих рынках. Еще одной отличительной чертой системы является возможность создавать на ее базе решения с пассивным охлаждением. Baikal-Т1 – отечественная разработка, все блоки которой, в том числе лицензионные, есть в исходных кодах, что является гарантией высокого уровня безопасности продукта».

«Наши акционеры поставили перед нами амбициозную цель – разрабатывать только конкурентоспособные продукты – и мы двигались к её реализации: собрали профессиональную команду инженеров, добились лицензирования наиболее современных IP и средств разработки, заключили соглашение с ведущей фабрикой об использовании технологического процесса 28 нм. Мы выполнили все стадии маршрута разработки – от создания архитектуры системы на кристалле до топологического синтеза и верификации, – и сегодня представляем результат нашей интенсивной работы – инженерные образцы нашего первого продукта», - заявила Светлана Легостаева , генеральный директор «

Компания «Байкал Электроникс» сообщила о том, что в розничную продажу впервые поступили российские «системы-на-кристалле» BE-T1000, известные под кодовым именем Baikal-T1 .

Чипы выполнены на архитектуре MIPS. Они содержат два вычислительных ядра P5600 с тактовой частотой до 1,2 ГГц. Имеется контроллер памяти DDR3-1600 ECC; заявлена поддержка интерфейсов 1/10 Gb Ethernet, PCIe Gen.3, портов SATA 3.0 и USB 2.0.

Процессоры предлагаются в составе оценочных плат BFK3.1. Это одноплатный компьютер, работающий под управлением ОС Linux. Плата предназначена для разработки системного и прикладного программного обеспечения, проектирования и прототипирования аппаратных решений, сочетающих высокую производительность и энергоэффективность, а также для анализа и оценки технических характеристик «Байкал-Т1».

Плата имеет формат FlexATX: 229 × 191 мм. Есть один разъём для модуля SO-DIMM DDR3-1600, слот PCIe Gen3 x4, два порта SATA 3.0, порт USB 2.0. Платы реализуются через российскую сеть магазинов «ЧИП и ДИП». Цена составляет 39 900 рублей, оформить заказ можно на этой странице . Плата предназначена для разработки и низкоуровневой отладки ПО, а также для оценки производительности SoC и её совместимости с другим оборудованием, но не для построения конечных продуктов.

На этой неделе компания «Т-Платформы» представила первый серийный ПК на базе российских процессоров «Байкал-Т1». Компьютер, выполненный в форм-факторе моноблока, получил название «Таволга терминал».

Процессор «Байкал-Т1» – гордость «Т-Платформы» – создан ее «дочкой», компанией «Байкал электроникс». Это промышленный чип с архитектурой MIPS32 R5 Warrior. У него два 32-битных ядра Р5600 с рабочей частотой до 1,2 ГГц, кэшем L2 1 МБ, контроллером памяти DDR3-1600. Строго говоря, в России разработан только чип, функциональные блоки процессорного ядра лицензированы у Imagination Technologies, а сам процессор произведен на мощностях компании TSMC.

Процессор «Байкал-Т1» – двухъядерный, на сайте производителя ПК его возможности не раскрываются. Прямыми конкурентами «Т-Платформы» называет чипы американской компании Broadcom серии Stratagx, а также компании Freescale серии QorIQ T1020. На основе этих микросхем создаются роутеры (в том числе и домашние), а также устройства промышленной автоматизации и тонкие клиенты. По производительности эти решения уступают компьютерам на базе процессоров Intel 5-6-летней давности.

Чип «Байкал-Т1» позиционируется как первый российский процессор, созданный на основе 28-нм технологического процесса. Флагманские смартфоны iPhone 6s и iPhone 6s Plus, в состав которых входит однокристальная платформа Apple A9, выпускаются двумя разными производителями Samsung и TSMC: в первом случае используется 14-нанометровая технология, во втором - 16-нанометровая. Вычислительная мощность Apple A9 настолько высока, что сравнима по быстродействию не только с устройствами в своем классе, но и гаджетами из другой категории, писал ранее AnandTech. По словам обозревателей, процессоры Apple последнего поколения дошли до такого уровня производительности, что способны составить конкуренцию линейке Intel Core M.

Предыдущее поколение iPhone, дебютировавшее в 2014 году, базируется на чипах Apple A8 и выпускается все той же TSMC по 20-нм техпроцессу. Еще более ранняя модель iPhone 5s создана на базе 28-нанометровых процессора Apple A7. И именно эта архитектура соответствует архитектуре процессоров «Байкал-Т1» из «Таволга терминал». При этом A7 является 64-битным чипом, а российский «аналог» оперирует 32-битными ядрами.

Кроме 2-ядерного процессора 21,5-дюймовый «Таволга терминал» включает графический адаптер SM750 с 16 МБ видеопамяти. Оперативной памяти у моноблока – от 2 до 8 ГБ, накопитель можно выбрать – либо 8 ГБ NAND Flash, либо 8 ГБ Disk-on-Chip SSD, либо 2.5” SATA SSD. Компьютер оборудован двумя портами Gigabit Ethernet, позволяющими работать с двумя разными сетями (например, внешней и внутренней) и четырьмя портами USB 2.0.

Первые крупные поставки моноблоков стоимостью 69 000 рублей запланированы на II квартал. В числе тех, на кого ориентирован компьютер «Таволга Терминал», названы Федеральные органы исполнительной власти России, государственные организации и корпоративные заказчики, предпочитающие отечественные решения и предъявляющие высокие требования к безопасности данных.