Российские процессоры-кентавры «Мультикор» - разбираемся, на что они способны и где применяются

Устройство и история развития 

  «Мультикор» (Muiticore) – серия многоядерных 32 и 64-битных процессоров компании АО НПЦ «ЭЛВИС» (Электронные вычислительно-информационные системы). Процессоры «Мультикор» предназначены для встраиваемых применений, их производство было начато в 2004 году по техпроцессу 250 нм с тактовой частотой 80 МГц. К 2020 году техпроцесс уменьшился до 16 нм, а тактовая частота поднялась до 1,8 ГГц. Количество процессорных ядер с 1 увеличилось до 8, и DSP-ядер до 16. Из названия «Muiticore» итак понятно, что процессоры имеют многоядерную архитектуру. В ней применяется два типа ядер: RISC и DSP. Ядра RISC используют сокращенный набор команд, благодаря чему их декодирование является достаточно простым и быстрым, что увеличивает быстродействие процессора в целом. Они выполняют функцию центрального процессора и управляют 32-битными высокопроизводительными DSP-ядрами, которые исполняют роль ускорителя-акселлератора для цифровой обработки сигналов. Аббревиатура DSP означает Digital Signal Processor – Цифровой Сигнальный Процессор. 

Функциональная схема процессора «Мультикор» 189ВМ14Я

  Подобное совмещение в одном процессоре двух разных классов устройств: микроконтроллеров на базе RISC-ядер и цифровых процессоров обработки сигналов (DSP), позволяет процессору эффективно решать сразу две задачи: управления и высокоточной цифровой обработки сигналов. Диапазон рабочих температур составляет от -60 до +85°C.

 Почему процессоры «Мультикор» цифровые Кентавры

  Теперь поясню, что есть общего между процессором «Мультикор» и мифическим существом Кентавром, получеловеком-полуконем с буйным нравом. Ядра процессора RISC подразумевают интеллектуальную часть (человеческая голова Кентавра), она управляет DSP-ядрами (лошадиные ноги Кентавра). В результате такого совмещения (RISC-ядро + DSP-ядро) и возник этакой цифровой Кентавр, способный одновременно и интеллектуально мыслить и быстро бегать.

 Область применения

  Процессоры «Мультикор» применяются в различных областях: космос, связь, телекоммуникация, искусственный интеллект, навигация, промышленные компьютеры и др. Моделей процессоров не так уж и мало, их насчитывается более 30. Каждый модельный ряд предназначен для использования в определенной области. 

  Имеется ряд и радиационно-стойких процессоров «Мультиборт» предназначенных для космической отрасли с радиационной стойкостью не менее 300 крад, как например, у модели процессора 1892ВМ12АТ. Это даже больше, чем у процессоров «КОМДИВ».

  Есть и модель энергоэффективного процессора для мобильного применения 1892ВА018 "Скиф", он же «Scythian». Он состоит из 4-х ядер CPU ARM Cortex-A53 с тактовой частой 1,8 ГГЦ, графического процессора GPU PowerVR, имеется встроенная поддержка нейросетей и шифрования благодаря двум ядрам ELcore-50 разработки НПЦ «Элвис»; навигация с поддержкой ГЛОНАСС/GPS и многое другое. 

  На этих процессорах планируется к концу 2022 года начать производство планшетов, в дальнейшем и смартфонов, которые смогут работать под управлением российской операционной системы (ОС) «Аврора». По утверждению руководства компании АО НПЦ «ЭЛВИС» производительность планшетов с процессором 1892ВА018 «Скиф» будет на уровне Lenovo Tab M10 Plus TB-X606F (2020)  и Samsung Galaxy Tab A10.1 SM-T515 (2019).

  На его предшественнике, процессоре 189ВМ14Я продемонстрирован прототип планшета,  работающий под управлением ОС «Sailfish Mobile OS RUS», предшественницы ОС «Аврора». 

Разработка операционной системы «Аврора»

  Краткая история перерождения ОС «Sailfish Mobile OS RUS» в ОС «Аврора» такова. В 2015 году, проект развития ОС, которая называлась «Sailfish OS», перешел под крыло России. В 2016 году, после ее доработки российскими специалистами она получила название «Sailfish Mobile OS RUS» и была зарегистрирована в реестре отечественного ПО. Через два года этот проект вызвал интерес у телекоммуникационного гиганта «Ростелеком» и был им приобретен. После дальнейшего развития этой ОС, в 2019 году она получила новый бренд «Аврора» и была зарегистрирована в Роспатенте, а также прошла сертификацию в ФСТЭК и ФСБ России. 

Так выглядит графическая оболочка операционной системы "Аврора"

  Отличительной особенностью ОС «Аврора» является управление при помощи жестов, все действия с ОС производятся перелистыванием экрана. Распознаваемых жестов достаточно много и их нужно запоминать. 

  ОС содержит инструменты криптографической защиты и контроль целостности загрузчика, файловой системы и других компонентов, если их целостность будет нарушена, то устройство заблокируется.  ОС «Аврора» предназначена для государственных и коммерческих организаций, у которых приоритетом является высокая информационная безопасность. Под ее управлением могут работать мобильные устройства использующие процессоры «Мультикор». 

Где производятся процессоры «Мультикор»

    В России производством микропроцессоров занимается компания «Микрон», и освоенный ей передовой техпроцесс на сегодняшний день составляет 90 нм. А техпроцесс 65 нм еще находится на стадии освоения. Поэтому производство части процессоров для АО НПЦ «ЭЛВИС» с топологией 90 нм и более осуществляет она. А производство процессоров с топологией менее 90 нм и некоторых моделей с топологией 90 нм и более, осуществляется на производственных мощностях Тайваньской компании  TSMC.

Продукция АО НПЦ «ЭЛВИС»

  Компания «ЭЛВИС» так же разрабатывает и производит функционально готовые решения. Например, такие, как системы интеллектуального наблюдения, обнаружения и отслеживания объектов, частным случаем которой является система «Перекресток», предназначенная для автоматического выявления и фиксации нарушений ПДД. Или аппаратно-программные бортовые системы управления и обработки информации космических орбитальных станций, различные модули и многие другие.

Немного фактов об АО НПЦ «ЭЛВИС»

  Мало кто знает, что в 1974 году, благодаря специалистам «ЭЛВИС», при их непосредственном участии, был создан первый в СССР КМОП-микропроцессор. И что ими успешно были реализован проекты по созданию бортовых систем управления и обработки информации на космических орбитальных станциях «Салют» и «Мир», которые вполне достойно себя показали. В общей сложности специалистами «ЭЛВИС» было успешно реализовано около 200 уникальных проектов в области космической электроники. Все это говорит о достаточно высоком уровне  научно-производственного потенциала АО НПЦ «ЭЛВИС» в области производства микроэлектроники. 

 Выводы

  И поводя итог, скажу что процессоры «Мультикор» компании АО НПЦ «ЭЛВИС» достаточно широко используются в различных областях, начиная от космоса и заканчивая мобильными устройствами. И что у компании АО НПЦ «ЭЛВИС» есть хороший багаж опыта и знаний в области производства микроэлектроники, что дает ей хорошие перспективы в дальнейшем развитии. 

  Из предыдущих моих статей вы можете узнать о российских процессорах «Эльбрус» и процессорах «КОМДИВ».

 Надеюсь, статья была для вас интересна. Пишите в комментариях, как вы считаете, есть ли дальнейшие перспективы развития у процессоров «Мультикор» и у самой компании АО НПЦ «ЭЛВИС».