В 1991 году закончилась работа над третьим представителем семейства «Эльбрусов»

Громоздкий шкаф последнего «Эльбруса» с 15 млн. транзисторов и около 3 тыс. схем средней и малой интеграции — это два-три современных чипа

Пользовавшиеся мощной поддержкой государства, никогда не работавшие в условиях рынка и не знавшие, что такое конкуренция, академические и оборонные институты внезапно оказались без государственного финансирования. С концом «холодной войны» и падением «железного занавеса» зарождающийся российский рынок стал доступен для крупнейших западных производителей компьютерной техники. В 1990 году были значительно ослаблены ограничения КОКОМ на ввоз в восточноевропейские страны высокопроизводительной компьютерной техники. В 1991-м в Союзе появляются RISC-машины Sun, IBM, НР, с которыми наши суперкомпьютеры, пусть и вполне неординарные по архитектуре, но совершенно допотопные по элементной базе, не имели никаких шансов конкурировать.

Одновременно 1991-й — это год активного формирования отечественного компьютерного бизнеса. Правда, среди новых фирм довольно велика была доля тех, кто зарабатывал деньги исключительно на продажах импортных ПК. Но в это же время появляются компании, создатели которых за годы работы в условиях плановой экономики накопили богатый опыт разработки аппаратных и программных систем и стремились использовать свой задел на коммерческом поприще. В 1991 году закончилась работа над третьим представителем знаменитого семейства «Эльбрусов», серийный выпуск которого так и не был начат. Однако команда разработчиков во главе с членом-корреспондентом РАН Борисом Бабаяном в 90-е годы трансформируется из академической группы в мощную компанию, одним из результатов работы которой станет собственный микропроцессор нового поколения, способный составить реальную конкуренцию 64-разрядной архитектуре Intel.

Мощный многопроцессорный вычислитель «Эльбрус-1» был построен в 1978 году, на 15 лет раньше западных машин, и воплотил принципы суперскалярной архитектуры. Затем в первой половине 80-х появился «Эльбрус-2» с идентичной архитектурой, но на более совершенной элементной базе. А в 1986 году группа сотрудников ИТМиВТ им. С. А. Лебедева, руководимая Бабаяном, начала разработку «Эльбруса-3», основанного на совершенно новых архитектурных идеях. «Мы первые сделали суперскаляр, но первые же поняли его недостатки», — вспоминает Бабаян. Чтобы повысить эффективность работы процессора, необходимо было перевести сложный процесс распараллеливания команд с этапа выполнения, как в суперскалярной машине, на этап компиляции. В новом «Эльбрусе» опять же впервые в мире были реализованы явный параллелизм на уровне операций и широкое командное слово — принципы, которые составляют основы современной технологии EPIC (explicitly parallel instruction computing). Построенная на устаревшей элементной базе, машина «Эльбрус-3» благодаря совершенству своей архитектуры могла обеспечить в два раза большую скорость обработки данных, чем самый быстрый американский суперкомпьютер тех лет Cray Y-MP.

В «Эльбрусе-3» была развита поддержка аппаратного контроля типов данных, реализованная уже в первых поколениях этих машин и обеспечившая надежное программирование. Еще одним важным достижением коллектива Бабаяна является технология двоичной компиляции, которая позволяет решить проблему совместимости программ, разработанных для машин другой архитектуры. Как отмечает Бабаян, хотим мы того или нет, огромные объемы человеческих знаний сейчас сконцентрированы на компьютерах Intel, архитектуру которых нельзя считать идеальной. Перенести эти знания на более совершенную архитектуру абсолютно прозрачно для пользователя позволяет идея двоичной компиляции, поддерживаемой на аппаратном уровне. Программное обеспечение, написанное для Intel-процессоров, компилируется в код «Эльбруса», который изначально ориентирован на поддержку определенного набора платформ. Такой подход обеспечивает высокую скорость выполнения программ на более эффективной архитектуре и одновременно освобождает разработчиков от проблем совместимости.

Появившийся в стенах ИТМиВТ 16-процессорный экземпляр «Эльбруса 3» был построен при помощи 2-микронной технологии. Громоздкий шкаф последнего «Эльбруса» с 15 млн. транзисторов и около 3 тыс. схем средней и малой интеграции — это два-три современных чипа. Бабаяну и его коллегам стало очевидно, что такая машина в условиях свободного рынка неконкурентоспособна. Но так же очевидно было и то, что реализованные в «Эльбрусе-3» идеи опережают свое время и не могут быть просто отброшены. Необходимо было сохранить и интеллектуальный потенциал, высококвалифицированных специалистов, которые создавали эти машины. Поэтому начался поиск возможностей международной кооперации, контактов с западными фирмами, которые могли инвестировать в дальнейшее развитие архитектурных принципов «Эльбруса-3» и в их микропроцессорную реализацию.

Решающими оказались встречи с руководителями Sun Microsystems Скоттом Макнили и Биллом Джоем и ведущим электронным архитектором из Sun Дэвидом Дитцеллом, который очень заинтересовался работами российских ученых. В результате весной 1992 года между Sun и группой специалистов из ИТМиВТ был заключен контракт, который предполагал реализацию заложенных в «Эльбрусе-3» идей на западной технологии. Для осуществления проекта часть сотрудников академического института во главе с Бабаяном создала фирму «Московский центр SPARC-технологий» (МЦСТ). И я не знаю других примеров, когда целый научный коллектив, прославившийся своими разработками в советское время, с таким успехом смог бы реализоваться в новую рыночную эпоху.

МЦСТ, а затем и еще несколько вновь созданных компаний, со временем объединившихся в группу «Эльбрус», сотрудничали с Sun и другими западными партнерами в области аппаратных и программных разработок, развертывали новые проекты по заказам российского правительства, активно работали в сфере телекоммуникаций и системной интеграции. Но, безусловно, главным достижением стало создание процессора «Эльбрус-2000» (Е2k), в котором воплощены на кристалле основные принципы «Эльбруса-3» в доработанном и усовершенствованном виде. О Е2k очень много писала и российская, и западная пресса. Много говорилось и о заметном «российском следе» в американских проектах — о схожести определенных черт Е2k («Эльбруса-3») и процессора Crusoe, разработанного компанией Transmeta (ее возглавляет Дэвид Дитцелл), а также новой архитектуры IA-64, создаваемой Intel и НР (в 1991 году Питер Розенблатт из НР был у Бабаяна и имел возможность во всех подробностях познакомиться со стоявшим под отладкой «Эльбрусом-3»).

Е2k пока существует в виде компьютерной эмуляции. Найдутся ли западные инвесторы, способные вложить немалые средства в кремниевую реализацию — этот вопрос остается открытым. «Будет стыдно, если талант разработчиков «Эльбруса» и технология Е2k окажутся невостребованны из-за отсутствия нескольких десятков миллионов долларов, — пишет журнал Microprocessor Report, посвятивший обширную статью российскому процессору. — Кроме всего прочего, Е2k является напоминанием — как бы это ни задевало чье-то самолюбие, — что разработка компьютерных архитектур не является исключительной привилегией Запада».

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями