Железо

Новая статья: Отечественные микропроцессоры. Были! Есть. Будут?

⇡#Введение

⇡#Как мы дошли до жизни такой?

В целом они до сих пор актуальны — с поправками в некоторых цифрах, но суть, впрочем, не изменилась. Перво-наперво очень рекомендуется ознакомиться с двумя буквально программными статьями на "Хабре": раз ("Микроэлектронная индустрия в России [2012]") и два ("Почему в России почти нет гражданского/коммерческого высокотехнологичного производства?"). Напомним, что в 60-х пришли к выводу о необходимости создания серии мощных, унифицированных ЭВМ с единой архитектурой (ЕС ЭВМ) и в качестве основы для таковой была выбрана IBM System/360, хотя многие до сих пор считают этот выбор неудачным, потому что надежды на переиспользование стороннего ПО в итоге не оправдались. Также полезно ознакомиться с историей о том, какие решения были приняты в СССР — хотя бы на примере НИЦЭВТ. В этой истории есть несколько важных нюансов. Более того, затраты на софт, по мнению некоторых исследователей, оказались много выше, чем на «железо». Представительство IBM появилось в СССР аж 1974 году, а оборудование в том числе и закупалось. Во-первых, тогда это было вполне законно, так как патентовалось обычно конкретное исполнение, а не сама архитектура.

Конкурентом IBM в этом вопросе была британская ICL, которая была готова продать лицензии со всей документацией и исходными кодами. Во-вторых, выбор конкретной архитектуры занял не один год. А после упразднения головной корпорации в 2013 только российское подразделение, сильно разросшееся, стало работать под этим брендом. По иронии судьбы ICL уже сама в 1991 году выкупила долю Казанского завода электронно-вычислительных машин и создала совместное предприятие. Кроме того, за IBM вскоре последовали клоны PDP, а затем вообще стали копировать все хоть сколько-нибудь заметные на западном рынке архитектуры, процессоры, ПК, микроконтроллеры, периферию, софт и так далее. Наконец в-третьих, в СССР разработку собственных вычислительных систем вовсе не забросили, хотя и уделялось этому меньше внимания.

Получалось всё это с переменным успехом. Зачастую без оглядки на патенты и лицензии. Хотя многое и закупалось, пусть тоже не всегда и не совсем легально. Что-то улучшали, что-то ухудшали, но в итоге всё это так или иначе работало, и, что важно, с экономической точки зрения было вполне оправданно. Если вам интересна история, то можно начать знакомство с книги «Информационные технологии в СССР. С другой стороны, в отношении СССР с 1980 года в рамках программы КоКом (CoCom) были введены запреты — в том числе и на поставку вычислительной техники. Ревича. Создатели советской компьютерной техники» за авторством Ю. После распада ситуация поменялась кардинально — почти всё можно было купить или лицензировать, были бы деньги.

⇡#Наше или не наше?

Если купили, например, лицензию на ядра и прочие IP-блоки, довели всю конструкцию до ума и отправили на производство зарубеж, то отечественное ли это изделие — или всё-таки нет? В связи с этим очень часто возникают споры. А если полностью выкупили всё-всё, но производят в России? А если самостоятельно сделали схему под чужую систему команд? В обоих случаях компания-разработчик юридически обязана быть российской. В проекте Минпромторга, если коротко, предполагается двухуровневая классификация. При этом вполне допускается покупка лицензий у любых компаний. Для чипов первого уровня она должна заниматься разработкой «структуры, логической и (или) электрической принципиальной схемы, топологии, <…> ПО», а «производство интегральной схемы, включая транзисторный цикл и изготовление слоев металлизации осуществляется на территории РФ».

Тут нужно, чтобы права на топологию были в РФ, а выпускать микросхемы можно где угодно, но только если внутри страны нет требуемой производственной базы. Для чипов второго уровня всё несколько проще. Перевести абстрактную «логику» в массовое производство «кремния», попутно обеспечив всё это программной платформой, очень непросто, особенно при уменьшении техпроцесса. Критерии вообще-то вполне справедливые, потому что покупка лицензий и готовых блоков — это даже не полдела. Опасения по поводу внедрения закладок в исходники или на этапе зарубежного производства небезосновательны, но, видимо, сочтены или слишком труднореализуемыми, или легко выявляемыми — ну или и то, и другое. К тому же многие почему-то любят говорить именно про микропроцессоры, но забывают о десятках категорий других компонентов или IP-блоков — какие-нибудь микроконтроллеры или просто контроллеры периферии/шин не менее важны. Да и в целом векторов атак намного больше.

Просто для примера — компания YADRO занимается созданием СХД на базе платформы OpenPOWER. Кроме того, ещё есть большая и важная область создания готовых продуктов, решений, систем. Компания хоть и отнекивалась долгое время, но, похоже, именно её решения в комплексе «Купол» используются для реализации «пакета Яровой» на сети "Мегафон". О некоторых аспектах работы она открыто рассказывает. С последним, правда, не всё так гладко. Это тоже огромная инженерная работа и пример импортозамещения. Приятно, конечно, потешить собственное самолюбие, попытавшись побороться в гражданском секторе с крупными западными игроками, но экономически это просто самоубийственно. С другой стороны, замещение это далеко не всегда нужно.

С этим, кстати, связано ещё несколько особенностей нашего рынка. Поэтому вкладываются только в критически важные области, где в случае эмбарго есть риск остаться ни с чем: ВПК и ТЭК в первую очередь, а также в связь, медицину, космос. Во-вторых, немало продукции имеет радиационно-стойкое исполнение, расширенный температурный режим работы и прочие прелести. Во-первых, практически невозможно найти детальную публичную информацию о реальных объёмах производства и конкретных заказчиках. Иными словами, далеко не всегда и везде они конкурентноспособны на мировом рынке. В-третьих, большинство разработчиков формально являются независимыми коммерческими предприятиями, но нередко складывается ощущение, что фактически деньги они прямо или опосредованно получают от единственного заказчика — государства и его структур.

⇡#Тоньше работать надо?

Среди крупных заводов есть "Микрон", "Ангстрем" и "Ангстрем-Т", на которых доступны нормы вплоть до 90 нм, а когда-нибудь появится и 65 нм. В частности, очень часто попрекают отечественное производство микроэлектроники отсутствием современных техпроцессов. Естественно, для действительно сложной электроники вроде CPU или SoC техпроцесс может быть критически важным, но для всего остального это далеко не всегда так. Имеются и другие, более мелкие производственные площадки для норм микрометрового уровня или толще. Вообще, подавляющее большинство компаний-разработчиков электроники уже давно перешли в стадию fabless, отдав производство на откуп профессионалам или изначально не вкладываясь в постройку собственных фабрик.

На современные нормы 10 нм приходится только 13 % заработка, 16/20 нм и 28 нм приносят 25 % и 23 % соответственно. В свежем отчёте TSMC за второй квартал можно найти хорошую иллюстрацию. Обратите внимание, что речь в отчёте идёт о деньгах, а не о количестве кристаллов или пластин. При этом до сих пор сохраняются линии на 250 нм и толще. Просто так за «тонкостью» гнаться смысла нет. Более старые техпроцессы дешевле современных, так что в реальности объёмы поставок чипов с суперкрошечными транзисторами существенно меньше, чем с относительно крупными. В первой части мы рассмотрим CPU и SoC на базе зарубежных архитектур, а во второй обратимся к собственным разработкам. Вот с этим знанием можно приступить к знакомству с отечественной продукцией. Вся информация получена из открытых источников, а некоторые технические нюансы опущены или осознанно упрощены для простоты понимания. В обзор включены только наиболее интересные и заметные решения, а также несколько оригинальных архитектур и DSP.

Следующая страница →

⇣ Содержание

Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

Теги
Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть