В России создан процессор оригинальной архитектуры. Не «Эльбрус» и не «Байкал»
Организованный десять лет назад при МГУ микроэлектронный дизайн-центр Malt System разработал и зарегистрировал в Роспатенте процессор с собственной архитектурой для потоковой обработки сетевого трафика. Ожидается поступление первой партии этих чипов с TSMC.
Регистрация «Энцелада»
Российская команда разработчиков многоядерных процессоров, компания Malt System прошла процедуру регистрации топологии своего нового процессора, получив свидетельство Роспатента.
В модельном ряду компании новинка имеет наименование Malt-Cv3, коммерческое ее название — «Энцелад» (имя одного из титанов в древнегреческой мифологии, перекочевавшее к шестому по размеру спутнику Сатурна).
По данным разработчиков, «Энцелад» предназначен для потоковой обработки сетевого трафика на скорости до 1 Гбит/с, в том числе обеспечения безопасности сетевых соединений «путем программного шифрования/дешифрования трафика по любым отечественным или зарубежным алгоритмам».
В компании чип называют третьим в линейке процессоров Malt-C, предназначенных для выполнения сложных криптопреобразований, и первым «встраиваемым и исключительно компактным». Последнее обстоятельство объясняется тем, что он будет иметь размеры не более 9х9 мм в корпусе типа BGA (англ. Ball Grid Array, массив шариков). «Это меньше, чем разъем RJ-45, — отмечают разработчики. — Такой процессор действительно можно встроить практически в любое устройство».
«Энцелад» спроектирован по технологии 16 нм. Его создание Malt System анонсировала в середине мая 2020 г. О размещении заказа на выпуск чипов на контрактной тайваньской фабрике TSMC компания сообщила 30 июля 2021 г. Получить образцы «в кремнии» разработчики надеются в I квартале 2022 г. Выпуск SDK и отладочной платы для «Энцелада» запланирован на III квартал 2022 г.
CNews ожидает от Malt System комментариев относительно того, собирается ли она регистрировать свой процессор в реестре отечественного «железа» при Минпромторге, открывающим путь к закупкам госорганов и отчасти госкомпаний. Также редакция направила запросы относительно предполагаемой цены изделия, профиля деятельности потенциальных заказчиков и моделях технологических процессоров-конкурентов на российском рынке.
Архитектура чипа и его характеристики
В компании отмечают, что «Энцелад» построен на ее собственной оригинальной архитектуре Malt. Ее основу составляют десятки или сотни, в зависимости от модели, компактных асинхронных универсальных вычислительных ядер, объединенных одной или несколькими оригинальными сетями worm-hole с топологией типа fat-tree, описывают свою архитектуру разработчики.
«Коммуникация между сетями — программно-аппаратная, — сообщают они. — Иерархия универсальных ядер включает три уровня: supermaster — управляющее ядро, master — коммуникационные ядра, slave — доступные для задач пользователя вычислительные ядра. Slave-ядра могут содержать векторные ускорители, выполняющие специализированные задачи целевого класса, каждый ускоритель содержит от восьми до 128 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)».
Непосредственно в «Энцеладе» организовано четыре вычислительных кластера, каждый из которых содержит 16 специализированных ядер и находится под управлением одного универсального RISC-ядра. На кристалле размещены два контроллера 1GEb Ethernet, семь процессорных RISC-ядер общего назначения, три блока SIMD-ускорителей, блок общей статической памяти, контроллеры SPI-Flash, UART, GPIO.
Взаимодействие c процессором осуществляется через универсальные интерфейсы SPI, UART, GPIO, которые также контролируется одним выделенным универсальным ядром. На чипе будет доступно 512 кБ общей статической памяти SRAM, а также планируется поддержка до 64 МБ внешней памяти типа HyperRAM/HyperFLASH.
Расчетная рабочая частота процессора составит 1,2 ГГц. В чипе реализован IP-блок генератора частот с автоматической подстройкой без импульсных помех FDPLL. Прогнозируемое энергопотребление новинки на полной нагрузке не должно превысить 3 Вт. В типовых режимах, в зависимости от реализованного алгоритма, энергопотребление должно оказаться в пределах 500-2000 мВт.
Специфика деятельности Malt System
Malt Systems на своем сайте сообщает, что в качестве команды разработчиков существует с 2011 г. Она позиционирует себя в качестве fabless (безфабричного) дизайн-центра. «Мы разрабатываем не только кристаллы, но и всю необходимую программную инфраструктуру, создавая законченные программируемые решения, — говорят в компании. — Научные исследования мы проводим совместно с ведущими вузами и НИИ России, наша технологическая база включает наиболее современное оборудование из Америки, Европы и Азии, мы используем ставшее стандартом в отрасли ПО компаний — технологических лидеров из США, мы плодотворно работаем с основными производителями микроэлектроники в России, мы выполняем работы в интересах государственных, коммерческих и индустриальных заказчиков».
В числе организаций, с которыми взаимодействует Malt System (правда, без конкретизации, в каком именно качестве), компания указывает Siemens Digital Industries Software, Xilinx, «Миландр», Cadence Design Systems, Synopsys, «Наутех», КМ211.
По данным ЕГРЮЛ, ООО «Мальт систем» было зарегистрировано в Москве лишь 21 октября 2020 г. Главным учредителем с долей в 99% выступает ООО «Центр инженерной физики при МГУ им. М.В. Ломоносова» (ЦИФ), который был зарегистрирован 1 апреля 2011 г. на территории МГУ. Его единственный учредитель и гендиректор — Сергей Елизаров. На сайте Malt Systems он заявлен как научный руководитель коллектива и втор архитектуры Malt.
По всей видимости, юрлиицо «Мальт систем» понадобилось компании, чтобы в 2020 г. стать участником «Сколково» с проектом «Разработка специализированных энергоэффективных процессоров с сотнями вычислительных ядер для задач информационной безопасности, анализа данных, сетевых применений».
По данным «Контур.фокус», по итогам 2020 г. ЦИФ продемонстрировал выручку на уровне 47,4 млн руб. с приростом этого показателя на 57%. Чистая прибыль организации составила 23,5 млн руб. Данными об открытых госконтрактов ЦИФа за последние пять лет «Контур.фокус» не располагает.