Rambler's Top100
 
 
Статьи
Олег Валерьевич ИЗУМРУДОВ  06 июля 2021

Пять аргументов в пользу российских процессоров

С 2021 года вычислительная техника может считаться российской и находиться в соответствующем реестре Минпромторга, только если в ней используется отечественный центральный процессор. Именно такое аппаратное обеспечение обязаны закупать государственные органы и компании для своих нужд. 

В России работают четыре основных производителя процессоров: МЦСТ, «Байкал Электроникс», НПЦ «Элвис» и НТЦ «Модуль». Они выпускают разные по архитектуре и предназначению решения, которые доступны на рынке. Есть еще ряд команд, которые разрабатывают чипы или производят их небольшими партиями. Расскажу об основной четверке. 

Процессор «Эльбрус» от МЦСТ – это единственное российское решение, построенное на отечественных архитектуре и системе команд. Технологии базируются на разработках Института точной механики и вычислительной техники им. С.А. Лебедева, который известен созданием в 70–80-х годах ХХ века советских суперкомпьютеров «Эльбрус». 

Первый микропроцессор выпущен в 2007 году, а сегодня компания поставляет восьмиядерные процессоры четвертого и пятого поколения «Эльбрус-8С» и «Эльбрус-8СВ». Они используются в гражданских отраслях, а также оборонной промышленности и космической отрасли. 

Сейчас разрабатываются и проходят испытания решения шестого поколения – «Эльбрус-16С» и «Эльбрус-12С». Помимо более высоких характеристик принципиальное отличие новых моделей заключается в самой основе: они представляют собой систему на кристалле (System-on-a-Chip, SoC). Это интегральная схема, выполняющая функции целого устройства.

«Байкал Электроникс» – более молодая компания, которая появилась в 2012 году. Она проектирует процессоры на базе лицензируемых архитектур. «Байкал-Т» – это система на кристалле на основе открытой сегодня архитектуры MIPS. Особенностью этого двухъядерного процессора является энергоэффективность. 

«Байкал-М» – это восьмиядерная система на кристалле на основе архитектуры ARM, отличающаяся высокой производительностью. Она используется для настольных ПК, промышленных систем и мини-серверов. Кстати, архитектура ARM – самая популярная в мире, ее применяет один из мировых лидеров рынка процессоров компания AMD, а также такие гиганты, как Apple, Samsung, LG и Sony. Поэтому экосистема программного обеспечения, совместимого с процессорами на основе ARM, хорошо развита. Это делает «Байкалы» наиболее перспективными чипами для потребительского рынка.

В 2021–2022 годах должны появиться упрощенные и более дешевые версии «Байкал-М», предназначенные для базовых рабочих станций и тонких клиентов. Кроме того, планируется выпуск мощного 48-ядерного процессора «Байкал-S». Он ориентирован на использование в серверных системах, СХД и суперкомпьютерах.

НПЦ «Элвис» работает на рынке почти 30 лет. Компания выпускает радиационно-стойкие процессоры и линейку чипов под брендом «Мультикор» на ядрах ARM и MIPS. Также разработчик занимается высокотехнологичными процессорами, которые используются для задач, связанных с искусственным интеллектом и компьютерным зрением, виртуальной и дополненной реальностью, большими данными и интернетом вещей.

Системы на кристаллах RoboDeus предназначены для обучения нейронных сетей, а также использования в роботах и мультимедийных приложениях. SoC «Скиф» оптимизирован для устройств связи, планшетов, «умных» камер, одноплатных компьютеров, робототехники, систем искусственного интеллекта. Он также позволяет организовать шифрование по ГОСТу в системах хранения данных. 

В 2022 году компания планирует выпустить на рынок три мобильных процессора: для систем с искусственным интеллектом, для мобильных устройств с «доверенной средой» и энергоэффективный чип для интернета вещей.

НТЦ «Модуль» с 1995 года создает высокопроизводительные процессорные ядра и аналогово-цифровые системы на кристалле. Разрабатывает процессоры на базе архитектуры ARM. Является единственным в России разработчиком нейропроцессоров на основе собственного запатентованного ядра NeuroMatrix: первый выпущен еще в 1998 году. 

В 2019 году на рынок выведен нейропроцессор NM6408, который ориентирован на обработку больших потоков данных в реальном времени. Он используется для систем «умного» города, транспортной аналитики, в сфере безопасности. По заказу Минпромторга компания разрабатывает управляющий процессор бортовых вычислителей для космических аппаратов нового поколения с элементами искусственного интеллекта.

Наши против импортных

Российские процессоры способны заменить иностранные чипы в большинстве задач. Их характеристики сопоставимы с импортными аналогами, а в ряде случаев превосходят их.

Например, компания «Аэродиск» протестировала свои системы хранения данных на процессорах среднего уровня «Эльбрус» и Intel. Решение на российском процессоре оказалось в два раза менее производительным при случайных и последовательных нагрузках небольшими блоками. В случае с последовательными нагрузками большими блоками производительность обеих СХД было примерно одинаковой, но версия на «Эльбрусе» показала в 10 раз меньшую задержку. Это существенное преимущество. Российский процессор лучше справляется с такими «тяжелыми» задачами, как онлайн-трансляции, видеонаблюдение, обработка больших данных, аналитические и классические транзакционные системы управления базами данных.

У процессоров «Элвис» и «Модуль» практически нет аналогов в мире. Их основное преимущество не производительность, а функционал. Процессор «Байкал-S», который должен появиться в течение года, будет превосходить самые современные мировые аналоги в серверном сегменте. Процессоры от компании «Элвис» позволяют «на лету» декодировать одновременно несколько видеопотоков в разрешении 8К. Никакие другие процессоры в мире этого пока не могут. 

Драйверы и препятствия для развития микроэлектроники

Практическое применение российских процессоров тормозят несколько факторов. Во-первых, ментальный: не все избавились от стереотипа, возникшего в 90-е годы, что у нас в стране ничего достойного произвести невозможно. Это давно не так. Но многие ИТ-директора не хотят даже разбираться в реальных возможностях российских технологий.

Во-вторых, обычный консерватизм: зачем что-то менять, если и так все работает? Конечно, сложно вписать современные решения в унаследованную ИТ-инфраструктуру крупных компаний. Это требует определенных усилий, затрат и воли со стороны топ-менеджмента.

Однако государственным заказчикам придется переходить на решения с отечественными процессорами, а поставщикам – расширять их ассортимент для участия в госзакупках. С 2021 года вычислительная техника и устройства могут считаться российскими только при наличии отечественного центрального процессора (Постановление Правительства РФ от 31.12.2020 № 2458). Это, безусловно, стимулирует развитие рынка отечественной микроэлектроники. Вслед за госсектором к использованию российских процессоров рано или поздно придут и коммерческие компании.

При этом распространение решений на основе отечественных «движков» – это мощный драйвер для экономики, бизнеса и государства. Вот несколько причин, почему развитие отечественной микроэлектроники выгодно всем.
  1. Взрывной рост ИТ-отрасли. В последние 30 лет рынок разработки и производства микроэлектроники в России сжимался. Сегодня государство создало условия, при которых начнут появляться новые компании. Они будут разрабатывать процессоры, решения на их основе для разных сфер применения и отраслей, экосистему программного обеспечения. Это неизбежно. Появляются новые рынки, новые ниши – и их будут занимать существующие игроки и молодые команды. Мы ожидаем взрывной рост этой индустрии.
  2. Создание высокоинтеллектуальных рабочих мест. Появляется большой спрос внутри страны на инженеров и разработчиков высокого класса. Если раньше они были вынуждены переходить в смежные профессии или уезжать за границу – своя страна не могла предложить им интересную и достойно оплачиваемую работу по специальности – то сейчас ситуация меняется. Возможно, будут возвращаться те, кто уехал в предыдущие 20 лет. Многим специалистам некомфортно работать в чужой стране, и они готовы вернуться – теперь у них появится эта возможность.
  3. Безопасность для госсектора и крупных компаний. ИТ-специалисты знают: в иностранных процессорах могут быть уязвимости и «закладки», которые практически невозможно нейтрализовать программными методами. Для использования в оборонной промышленности, на объектах критической инфраструктуры и во всех сферах, связанных с гостайной, нужны полностью отечественные решения. Крупные компании, например, финансовой сферы также смогут более эффективно защищать свои данные, относящиеся к банковской и коммерческой тайнам.
  4. Снижение бизнес-рисков. При использовании любых зарубежных продуктов мы привязаны к курсам валют. Их волатильность мешает финансовому прогнозированию и может существенно увеличить расходы за короткий период. Кроме того, когда разработка и производство расположены в России, на них не могут повлиять глобальные факторы, например, санкции, военные конфликты, локальные стихийные бедствия или проблемы с логистикой.
    В России, к сожалению, пока нет производств, способных производить чипы с топологией менее 90 нм. Но в прошлом году была утверждена Национальная стратегия развития электронной промышленности до 2030 года, которая предполагает создание таких фабрик. Пока же все российские процессоры производятся на контрактных производствах за рубежом. Но стоит отметить, что это нормальная мировая практика: на заводе TSMC (Тайвань) делают чипы «Байкал» и «Эльбрус», а также AMD, Nvidia, Apple и многие другие.
  5. Повышение экспортного потенциала государства. Микроэлектроника вполне может стать конкурентоспособным экспортным продуктом. Сегодня только две страны в мире производят процессоры собственной архитектуры – это США и Россия. Даже в Китае нет своего чипа – только на основе лицензируемых ядер. Экспорт технологически сложных продуктов оказывает сильное влияние на экономику в целом, способствует смене экономической модели. Это расширяет рынок труда, способствует повышению уровня жизни и престижа страны на мировой арене.
***

Отечественная микроэлектроника имеет хорошие шансы на технологический рывок. Со стороны государства для этого созданы все условия: реализуется программа импортозамещения, предусмотрены преференции для отечественных продуктов, установлены льготы ИТ-компаниям, заключаются госконтракты на разработку высокотехнологичных решений для стратегических сфер (оборонная промышленность, космос). Осталось перестать сопротивляться и пытаться обойти законы, поверить в отечественные решения – и проверить их в деле. Другого пути нет.

Олег Изумрудов, исполнительный директор, Консорциум российских разработчиков систем хранения данных РосСХД
Поделиться:
Заметили неточность или опечатку в тексте? Выделите её мышкой и нажмите: Ctrl + Enter. Спасибо!