Микропроцессор Эльбрус-S

Cистема на кристалле с архитектурой «Эльбрус» на основе архитектуры широкого командного слова (VLIW)

Информация

Микросхема «Эльбрус-S» (1891ВМ5Я) – одноядерный микропроцессор с архитектурой «Эльбрус». «Эльбрус-S» - первый микропроцессор семейства «Эльбрус» со встроенными контроллером памяти и системой межпроцессорных каналов обмена. Производится по технологическим нормам 90 нм. Микропроцессор декодирует и отправляет на исполнение до 23 операций за такт.
Особенности микропроцессора «Эльбрус-S»:

• В основе лежит ядро микропроцессора «Эльбрус» с повышенной до 500 МГц тактовой частотой;
• Интегрированный двухканальный контроллер памяти DDR2-500 (с поддержкой ECC);
• Увеличенная до 2 Мбайт кэш-память второго уровня;
• 3 канала межпроцессорного обмена для построения многопроцессорных систем (ccNUMA);
• 1 канал ввода-вывода для подключения контроллера КПИ («южного моста»).

В настоящее время микропроцессор «Эльбрус-S» считается устаревшей моделью, рекомендуемой заменой является микропроцессор « Эльбрус-2С+ » или последующие микропроцессоры семейства «Эльбрус».

Характеристики

Характеристика	Значение
Обозначение микросхемы	1891ВМ5Я
Архитектура	Эльбрус (VLIW)
Тактовая частота	до 500 МГц
Число ядер	1
Операций в такт (на ядро)	до 23
Кэш-память данных 1-го уровня, на ядро	64 Кб
Кэш-память команд 1-го уровня, на ядро	64 Кб
Кэш-память 2-го уровня (универсальная)	2 МБ
Организация оперативной памяти	2 канала DDR2-500 ECC
Пропускная способность каналов оперативной памяти	8 ГБ/сек
Возможность объединения в многопроцессорную систему с когерентной общей памятью	До 4 процессоров
Каналы межпроцессорного обмена	3, дуплексные
Пропускная способность каждого канала межпроцессорного обмена	4 ГБ/сек
Каналы ввода-вывода/RemoteDMA	1, дуплексный
Пропускная способность канала ввода-вывода/RemoteDMA	2 ГБ/сек
Совместимые СБИС южного моста	КПИ
Технологические характеристики микросхемы
Технологический процесс	90 нм
Количество транзисторов	218 млн.
Напряжение питания	1,1 В, 1,8 В, 2,5 В
Рабочий диапазон температуры среды	- 60…+85 С
Потребляемая мощность	20 Вт
Год начала производства	2010

Состав

Системы на кристалле «Эльбрус-S» включает:

• ядро микропроцессора «Эльбрус» ;
• системный контроллер, содержащий:
• два контроллера оперативной памяти MC;
• три контроллера каналов межпроцессорного обмена IPCC;
• контроллер канала ввода/вывода IOCC.

Ядро микропроцессора «Эльбрус» является высокопроизводительным универсальным микропроцессором с архитектурой широкого командного слова. Тактовая частота повышена до 500 МГц.
Контроллер системного обмена (SIC) обеспечивает:

• доступ через контроллеры МС0 и МС1 к локальной памяти микропроцессора от ядра, контроллеров связи с тремя внешними процессорами «Эльбрус-S» и контроллера связи с каналом ввода/вывода;
• доступ ядра микропроцессора к памяти других изделий «Эльбрус-S» через каналы IPCC;
• доступ ядра микропроцессора к подсистеме ввода/вывода через контроллер IOCC.

Контроллер оперативной памяти (МС) обеспечивает обмен с соответствующей ему секцией локальной памяти объёмом 4 Гбайт, т.е. суммарный доступный объём локальной памяти составляет 8 Гбайт. Контроллер реализует полудуплексный канал шириной 8 байт с частотой обмена 250 МГц и передачей данных в две посылки за один такт. Соответственно, максимальный темп обмена данными с памятью по двум каналам составляет 2 × 8 × 2 × 250 = 8 Гбайт/с.
Контроллер каналов межпроцессорного обмена (IPCC) предназначен для обращения в локальную память других микропроцессоров «Эльбрус-S» и к другим абонентам через их внутренние системные коммутаторы. Доступный объем удалённой памяти составляет 3 × 8 = 24 Гбайт. Каждый контроллер IPCC реализует канал дуплексного обмена шириной 2 байта с частотой обмена 500 МГц и передачей данных в две посылки за один такт. Таким образом, один канал обмена обеспечивает пропускную способность 4 Гбайт/с (по 2 Гбайт/с на приём и передачу данных соответственно), а максимальный суммарный темп обмена данными по всем трём каналам составляет 12 Гбайт/с. По каналам межпроцессорного обмена передаются в числе других операции поддержки когерентного состояния общей распределённой памяти.
Контроллер канала ввода/вывода канала (IOCC) предназначен для связи с подсистемой ввода/вывода. Канал позволяет ядру микропроцессора «Эльбрус» обмениваться данными непосредственно с внешними устройствами, а также реализует режим прямого доступа внешних устройств к памяти процессора (режим DMA). Он обеспечивает дуплексный обмен шириной 1 байт с частотой 500 МГц и передачей данных в две посылки за один такт. Суммарная пропускная способность канала 2 Гбайт/с (1 Гбайт – приём, 1 Гбайт – передача).

Галерея