Microprocesadores rusos: por el buen camino
Wilfredo Orozco |
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Como un
reflejo del buen estado económico de
la Federación Rusa, el «Moscow
Center of SPARC Technologies (MCST)»,
está empezando a resurgir como uno de
los centros de desarrollo de microprocesadores
más importantes de mundo. |
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 undada
en 1992 a partir de la “División Computadoras”
del Instituto de Mecánica de Precisión e Ingeniería
de la Computación de Moscú (en ruso “Institut
Tochnoi Mekhaniki i Vychislitel'noi Tekhniki”, ITMiVT),
aquella que supo dirigir durante más de dos décadas
el legendario Sergey
A. Lébedev, el MCST parece estar reponiéndose del
éxodo masivo de su personal acaecido en el 2004. En ese año,
Boris A. Babayan y buena parte del plantel fueron contratados por
el gigante Intel, para trabajar en la filial en Rusia de la empresa1.
No hay cifras oficiales, pero se estima que entre 300 y 500 personas
abandonaron el MCST. El principal motivo de este pase masivo fue la
falta de financiamiento para montar modernas plantas productoras de
circuitos integrados.
Pero, una vez más, la “escuela científica de Lébedev”
probó ser demasiada sólida y fundamental como para desaparecer.
Muy afortunadamente los tres principales científicos del MCST,
Alexander K. Kim2, V. M. Feldman3 y V. Yu. Volkonsky4,
no abandonaron la empresa. Así, el MCST continuó trabajando
en los proyectos que estaban bajo ejecución y se dio inicio
a la búsqueda de nuevo personal calificado, tratando de atraer
e incorporar en especial a los jóvenes talentos5.
Hoy en día la empresa cuenta con un plantel de unas 300 personas,
de las cuales más de la mitad tiene menos de 30 años
de edad. Es obvio que el MCST apuesta al futuro.
En el 2006, el MCST se vio potenciado al unificar sus actividades
con las de OAO INEUM6, otra tradicional entidad rusa dedicada
a la producción de computadoras para sistemas de control. Además,
tal parece que el MCST ha resuelto –por fin– el crítico
problema de implementar sus diseños. Aunque oficialmente no
se menciona absolutamente nada, los últimos procesadores del
MCST estarían siendo producidos por una empresa taiwanesa,
muy probablemente la Taiwan Semiconductor Manufacturing Company
(TSMC). De ser
cierto, esto abre enormes posibilidades a la firma rusa, ya que le
posibilitaría diseñar sofisticados microprocesadores
implementados con la última tecnología disponible. Es
interesante destacar que la norteamericana Sun Microsystems
ha elegido a la TSMC para que ésta produzca sus futuros microprocesadores
de 45 nanómetros (nm), ya que según los ejecutivos de
Sun, “son los mejores en el mundo en la implementación
física de los diseños de microprocesadores”.
A pesar de la profunda crisis del 2004, no es exagerado afirmar que
el MCST está pasado por uno de sus mejores momentos, por no
decir el mejor. El MCST tiene muy buenos recursos humanos, una envidiable
capacidad de diseño, y ahora se suma, como bien se mencionó
antes, la capacidad de implementar físicamente los diseños
de microprocesadores. A todo esto se debe añadir el respaldo
del gobierno ruso, tradicional consumidor de los productos del MCST.
Los equipos del MCST son usados por el Ministerio de Defensa ruso
en el sistema de alerta temprana, en el control de los objetos espaciales,
en buques de guerra, submarinos, y en los sistemas antiaéreos
S-300 y S-400. También el MCST provee de equipos especializados
a NPO Energia, y muchas otras compañías locales.
Para obtener la independencia tecnológica en cuanto a microelectrónica
se refiere, el Gobierno de la Federación Rusa aprobó
en septiembre del 2007 un programa estratégico de desarrollo
del sector para el período 2007-2025. Además, a mediados
de 2008 fuentes oficiales mencionaban que el gobierno había
tomado la decisión de realizar las inversiones necesarias para
montar en Rusia modernas plantas productoras de microprocesadores,
tal vez con la participación de firmas extranjeras. Todos estos
hechos hacen que se vislumbre un futuro más que promisorio
para esta histórica entidad tecnológica rusa. (más
info aquí) |
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Microprocesadores
de la serie “MCST-R”  |
El MCST sigue trabajando activamente en el desarrollo
de los microprocesadores de la serie MCST-R, los cuales poseen una
arquitectura RISC7 del tipo SPARC (Scalable Processor
ARChitecture) versión V8. Estos micros dieron origen a
la familia de computadoras “Elbrus-90Micro”. También
se han desarrollado diversas tarjetas madre (motherboards).
A continuación se hace un breve repaso de las características
más sobresalientes de estos interesantes microprocesadores.
Microprocesador
MCST-R150. Primer micro de esta serie. Los wafers8
fueron manufacturados por Tower Semiconductor (Israel), mientras
que ASE (Taiwán) realizó el empaquetado y las comprobaciones
finales. |
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MCST-R150 |
| Tecnología |
0,35
micrones |
| Tamaño
de la palabra |
32/64
bits |
| Frecuencia |
150
MHz |
| Rendimiento |
140
MIPS (*)
63 MFLOPS (**) |
| Cantidad
de transistores |
2,8
millones |
| Consumo |
<
4 W |
(*)
1 MIPS = 106 instrucciones
(ejecutadas)
por segundo. |
| (**)
1 MFLOPS = 106 operaciones
en punto flotante por segundo. |
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El MCST-R150,
y una tarjeta madre para dos microprocesadores. (MCST) |
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Microprocesador
MCST-R500. Microprocesador desarrollado a partir del MCST-R150. |
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MCST-R500 |
| Tecnología |
0,13
micrones |
| Tamaño
de la palabra |
32/64
bits |
| Frecuencia |
500
MHz |
| Rendimiento |
430
MIPS
170 MFLOPS |
| Cantidad
de transistores |
4,9
millones |
| Consumo |
<
2 W |
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El microprocesador
MCST-R500 ha sido extensamente empleado en la familia de
computadoras Elbrus-90Micro (imágenes recuadros).
(MCST)
Abajo: la tarjeta madre llamada MV/S utiliza cuatro
micros MCST-R500. El rendimiento de esta tarjeta es de 1750
MIPS/685 MFLOPS. (MCST) |
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Microprocesador
MCST-R50OS. Microprocesador de dos núcleos desarrollado
a partir del MCST-R500. El trabajo sobre este micro fue finalizado
en 2007. Posible uso en las computadoras de OAO INEUM y también
en tarjetas gráficas. |
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MCST-R500S |
| Tecnología |
0,13
micrones |
| Tamaño
de la palabra |
32/64
bits |
| Frecuencia |
500
MHz |
| Rendimiento |
+1493
MIPS
391 MFLOPS |
| Cantidad
de transistores |
51
millones |
| Consumo |
<
5 W |
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Tarjeta madre
llamada MVS/S. Este dispositivo contiene cuatro microprocesadores
MCST-R500S. La pequeña placa que aparece abajo,
es una tarjeta de video.
Rendimiento de la MVS/S: 4400 MIPS/1600 MFLOPS. (MCST) |
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Microprocesador
«MCST R1000». Durante el desarrollo de
este microprocesador recibió la denominación MCST-4R.
Este microprocesador fue el primer dispositivo creado por el MCST
en alcanzar una velocidad de 1 GHz. El «MCST R1000» tiene
cuatro núcleos 64-bits SPARC V9. Microprocesador preparado
para procesamiento en paralelo. Se han desarrollado las tarjetas madre
MVS4/S y MVS4-PC. |
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Un par de placas
que emplean a este microprocesador. Sobre estas líneas,
la MVS4/S. Abajo, la placa MVS4-PC. (MCST) |
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Futuros
microprocesadores de este tipo. En los próximos años
se prevé continuar con la familia de microprocesadores “MCST-R”.
Serán desarrollados microprocesadores de núcleos múltiples
con tecnologías de 65 y 40 nm, alcanzando velocidades cada
vez mayores. |
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Microprocesadores
de la serie “Elbrus”  |
Microprocesador
Elbrus. Primer micro de esta prometedora familia. Está
fabricado con tecnología de 130 nanómetros (o 0,130
micrones), es de 64 bits y tiene una velocidad de 300 MHz. Cabe preguntarse
si ésta no es una velocidad más bien modesta en comparación
con la que alcanzan los modernos procesadores occidentales. La respuesta
es que el micro Elbrus está construido según un diseño
propio llamado E2K (o Elbrus 2000), es decir que es un procesador
con una arquitectura del tipo VLIW/EPIC
(Very Long Instruction Word/Explicitly Parallel Instruction Computing).
Esta arquitectura le permite al micro Elbrus ejecutar hasta 23 instrucciones
por cada clock cycle, dependiendo del tipo de problemas que
se esté resolviendo. Además tiene 75,8 millones de transistores
y es compatible con la arquitectura Intel x86. El micro Elbrus va
a servir como punto de partida de una serie de microprocesadores extremadamente
poderosos.
Por su parte la computadora Elbrus-3M1 incorpora a dos microprocesadores
del tipo Elbrus, puede operar con distintos sistemas operativos (incluso
el MS Windows) y está cargada con sofisticados compiladores
para C++ y Fortran-90. Lógicamente, la Elbrus-3M1 es compatible
con el software de las computadoras Elbrus-1, 2 y 3. De acuerdo a
lo informado por el MCST, el paquete básico de software para
la Elbrus-3M1 (sistemas operativos, compiladores y diversas aplicaciones)
estaría totalizando aproximadamente 100 millones de líneas
de código C/C++.
La Elbrus-3M1 se presenta en dos versiones: server/escritorio (desktop)
y compact PCI (cPCI). Esta última viene preparada para
conectarse y trabajar a gran velocidad con otras máquinas (típicamente
instaladas en racks).
La tarjeta madre de la Elbrus-3M1 en su versión cPCI, tiene
unas dimensiones de 160 x 233,35 mm.
A fines del 2007, una Comisión Examinadora estatal integrada
por expertos provenientes del Ministerio de Defensa, de la Academia
Rusa de Ciencias y de la industria rusa de la computación,
evaluó al microprocesador Elbrus, a la computadora basada en
él Elbrus-3M1 y al software asociado. La Comisión llegó
a la conclusión de que este nuevo sistema informático
se encuentra en un nivel mundial, y en ciertos aspectos no tiene equivalentes. |
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Microprocesador
Elbrus (imagen recuadro) y computadora Elbrus-3M1,
en su versión server/escritorio.
Desde la primer computadora diseñada por Sergey
A. Lébedev, la MESM, hasta la Elbrus-3M1 construida
por sus seguidores. Esta nueva computadora rusa representa
la síntesis de casi 60 años de experiencia
en el diseño y desarrollo de sistemas computacionales
de alta velocidad.
Rendimiento de la Elbrus-3M1:
64/32 bits: 11,6/19,1 GFLOPS
16/8 bits: 24,4/45,2 GFLOPS
Abajo: La Elbrus-3M1 en su versión “compact
PCI”. La tarjeta madre de esta máquina tiene
unas dimensiones de 160 x 233,35 mm. (MCST) |
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Video de la carga
de Windows 2000, en una computadora Elbrus-3M1. |
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1 Según B.
A. Babayan, él y su equipo están desarrollando en
Rusia un microprocesador “crítico” para Intel.
2 Alexander
K. Kim es el Director General del MCST. 3 V. M.
Feldman es el Director de la “División Arquitectura y
Circuitos” del MCST. 4 V.
Yu. Volkonsky es el Director de la “División Software”
del MCST. 5 Estos jóvenes científicos
provienen de las principales universidades tecnológicas de
Rusia, principalmente del Moscow Institute of Physics and Technology.
6 OAO INEUM, del ruso Institut Elektronnikh Upravlyaushikh
Mashin, o Instituto de Máquinas Electrónicas de
Control. Esta entidad fue creada en 1958 por Isaak Brook (o Bruk).
El INEUM se especializó en el desarrollo de minicomputadoras
para sistemas de control. 7 RISC (del inglés
Reduced Instruction Set Computer), Computadora con Conjunto
de Instrucciones Reducido. 8 Obleas de material semiconductor,
empleadas durante el proceso de fabricación de los circuitos
integrados. |
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