«Байкалы» приблизились на тестах к современным процессорам Intel. «Байкал» и «Эльбрус», или Особенности национального процессоростроения

31.05.2018, ЧТ, 16:03, Мск, Текст: Денис Воейков

«Байкалы» начинают продаваться в рознице в голом виде - без «обвесов» в виде оценочных плат. За счет этого цена процессоров для покупателя снижается ровно в 10 раз.

Продажи «Байкалов» в чистом виде

Как стало известно CNews, российские процессоры «Байкал» впервые поступают в розничную продажу в качестве самостоятельных товарных единиц, а не в составе оценочных плат (одноплатных компьютеров). О появлении своей продукции в ассортименте магазинов электронных компонентов «Чип и дип» с 1 июня 2018 г. «в количествах, необходимых для прототипирования и производства тестовых образцов электроники» редакции сообщили в отечественной компании «Байкал электроникс» - разработчике «Байкалов».

К реализации был подготовлен первый и пока единственно серийно выпускаемый чип организации Baikal-T1 (новое официальное название - BE-T1000).

Розничная цена одного процессора составит 3990 руб. По сравнению с платами на «Байкалах» семейства БФК 3.1 (аббревиатура: блок функционального контроля), которые в середине апреля 2018 г. по 39,9 тыс. руб., чип в голом виде стоит ровно в 10 раз дешевле.

«Байкалы» стало возможным купить в рознице без нагрузки в виде плат

Разработчики добавляют, что ценовая политика в отношении оптовых партий определяется в индивидуальном порядке. Поставки продукции в этом случае осуществляются «Байкал электроникс» напрямую заказчику.

Качественно-ценовое позиционирование

На вопрос CNews, как с точки зрения сочетания предложенной цены и существующих характеристик процессора компания оценивает новое торговое предложение по сравнению с другими чипами на российском рынке, в «Байкал электроникс» ограничились формальным ответом. «Мы сделали очень выгодное ценовое предложение - в парадигме производительность/функциональность/энергопотребление у нашего продукта хорошие позиции», - отметили собеседники CNews.

Характеристики процессора

Baikal-T1 представляет собой так называемую систему на кристалле с размерами 25 на 25 мм и заявленным энергопотреблением менее 5 Вт. Она имеет два суперскалярных ядра P5600 MIPS 32 r5 с рабочей частотой 1,2 ГГц. Обладает кэшем L2 на 1 Мбайт и контроллером памяти DDR3-1600.

В чип присутствует один порт 10Gb Ethernet, два порта 1Gb Ethernet, контроллер PCIe Gen.3 х4, два порта SATA 3.0, USB 2.0.

Чипы производятся по технологическому процессу в 28 нанометров - непосредственно на фабрике тайваньской компании TSMC. Последнее обстоятельство определяет тот факт, что Baikal-T1 классифицируется Минпромторгом в качестве российской интегральной микросхемы второго уровня, а не первого, как это было в случае с местной фабрикой.

Завершение формирования процессорной экосистемы

Напомним, что в начале января 2018 г. - еще до начала поступления в продажу «Байкалов» в составе тестировочных плат - стало известно, что усилиями «Байкал электроникс» и факультета вычислительной математики и кибернетики (ВМК) МГУ имени М. В. Ломоносова на базе ЦОДа ВМК лаборатория отечественной электроники, доступ к которой открыт для всех заинтересованных лиц.

Используя ресурсы новой структуры, получившей название Лаборатория электроники «Байкал» (ЛЭБ), можно проводить оценку производительности центрального процессора и решений на его основе, а также отладку прикладного и системного ПО.

«Сейчас наша основная цель - снизить для разработчиков стоимость вхождения в проекты, - говорит директор департамента маркетинга и продаж «Байкал электроникс» Константин Щербаков. - Мы сделаем это за счет улучшения качества документации, создания набора ПО, актуализации и распространения указаний по применению (application notes) и эскизных проектов (reference designs)».

Щербаков уверен, что на данный момент с точки зрения экосистемы у его компании уже все готово для поддержки проектирования клиентами конечной продукции на «Байкалах»: от лаборатории на базе ВМК МГУ, до простой покупки процессора и отладочной платы для создания прототипов устройств.

Baikal-T1, тиражи выпусков, стоимость разработки, потребители

Baikal-T1 представляет собой процессор с архитектурой MIPS (Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages), созданной в соответствии с концепцией RISC, то есть для процессоров с сокращенным набором команд.

Разработка процессора была завершена в конце 2014 г., и в декабре «Байкал электроникс» передал на фабрику TSMC так называемый GDS-код изделия для его выпуска. В мае 2015 г. компания о выходе инженерных образцов.

Тогда сообщалось, что разработка была реализована при поддержке Минпромторга с привлечением средств самого ведомства и федеральной целевой программы «Развитие электронной компонентной базы и радиоэлектроники на 2008-2015 гг.», а также инвестиций компаний «Т-нано» и «Т-платформы» (материнская структура «Байкал электроникс»). Конкретной суммы вложений в проект в «Байкал» тогда не раскрыл.

Далее образцы были вручную протестированы, и в «Байкале» убедились в их работоспособности. После этого компания в конце лета 2015 г. подала заявку в экспертный совет Фонда развития промышленности (ФРП) при Минпромторге на получение тематического займа для продолжения проекта - запуска серийного производства.

В октябре 2015 г. льготный займ на подготовку промышленного выпуска процессора был одобрен. При уровне собственных вложений компании в 288 млн руб. объем этого займа составил 500 млн руб. На эти деньги «Байкал» в декабре 2015 г. разместили заказ на TSMC. В сентябре 2016 г. свет увидела так называемая установочная партия примерно в 10 тыс. процессоров.

В марте 2017 г. в «Байкал электроникс» о скором выходе 100-тысячной промышленной партии. После этого компания заказывала и другие тиражи, но раскрывать информацию об их объемах пока не готова.

Основными потребителями Baikal-T1 выступают производители телекоммуникационного оборудования (роутеры, IP-телефоны, накопители данных и т. д), вычислительной техники, оборудования для встраиваемых систем (промышленная автоматика, терминалы, автомобильные системы и т. д.). Объем потребления процессоров на этих рынках, по оценкам «Байкал электроникс», растет в пределах 7-15% в год.

Думаю многие уже слышали про реализованный московскими разработчиками Байкал Электроникс процессор Байкал-Т1 - с двумя ядрами Imagination Technologies P5600 MIPS 32 r5 и набортным 10GbE. Байкал оказался первым, кто реализовал в кремнии это ядро.

Внимание, картинки кликабельны - но местами довольно тяжелы (до 100Мб).

Сами процессоры (всего их пришлось вскрыть 4 штуки):

BGA-подложка и теплораспределяющая/защитная крышка - как и у других современных процессоров (Intel и ко), чип перевернут контактами вниз (flip-chip BGA):

Сам кристалл - по всей площади имеет контакты, большая часть из которых - для подачи питания по всей площади чипа. Это необходимо не столько из-за высокого потребления энергии (оно как раз невысокое, ≤5Вт), сколько для снижения индуктивности цепей питания. Опять же, большинство современных процессоров имеют аналогичную систему питания:

В левой части - Ethernet контроллер (вероятно 10GbE KR/KX4), на кадре видна половина:

После снятия металлизации - видим автосинтезированную из стандартных ячеек логику (Мультиклет например аналогичными «волнами» синтезировался на 180нм), кучу сгенерированных инстансов памяти/регистровых файлов (их обычно поставляет фабрика), и по всей площади раскиданные идентичные блоки мониторинга (предположительно, мелкие бело-синие вертикальные прямоугольнички). Заметная часть чипа (около 25%) транзисторами не занята, и там просто заполнение пустыми ячейками.

Посмотрим чуть ближе:
Предположительно, блок мониторинга (температура/скорость генерации инверторной цепочки например). Вокруг - поле пустых ячеек:

Ряды стандартных ячеек в максимальном оптическом разрешении. Тут 1 пиксель = 28.5нм, 28 микрометров (0.03мм) на ширину кадра, но оптическое разрешение ограничено дифракцией на уровне порядка 200нм (потому кадр кажется и является нечетким). Видно, что в первом приближении тут подход тот же, что и на 180нм - те же ряды транзисторов «спина-к-спине» - … транзисторы (т.е. соседние ряды стандартных ячеек зеркально отражаются). Линия с P транзисторами чуть шире:

Один из мелких сгенерированных блоков памяти - собственно массив SRAM ячеек занимает небольшую часть блока (остальное - драйверы строк/колонок и усилители сигнала, логика внешнего интерфейса). Вокруг детальнее видно поле «пустых» ячеек (совсем ничего там рисовать нельзя - чип получится неравномерным по высоте, что недопустимо):

Напоследок - фотография Байкала в иммерсионном масле, сразу после последних кадров:

На мой взгляд Baikal-T1 - большой шаг вперед для отечественной гражданской микроэлектроники. Это современное ядро, разработанное и произведенное по современным массовым гражданским технологиям, которое решает поставленные задачи стандартными средствами - общепринятый в мировой индустрии маршрут разработки, всем понятный и открытый компилятор, всем понятная и открытая ОС. Изобретение своих велосипедов там, где без них можно обойтись - это настоящий бич отечественных разработок, и тут этого удалось избежать.

На этом пока все - надеюсь в обозримом будущем чаще выходить с публикациями. Если работы такого рода вам нравятся - теперь вы можете поддержать их на

», в составе которой - вычислительная техника на основе процессора BE-T1000 («Байкал-Т1») и операционные системы «Альт» для серверов и рабочих станций. Начальный объем продаж планируется от 1 тысячи компьютеров в месяц; задача на ближайшие 2 года - увеличить его до 10 тысяч в месяц, сообщили TAdviser 25 февраля 2019 года в «Хамстер Роботикс». Подробнее .

2018

Процессоры BE-T1000 поступят в розничную продажу по цене 3990 рублей

АО «Байкал Электроникс», российская фаблесс-компания и производитель микропроцессоров, объявила в мае 2018 года о начале розничных продаж своей продукции в количествах, необходимых для прототипирования и производства тестовых образцов продукции. С 1 июня 2018 года в магазинах электронных компонентов «Чип и Дип » можно будет приобрести отечественные системы-на-кристалле BE-T1000 (кодовое наименование Baikal-T1). Розничная цена одного процессора составляет 3990 рублей.

Ценовая политика в отношении партий продукции для серийного производства определяется АО «Байкал Электроникс» в индивидуальном порядке. Поставки продукции в этом случае осуществляются АО «Байкал Электроникс» напрямую заказчику.

Система-на-кристалле BE-T1000 соответствует требованиям к промышленной продукции российского производства и классифицирована в качестве интегральной схемы второго уровня.

Процессоры «Байкал» начинают продаваться в рознице. Цена снижается в четыре раза

По сути БФК представляет собой одноплатный компьютер без графической подсистемы (специализированной видеокарты). При этом для визуального отображения информации плату можно подключить к внешнему монитору - видео станет обрабатываться самим центральным процессором.

В компании поясняют, что раньше эти платы с процессорами «Байкал» были доступны только для юридических лиц, а их цена составляла примерно 200 тыс. руб. Теперь БФК 3.1 в рознице будут продаваться по цене в пределах 50 тыс. руб., хотя эта сумма может скорректироваться примерно на 5 тыс. руб. в зависимости от принятой системы налогооблажения.

Желающие протестировать возможности «Байкалов» до их приобретения теперь могут сделать это бесплатно. 11 января стало известно о том, что усилиями «Байкал электроникс» и факультета вычислительной математики и кибернетики (ВМК) МГУ имени М. В. Ломоносова на базе ЦОДа ВМК начала работу лаборатория отечественной электроники, доступ к которой открыт для всех заинтересованных лиц.

Используя ресурсы лаборатории, получившей название Лаборатория электроники «Байкал» (ЛЭБ),можно проводить оценку производительности центрального процессора и решений на его основе, а также отладку прикладного и системного ПО.

2017

«МойОфис» появится на «Таволга терминале»

Десктопная версия пакета офисных программ «Мой офис » будет поддерживаться рабочими станциями «Таволга терминал », созданными на базе российских процессоров «Байкал-Т1 ». Компания «Новые облачные технологии », разработчик пакета «Мой офис», и компания «Т-Платформы », создавшая «Таволга терминал», заключили соответствующее соглашение о технологическом партнерстве.

Пакет «МойОфис Стандартный», способный работать на «Таволга терминале», начнет распространяться через партнерскую сеть «Мой офис» с начала 2018 г. Пакет дает возможность создавать и редактировать документы, таблицы, презентации, а также управлять почтой. Он позволяет работать с популярными форматами файлов вроде DOCX, XLSX и PPTX. Совместим с различными ОС , включая Windows и Linux .

Крупносерийное производство

2016: Процессор "Байкал" официально стал первой российской микросхемой

В конце ноября 2016 года микропроцессор Baikal-T1 получил статус интегральной схемы отечественного производства. Его разработчик – компания АО «Байкал Электроникс » получила официальное заключение Минпромторга, в котором говорится, что процессор соответствует требованиям к российской промышленной продукции.

По данным компании, другие российские производители микросхем (например, «Микрон» или МЦСТ, выпускающий процессор «Эльбрус») такой статус пока не оформили. В "Микроне" TAdviser сообщили, что компания подала документы в Минпромторг, но решения пока нет.

«Байкал Электроникс» начала регистрировать микросхему как российскую разработку вскоре после ее выпуска весной 2015 года. В компании не скрывают, что сам процессор производится на заводе в Тайване, но отмечают, что основная часть работы делается в России .

Правительством прописана процедура для того, чтобы признать или не признать микросхему российской. Этот вопрос регулируется несколькими постановлениями правительства РФ, в частности №719 от 17 июля 2015 года «О критериях отнесения промышленной продукции, не имеющей аналогов, произведённых в Российской Федерации», и приказом Минпромторга РФ от 12 ноября 2015 года № 3568.

Объем заказа около 100 тыс. единиц. Сведения о покупателях не публиковались, но по словам Андрея Малафеева , представителя «Байкал Электроникс », среди заказчиков более 100 фирм, около 20 из которых - зарубежные, в том числе разработчик решений в области автоматизации «Акситех », тайваньский производитель встраиваемых компьютеров Lanner и другие.

Выпуск инженерных образцов

26 мая 2015 года ОАО «Байкал Электроникс» объявила о выпуске инженерных образцов многоядерного процессора Baikal-Т1, ориентированного на использование в широком спектре промышленных и потребительских устройств на рынках коммуникационных решений, промышленной автоматики и встроенных систем.

Характеристики Baikal-Т1:

• 2 суперскалярных ядра P5600 MIPS 32 r5
• Рабочая частота 1,2 ГГц
• Кэш L2 1 Мбайт
• Контроллер памяти DDR3-1600

Интегрированные интерфейсы:

• 1 порт 10Gb Ethernet
• 2 порта 1Gb Ethernet
• контроллер PCIe Gen.3 х4
• 2 порта SATA 3.0

• Энергопотребление < 5 Вт

• Технологический процесс 28 нм

• Корпус 25х25 мм.

Процессор Baikal-Т1, 2015

Григорий Хренов , технический директор «Байкал Электроникс », отметил: «Без преувеличения появление Baikal-Т1 – это серьезная веха для российской микроэлектронной отрасли. Наши специалисты создали не просто процессор, а первую отечественную систему на кристалле с большим набором современных высокоскоростных интерфейсов. Важно отметить, что это также первая в мире реализация новейшей версии ядра Warrior P-class P5600 популярной процессорной архитектуры MIPS, ориентированной на рынки коммуникационных решений и встроенных систем. Это позволяет Baikal-T1 занять место в обширной экосистеме, которая развивается уже более 30 лет и имеет значительный потенциал на растущих рынках. Еще одной отличительной чертой системы является возможность создавать на ее базе решения с пассивным охлаждением. Baikal-Т1 – отечественная разработка, все блоки которой, в том числе лицензионные, есть в исходных кодах, что является гарантией высокого уровня безопасности продукта».

«Наши акционеры поставили перед нами амбициозную цель – разрабатывать только конкурентоспособные продукты – и мы двигались к её реализации: собрали профессиональную команду инженеров, добились лицензирования наиболее современных IP и средств разработки, заключили соглашение с ведущей фабрикой об использовании технологического процесса 28 нм. Мы выполнили все стадии маршрута разработки – от создания архитектуры системы на кристалле до топологического синтеза и верификации, – и сегодня представляем результат нашей интенсивной работы – инженерные образцы нашего первого продукта», - заявила Светлана Легостаева , генеральный директор «

Вчера мне довелось первым из представителей прессы побывать в компании Байкал электроникс, разработавшей и производящей процессор Baikal-T1.

Этот маленький процессор потребляет всего 5 Вт и может работать даже без радиатора. В процессор встроены три порта Ethernet (два гигабитных и один 10-гигабитный), контроллер памяти DDR3-1600, поддерживающий до 8 ГБ, контроллер PCIe Gen.3, контроллер SATA 3.0 (6 Гбит), контроллер USB 2.0.
Процессор построен на 2-ядерном MIPS 32 r5 P5600 (это первая в мире реализация процессора на этом ядре), работающем на частоте до 1,2 ГГц, встроенная кэш-память 1 Мбайт, технологический процесс 28 нм.

По производительности Baikal-T1 сопоставим с процессорами Intel Atom и процессорами современных смартфонов. Он будет применяться преимущественно в телекоммуникационном оборудовании (роутерах, управляемых коммутаторах), но пригоден и для тонких клиентов.

Компания "Т-Платформа" начинает производство моноблоков Таволга Терминал TP-T22BT на процессоре Байкал Т1. Они будут использоваться для создания автоматизированных рабочих мест там, где предъявляются специальные требования безопасности.

«Таволга» работает под управлением Linux и может оснащаться любыми совместимыми с ней прикладными программами - пакетом офисных приложений LibreOffice, браузером Firefox и многими другими.

«Таволга Терминал» также работает в терминальном режиме в качестве веб-клиента, обеспечивая удаленный доступ к любым приложениям через веб-браузер или с использованием протоколов удаленного рабочего стола, таких как RDP или VNC.

«Байкал Электроникс» подписали меморандум о научно-техническом сотрудничестве с компанией Lenovo.
Lenovo уже продемонстрировали рабочий образец моноблока ThinkCentre Tiny-in-one 23, построенный на процессоре Baikal-T1.

Сегодня я впервые публикую данные о быстродействии процессора Baikal-T1, работающего на частоте 1 ГГц.

Coremark: 10342 coremarks (2 thread), Whetsnone: 1052 MWIPS (2 thread), Dhrystone: 3651 VAX MIPS (1 thread).
Результаты Coremark для большинства процессоров можно посмотреть тут.

К моменту завершения разработки процессора Байкал-Т1 компания существовала уже три года, в ней работало 70 российских "железячников" и программистов.

За основу было взято лицензированное ядро MIPS P5600, кроме того были лицензированы контроллеры Ethernet, SATA и USB. Российским разработчикам предстояло собрать эти компоненты вместе, заставить их корректно работать друг с другом и произвести разводку чипа по современной топологии 28 нм. Некоторые компоненты процессора разрабатывались с нуля.

Я попросил показать топологию процессора Байкал-Т1.

Так выглядит один маленький её кусочек.

Таких кусочков в процессоре миллионы.

Вы тоже видите странных грустных животных в топологии соединений Байкала? ;)

Это всего лишь один слой соединений.

Для процессора Байкал-Т1 была разработана и выпущена отладочная плата в стандартном формате MicroATX.

Это две самых первых платы.

Плата №0001. Кодовое имя "Лошадка". :)

В электронную лабораторию Байкал Электроникс не пускают никого, даже большинство своих сотрудников. Меня пустили. :)

Офис разработки программной части.

Идёт тестирование.

Процессор Baikal-T1 получился вполне конкурентоспособным и за счет большого количества различных интерфейсов на чипе обладает преимуществами перед конкурирующими изделиями иностранных разработчиков. При стоимости около $60 он позволит создавать телекоммуникационное и промышленное оборудование, блоки диспетчеризации и тонкие клиенты, системы автоматизации и управления. Российское происхождение гарантирует отсутствие "закладок" и позволит применять его в структурах с повышенными требованиями к информационной безопасности.

Сейчас Байкал Электроникс работает над разработкой новых процессоров на базе архитектуры ARM - Baikal-M для настольных ПК, встроенных систем, средств промышленной автоматики, смарт-камер и Baikal-MS для микросерверов и встроенных систем.

На этой неделе компания «Т-Платформы» представила первый серийный ПК на базе российских процессоров «Байкал-Т1». Компьютер, выполненный в форм-факторе моноблока, получил название «Таволга терминал».

Процессор «Байкал-Т1» – гордость «Т-Платформы» – создан ее «дочкой», компанией «Байкал электроникс». Это промышленный чип с архитектурой MIPS32 R5 Warrior. У него два 32-битных ядра Р5600 с рабочей частотой до 1,2 ГГц, кэшем L2 1 МБ, контроллером памяти DDR3-1600. Строго говоря, в России разработан только чип, функциональные блоки процессорного ядра лицензированы у Imagination Technologies, а сам процессор произведен на мощностях компании TSMC.

Процессор «Байкал-Т1» – двухъядерный, на сайте производителя ПК его возможности не раскрываются. Прямыми конкурентами «Т-Платформы» называет чипы американской компании Broadcom серии Stratagx, а также компании Freescale серии QorIQ T1020. На основе этих микросхем создаются роутеры (в том числе и домашние), а также устройства промышленной автоматизации и тонкие клиенты. По производительности эти решения уступают компьютерам на базе процессоров Intel 5-6-летней давности.

Чип «Байкал-Т1» позиционируется как первый российский процессор, созданный на основе 28-нм технологического процесса. Флагманские смартфоны iPhone 6s и iPhone 6s Plus, в состав которых входит однокристальная платформа Apple A9, выпускаются двумя разными производителями Samsung и TSMC: в первом случае используется 14-нанометровая технология, во втором - 16-нанометровая. Вычислительная мощность Apple A9 настолько высока, что сравнима по быстродействию не только с устройствами в своем классе, но и гаджетами из другой категории, писал ранее AnandTech. По словам обозревателей, процессоры Apple последнего поколения дошли до такого уровня производительности, что способны составить конкуренцию линейке Intel Core M.

Предыдущее поколение iPhone, дебютировавшее в 2014 году, базируется на чипах Apple A8 и выпускается все той же TSMC по 20-нм техпроцессу. Еще более ранняя модель iPhone 5s создана на базе 28-нанометровых процессора Apple A7. И именно эта архитектура соответствует архитектуре процессоров «Байкал-Т1» из «Таволга терминал». При этом A7 является 64-битным чипом, а российский «аналог» оперирует 32-битными ядрами.

Кроме 2-ядерного процессора 21,5-дюймовый «Таволга терминал» включает графический адаптер SM750 с 16 МБ видеопамяти. Оперативной памяти у моноблока – от 2 до 8 ГБ, накопитель можно выбрать – либо 8 ГБ NAND Flash, либо 8 ГБ Disk-on-Chip SSD, либо 2.5” SATA SSD. Компьютер оборудован двумя портами Gigabit Ethernet, позволяющими работать с двумя разными сетями (например, внешней и внутренней) и четырьмя портами USB 2.0.

Первые крупные поставки моноблоков стоимостью 69 000 рублей запланированы на II квартал. В числе тех, на кого ориентирован компьютер «Таволга Терминал», названы Федеральные органы исполнительной власти России, государственные организации и корпоративные заказчики, предпочитающие отечественные решения и предъявляющие высокие требования к безопасности данных.