Многопроцессорный вычислительный комплекс (МВК) «Эльбрус-2», созданный в СССР в 1984–1985 годах, является выдающимся достижением советской вычислительной техники и заслуживает высокой оценки по ряду ключевых параметров — числу процессоров, архитектуре и производительности, существенно опережающим многие зарубежные аналоги своего времени.
Основные технические характеристики и достижения «Эльбрус-2»:
Количество процессоров: 10 процессоров, из которых 2 служили резервными (то есть 8 активно работали одновременно).
Производительность: свыше 125 миллионов операций в секунду — очень высокая для середины 1980-х годов величина.
Архитектура: уникальная безадресная стековая система команд с использованием обратной польской записи (ОПЗ), что обеспечивало компактность кода и эффективное выполнение процедур. Поддержка рекурсии и аппаратная смена адресного контекста — на несколько лет опередили западные архитектурные решения.
Элементная база: интегральные схемы серии ИС-100, выполненные на эмиттерно-связанной логике с минимальной задержкой (2 нс). Аналогичны Motorola 10000.
-
Память:
ОЗУ объемом до 16 млн слов, эквивалентно 144 МБ с использованием трехуровневого интерливинга для повышения пропускной способности;
Внешняя память: магнитные барабаны (до 136 МБ), сменные магнитные диски (до 700 МБ) и магнитные ленты (до 560 МБ), что для 1980-х является внушительными показателями.
Тактовая частота: 20 МГц — достаточно высокая для эпохи суперкомпьютеров со сложной многопроцессорной организацией.
Фактическое изготовление: около 200 экземпляров, что говорит о масштабности и промышленной значимости проекта.
Область применения: использовался в стратегических системах — системе ПРО Москвы (А-135), Центре управления полетами, РЛС «Дон-2H», «Арзамас-16» и «Челябинске-70» — подтверждение надежности и критической важности.
Уникальность и преимущество над зарубежными аналогами:
Число процессоров: для середины 1980-х в мире практически не существовало суперкомпьютеров с количеством процессоров, сравнимым с «Эльбрус-2» (10 CPU). Зарубежные лидеры — Cray-2 (1985) и IBM 3090 (1985) — имели только 4 процессора, что объясняется архитектурными ограничениями и иными подходами к параллелизму.
-
Архитектурные инновации:
Первая массово применённая в коммерческих вычислительных системах суперскалярная архитектура (возможность выполнения до 2 операций за такт).
Аппаратная поддержка многопроцессорности с динамическим распределением регистров и параллельными процессами.
Оптимизация памяти: тегированная виртуальная память с высокой ёмкостью и трёхуровневым интерливингом — уникальное решение, повышающее скорость доступа и общую производительность.
Серьёзный технологический скачок: использование высокоскоростных интегральных схем с очень малой задержкой, в то время как зарубежные аналоги ещё работали на менее быстродействующей логике.
Надежность: наличие резервных процессоров обеспечивало отказоустойчивость, что критично для применения в системах ПРО и управления полётами.
Cравнительная таблица основных суперкомпьютеров 1960–1980-х годов:
Модель |
Год выпуска |
Кол-во процессоров |
Тактовая частота |
Производительность на процессор |
Общая производительность системы |
Объём оперативной памяти |
Особенности архитектуры |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
Эльбрус-2 |
1984–85 |
10 (8+2 резервных) |
20 МГц |
~12,5 млн оп/с (микс Гибсон-3), 2,7 Мфлопс |
>125 млн оп/с |
До 144 Мбайт |
Безадресная стековая, суперскалярность, ОПЗ |
Эльбрус-3 |
1990-е (проект) |
16 |
80 МГц (теорет.) |
~560 Мфлопс (пиковая) |
~9 Гфлопс |
288 Мбайт |
Мультипроцессор, скалярно-векторный, конвейерный |
"Красный Крей" (Электроника СС БИС) |
1989–91 |
10 (8+2 резервных) |
100 МГц |
~1,25 Гфлопс (приблизительно) |
~10 Гфлопс (гипотетический вариант) |
32 Мбайт |
Векторно-конвейерная, масштабируемая многопроцессорность |
Cray-2 |
1985 |
4 |
~100 МГц |
~9,3 Мфлопс |
~1,9 Гфлопс |
4 Мбайт |
Векторная архитектура, 4 процессора |
IBM 3090 |
1985 |
До 4 |
10–16 МГц |
6-8 млн оп/с |
~50–70 млн оп/с |
До 64 Мбайт |
Классическая CISC, многозадачность |
IBM 3083 |
1985 |
До 4 |
18–20 МГц |
~15–17 млн оп/с |
~70–100 млн оп/с |
До 32 Мбайт |
Развита скалярная архитектура с attached процессором |
CDC 6600 |
1964–69 |
1 |
10 МГц |
~3 млн оп/с |
— |
64 Кбайт |
Конвейерная архитектура |
CDC 7600 |
1969 |
1 |
37 МГц |
~10–35 млн оп/с (пиковая, достижима на тестах) |
— |
64 Кбайт |
Параллельная и конвейерная обработка |
Cray X-MP (гипотет.) |
1982 |
2–4 |
20 МГц (гипотетично) |
~1,8 Мфлопс (масштабированная с 105 МГц) |
~3,6–7,2 Мфлопс |
2 Мбайт |
Векторная архитектура, высокая пиковая производительность |
Таким образом, видно, что в СССР именно «Эльбрус-2» воплотил на практике масштабное многопроцессорное решение с эффективной архитектурой команд и управлением, тогда как западные модели отдали предпочтение векторному или конвейерному параллелизму с меньшим числом процессоров.
Заключение — итоговая оценка МВК «Эльбрус-2»:
Пионер многопроцессорности: 10 процессоров с аппаратной многопроцессорной поддержкой за 1984–1985 годы — достижение, практически не имевшее прямых аналогов в мире.
Высокая производительность: 125 млн операций в секунду — существенно превосходила многие другие советские и зарубежные ЭВМ средних 1980-х.
Архитектурные инновации: безадресная стековая система с ОПЗ, суперскалярная обработка, аппаратная поддержка рекурсии, высокоэффективные методы управления памятью.
Технологический прогресс: новая элементная база с малыми задержками, масштабное применение микросхем и система охлаждения, специально разработанная для вычислительных машин с высокой плотностью тепловыделения, обеспечивающая эффективное и надежное отведение тепла, поддерживая оптимальный температурный режим работы.
Широкое использование: ключевые стратегические объекты СССР — ПРО, ЦУП, научные и оборонные комплексы.
Массовость: выпуск порядка 200 экземпляров — редкость для суперкомпьютерных систем такого класса и времени.
Долговечность: использование системы по настоящее время, что подтверждает её надёжность и инженерное совершенство.
«Эльбрус-2» — это выдающийся пример того, как советская школа вычислительной техники создала на рубеже 1980-х фактически уникальную многопроцессорную суперкомпьютерную систему с инновационной архитектурой, превосходящую по ряду показателей своих западных конкурентов. Он стал основой для дальнейших разработок, задав высокую планку для отечественных и мировых технологий.
Комментарии (24)
Fragster
29.08.2025 12:25А есть сравнение по количеству реально эксплуатируемых единиц?
vvmtutby Автор
29.08.2025 12:25А есть сравнение по количеству реально эксплуатируемых единиц?
Т.е. суммарно в системе ПРО Москвы (А-135), Центре управления полетами, РЛС «Дон-2H», «Арзамас-16» и «Челябинске-70» ?
У меня лично - нет.
( И, как мне почему-то кажется, владеющие цифрами по СССР, включая Западные компьютеры из таблицы, их не опубликуют)
freebsdmry
29.08.2025 12:25Извините, это что? Вывод запроса: "сделай сравнение Эльбрус-2" к ChatGPT?
Плохо, очень плохо.
OpenA
29.08.2025 12:25А, так это нейросеть писала, тогда понятно.
Ютуб загажен этими нейромусором с новостями из параллельной вселенной, теперь еще и статьи на швабре и дзене. Интернет умер.
CatAssa
29.08.2025 12:25Он стал основой для дальнейших разработок, задав высокую планку для отечественных и мировых технологий.
Да, ещё: если бы не свеча Яблочкова, мы бы ночью не смогли кодить.
vvmtutby Автор
29.08.2025 12:25Я недавно узнал, что первый самолёт в мире, от братьев Райт, летал на высоте 2см., разгоняясь с горки, по специальным рельсам и против ветра.
CatAssa
29.08.2025 12:25А Томас Эдисон вообще патентным троллем был: ещё в мае 1885 года он запатентовал способ беспроводной телеграфной связи между кораблями при помощи электрических волн, подобных световым, и бедный Гильермо Маркони был вынужден выкупать у Эдисона этот патент.
Кругом враги.
vvmtutby Автор
29.08.2025 12:25О, вот именно про такие интимные подробности мира "добежавших первым до патентного бюро" , прочитав свежий номер журнала "Наука и Жизнь" (поищите - очень показательно характеризует) не знал.
А касательно иронической части, приведу анекдот:
-- Если у вас паранойя, то это не значит, что за вами не следят.
В 80х борьба И.В.С. за признание исторических достижений России казалось велась несколько "с перебором".
Теперь же думается - она проводилась недостаточно ревностно (со стороны исполнителей)
Fragster
29.08.2025 12:25Разумеется, одной только эксплуатации античного периода было недостаточно, поэтому итильянская пропаганда не замедлила перебросить мостики из прошлого в настоящее: и вот уже в единое королевство Италию объединили не либеральные правительства XIX века, а такие же революционеры, как и сам дуче. «Красная тысяча» добровольцев Гарибальди превратилась в легионы чернорубашечников, а отвергавший вождизм либерал и республиканец Джузеппе Мадзини стал объектом поклонения для итальянской пропаганды. И - о конечно! – оказалось, что все величайшие изобретения за всю историю человечества сделаны итальянцами. Мало было того, что на полуострове творили такие истинные гении, как Микеланджело или да Винчи, необходимо было еще «убедительно доказать», что Шекспир – не англичанин, но итальянец, а немец Кох использовал в своих открытиях «итальянский приоритет». В дальнейшем, во избежание подобных интеллектуальных краж, дуче запретит свободные контакты итальянских ученых с их иностранными коллегами - отбор «политически надежных» кандидатур для поездки за границу станет партийной прерогативой.
Р. Меркулов, "Мусссолини и его время"
vvmtutby Автор
29.08.2025 12:25Надо будет почитать первоисточник, спасибо!
( Хотелось бы вернуться к 80м, суперкомпьютерам.
Про 80-ые: а лейтенантам тогда платили на уровне кандидатов наук)
randomsimplenumber
29.08.2025 12:25Ну то есть нишевое решение, специально для ПРО сделанное и к ничему больше не пригодное . Уникальная система команд- ни с чем не совместимая.
GerrAlt
29.08.2025 12:25А я не ошибусь, если скажу что выдающиеся характеристики отчасти так выглядят из-за того, что процесс оптимизации исполнения кода был переложен с процессора на компилятор? т.е. что сравнение для честности должно учитывать систему команд сравниваемых экземпляров?
Знаю этот нюанс про современные Эльбрусы, но не знаю, относится ли это к тем которые в статье
randomsimplenumber
29.08.2025 12:25сравнение для честности должно учитывать систему команд сравниваемых экземпляров?
Смотря чего хотите сравнить и что получить. Сравнение компиляторов - отдельный конкурс.
GerrAlt
29.08.2025 12:25Но как тогда интерпретировать все эти циферки в сравнительной таблице? Вот, допустим, если я сделал процессор, который 2+2 вычсиляет 1_000_000_000_000_000 раз за 1 секунду, но другие операции вообще не выполняет - его можно будет добавить к перечисленным в таблице и указать в колонке "Производительность на процессор" производительность по операции 2+2 ?
randomsimplenumber
29.08.2025 12:25Да. Придумывают синтетический тест, который измеряет число попугаев. Более того, можно для теста 2+2 сделать аппаратный сумматор, который порвет любого суперкомпьютера как тузик грелку.
Цифры в таблице никакого смысла не несут на самом деле. Никакой другой комп в комплексе ПРО работать не будет. Нигде, кроме ПРО , Эльбрус тоже не будет работать. Сам по себе он бесполезен более чем полностью. Это специальный компьютер для специального применения.
andy_p
29.08.2025 12:25Знакомый рассказывал, что в конце 80-х работал на Эльбрусе-2. Говорит, что когда работал один процессор, все было хорошо, а когда работали все, то всё ломалось.
GerrAlt
29.08.2025 12:25Если те эльбрусы были с тем же подходом к системе команд реализованы, что и нынешние, то скорее всего ситуация говорит о том, что у вашего знакомого просто не было хорошего компилятора (или хороших разработчиков) - в VLIW оптимизации на стороне компилятора (или разработчиков), если их до этапа исполнения не было - увы, работать будет так себе
OpenA
29.08.2025 12:25Архитектурные инновации:
Первая массово применённая в коммерческих вычислительных системах суперскалярная архитектура (возможность выполнения до 23 операций за такт).
Суперскалярные эльбрус-1/2 делали 2 (две) операции за такт.
Ко всему остальному в статье лучше тоже следует относится настороженно, автор явно не понимает о чем пишет.vvmtutby Автор
29.08.2025 12:25Спасибо! Нажались две соседние кнопки - исправлено.
"Настороженности" - приветствуются, принимаются в работу. Но, исключительно конкретные ( из практических соображений).
stranger_shaman
29.08.2025 12:25и прямо из таблицы автора следует что у Cray-2 была производительность 1,9ГФЛОПС против 125МФЛОПС у Эльбруса. То есть 4х процессорный Cray имел производительность на порядок больше чем 8 процессорный Эльбрус.
GBR-613
29.08.2025 12:25А как насчёт вот с этим сравнить?
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Burroughs_Large_Systems
Там, вроде бы тоже безадресная стековая система с ОПЗ и всё такое на 10 лет раньше?
vvmtutby Автор
Примечание: Пиковые показатели производительности CDC 7600 в районе 35 миллионов операций в секунду (Мфлопс) была достижима на практике в режиме ручной оптимизации кода и специальных тестов и фиксировалась в специализированных задачах и на оптимизированных программах. Средняя производительность на практике составляла около 10 Мфлопс. CDC 7600 был примерно в 4 раза быстрее CDC 6600 с тактовой частотой 10 МГц и производительностью около 3 Мфлопс. Тактовая частота CDC 7600 была около 37 МГц (27,5 нс).