Суверенный процессор. Что надо знать о российской индустрии микрочипов

#Технологии
АА
Александр Артамонов

За последние несколько лет российский технологический сектор достиг определенных успехов в производстве собственных микропроцессоров. Отечественные компании научились выпускать чипы, подходящие для многих задач, хотя их уровень и отстает от мировых лидеров на десятилетие. 

Огромные вложения в эту сферу и большой интерес государства к ней — одна из граней политики импортозамещения. Власти стремятся сделать Россию независимой от произвола западных производителей процессоров. И частично эта задача была выполнена — сегодня наша страна способна обеспечить государственные органы, военную и космическую технику «суверенными» компьютерными системами. Во всяком случае, так было до 24 февраля 2022 года. Теперь же санкции, связанные со «спецоперацией» на территории Украины, скорее всего, «обнулят» российскую микропроцессорную индустрию. 

Кто производит процессоры в России? 

1. Байкал Электроникс

Самыми обсуждаемыми отечественными процессорами последних трех лет стали продукты компании «Байкал электроникс». Она выросла из главного, и, возможно, самого успешного российского производителя электроники — компании «Т-платформы». Сейчас она переживает тяжелые времена — в 2020 году она оказалась на грани банкротства, а ее создатель Всеволод Опанасенко уже четыре года находится под домашним арестом в рамках уголовного дела по подстрекательству к злоупотреблению полномочиями. 

«Байкал» выпускает три линии процессоров для разных нужд:

  • Процессор Байкал-Т1, созданный в 2015 году. Используется для промышленных нужд: 
  • серия Байкал-М (М1, М2 и М Lite), появившаяся в 2019 году — процессоры общего назначения; 
  • Байкал-S — серверный процессор 2021 года. 

Байкал-S считается одним из самых удачных и конкурентноспособных творений российской микрочиповой индустрии. По своим характеристикам он сравним со «средненькими» по уровню аналогичными процессорами от Intel и AMD 2019 года, такими как Intel Xeon 6148 Gold. Байкал-M, который может использоваться, к примеру, в офисных компьютерах, обзорщики сравнивают его с процессорами Intel Core I5 3-4 поколения (2012-2013 годы). Для ПК под офисные задачи — самое то. 

Интеллектуальной собственности у «Байкала» немного. Компании принадлежит 4 действующих патента РФ на изобретения и 5 свидетельств на программы для ЭВМ, зарегистрированных в 2015-2016 году. Вот несколько примеров: «Компьютерная система» и «Программа управления контроллерами периферийных устройств микропроцессора "Байкал-Т" через отладочный интерфейс JTAG IEEE 1149.1.». 

2. МЦСТ

Второй ключевой отечественный производитель чипов — АО МЦСТ (Московский центр SPARC-технологий), разработавшая архитектуру «Эльбрус». С 2005 года компания выпустила на рынок семь процессоров. Самые передовые — восьмиядерные «Эльбрус-8С», разработанные в 2015 году и запущенные в массовое производство в 2020 году. Они предназначены для персональных компьютеров и серверов. 

Помимо процессоров, МЦСТ выпускает операционные системы и программное обеспечение для них. Компания активно защищает свои наработки. Она получила 40 патентов в США и 21 — в России. Они касаются низковольтовой элементной базы, микроархитектуры и программного обеспечения. Также у них имеются 32 свидетельства на программы для ЭВМ. Вот пара примеров: «Микропроцессор» и «Генератор синхросигналов модуля эмуляции».   

В медийном пространстве «Эльбрус-8С» много обсуждали в декабре 2021 года, когда его протестировали в «Сбере». Представитель лаборатории новых технологических решений банка Антон Жбанков тогда назвал функциональные требования «Эльбрусов» «катастрофически не выполненными», и заявил, что они даже близко не подошли к тому уровню, который нужен компании. Тем не менее, он был приятно удивлен тем, что российские процессоры вообще работают и отстают от импортных всего в несколько раз, а не в 20-30.  

Главным преимуществом «Эльбрусов» называют полностью суверенную архитектуру и высокий уровень безопасности — иностранные заинтересованные лица не смогут намеренно заложить в них критические сбои, уязвимости и недокументированные возможности. Поэтому такие процессоры и компьютеры на их базе закупают в основном госструктуры. 

3. НИИСИ

Еще один важный и своеобразный российский производитель процессоров — НИИ  системных исследований РАН, созданный еще в 1986 году. Он выпускает третью по значимости и известности российскую линейку процессоров — КОМДИВ (конвейерный однокристальный микропроцессор для интенсивных вычислений). 

КОМДИВы имеют свою уникальную архитектуру, совместимую с популярной системой команд MIPS. Первый процессор семейства, 32-разрядный «КОМДИВ-32» был создан еще в 1999 году. Аббревиатура звучит по-военному, и не зря. Среди основных покупателей таких процессоров — Миноброны, которое использует их в серверах, маршрутизаторах и контроллеров, а также нефтегазовая и космические индустрии. Главная особенность КОМДИВов — способность работать при экстремальных температурах, от -60 до +125 °С. Именно такие процессоры используются в сверхпрочном военном компьютере «Восход», который в 2016 году презентовал «Ростех».   

У НИИСИ 36 патентов РФ на изобретения, около половины которых связаны с микросхемами, 13 свидетельств на базы данных и 161(!) свидетельство на программы для ЭВМ. Вот пара примеров: «Гибридный микропроцессор» и «Пьезопривод».

4. Мультиклет

Основанный в 2011 году екатеринбургский «Мультиклет» —  не самый известный, но, пожалуй, наиболее интересный с точки зрения изобретательского уровня российский производитель процессоров. Компания выпускает чипы с уникальной запатентованной мультиклеточной архитектурой, которые устроены совсем иначе, чем привычные ядерные процессоры. Ее особенность в том, что клетки могут решать сразу несколько задач одновременно, динамически распределяя действия. Такие устройства используются для увеличения числа вычислений без роста энергопотребления, а поэтому применяются в суперкомпьютерах или системах, которые обслуживают нейросети или искусственный интеллект. 

Центральная разработка компании — суперпроцессор MultiClet S1, который активно рекламируют как идеальный чип для майнинга криптовалют. Также компания выпускает устройства для промышленного использования, расширительные модули для отладочных комплексов, производит процессоры и платы под заказ. «Мультиклету» принадлежит 9 патентов, зарегистрированных в России, наиболее ценный из которых описывает мультиклеточную архитектуру как таковую. К сожалению, большая часть этих патентов не поддерживается в силе.  

5. АО НПЦ ЭЛВИС

Научно-производительный центр «Элвис» (электронно-вычислительные системы) был основан еще в 1990 году. Сегодня компания выпускает более десятка микросхем трех типов:

  • процессоры-единороги из серии «Мультикор». Применяются в промышленных компьютерах и технике;
  • радиационно-стойкие процессоры для космических аппаратов;
  • процессор «Скиф» — первый российский микрочип для мобильных устройств и планшетов.

Последнее устройство можно смело назвать одним из главных достижений российской процессорной индустрии. «Скиф» по характеристикам сопоставим с процессором Ipad Air (2013 год), или чипами из планшетов 2019-2020 годов низшей ценовой категории. Российские производители электроники ICL и «БайтЭрг» обещали начать выпускать первые планшеты на «Скифе» в 2022 году. Но будут ли эти планы реализованы на фоне санкций — неизвестно. 

Компании принадлежит более сотни патентов на изобретения, 4 на полезную модель и более 40 свидетельств на программы для ЭВМ. Многие патенты были получены еще в 1990-х и до сих пор поддерживаются в силе.  

6. Миландр

Зеленоградская компания «Миландр» начала разрабатывать микросхемы еще в начале 2000-х годов. В 2017 году она первая в стране наладила выпуск процессоров с топологией 40 нм (самые передовые зарубежные компании освоили этот уровень технологии в 2007 году). 

«Миландр» производит микрочипы для радиотехники, систем автомобильной безопасности, радаров, «умных» счетчиков и домофонов, систем промышленного управления. Также компания выпускает двигатели, радары, электронные измерительные приборы, аккумуляторы и трансиверы. Всего у «Миландра» 14 действующих патентов РФ на изобретения, 3 на промышленные образцы и 56 свидетельств на программы для ЭВМ.

Где в России производят процессоры

До февраля 2022 года процессоры «Байкал», «Эльбрус» и наиболее мощные «Элвисы» выпускали на заводах тайваньской компании TSMC — она производит более половины всех процессоров в мире. Но после начала «операции» на территории Украины та отказалась работать с российскими компаниями. Теперь их судьба неизвестна.  

В России существует два производителя собственных процессоров — «Ангстрем» и «Микрон», а также несколько военных заводов. Но самые лучшие процессоры, которые сегодня умеют производить в России — с топологией до 65 нанометров. Это технология 2004 года. Впрочем, не все так плохо: сегодня в мире выпускают больше всего именно таких процессоров. Они пригодны для использования, к примеру, в автомобилях, самолетах, военной промышленности, но для современного компьютера или смартфона слишком большие и слабые. «Байкал» и «Эльбрус» рассчитаны на стандарты 28 нм и 16 нм. 

В программе-максимум «Микрона», самого успешного и технологичного производителя, — открыть завод по производству процессоров в 5 нанометров в 2030 году (такие используются в iphone 12), а «Ангстрем» при поддержке Минпромторга планирует научиться выпускать к этому времени процессоры 10-7 нм (iphone 8). Самые передовые современные процессоры сегодня — 3 нм. Вполне возможно, теперь из-за санкций этим планам не суждено реализоваться — для производства процессоров требуются материалы и технологии, софт и оборудование буквально со всего мира. А в новых реалиях они, скорее всего, в Россию попасть не смогут. 

Читайте в нашем журнале: 

Бейдж, бар и роботы: 10 необычных патентов «Сбера»

Беспилотные авто, прогноз погоды и световой короб: наиболее примечательные разработки «Яндекса»

Борьба с мошенниками, защитник Олег и голосовая биометрия: какие программы запатентовал «Тинькофф»

Источник фото: https://ru.wikipedia.org/

Александр Артамонов
Онлайн Патент
#Технологии
Спасибо! Мы перезвоним вам в ближайшее время!