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芯思想︱俄罗斯芯图谋,重现CPU辉煌:战斗民族的微电子发展史

时间:03-21 来源:3721RD 点击:

管数量达到50000个,采用的陶瓷平面封装形式。下图是K1801VM1的Die照片和芯片照片。

最后一款1801系列CPU是K1801VM4,采用NMOS工艺,晶体管数量超过10万个,有两种封装方式,一是QFP,一是塑料平面封装,引脚数都是64个。

1806系列CPU

1806系列和1801系列是工艺不同,1801系列是采用NMOS工艺,而1806系列采用CMOS工艺。根据手头资料,两个系列的CPU除了时钟频率有差异外,功能几乎等同。该系列CPU在1988年11月发射的暴风雪号航天飞机上得到应用。

1836系列CPU

1836系列CPU是由Fizika公司生产,是做为1801系列的第二供应商,除了时钟频率有差异外,功能几乎等同。

Elbrus系列CPU是Pentium CPU的前身?

前方介绍的Elbrus计算机都是采用Elbrus CPU,Elbrus-1 CPU是世界上第一个标量CPU,完成于1977年;Elbrus系列完成人中有两个大牛人,一个是Boris Babaian,一个是Vladimir Pentkovski。1991年底,由于前苏联在政治体制和经济体系上发生了巨大的转变,研究项目的经费丧失了来源,导致这两大牛人的分开。Boris Babaian在莫斯科SPARC技术中心(MCST)与美国SUN公司合作,致力SPARC架构CPU研究,结果直接造成了SUN的崛起;Vladimir Pentkovski加盟美国INTEL,成为首席CPU设计师,打造了奔腾时代,铸就了INTEL的辉煌。

1986年,前苏联开始32位El-90微处理器研制工作,Vladimir Pentkovski是项目负责人,根据资料表示,El-90微处理器研究项目的技术报告于1987年完成,第一个原型于1990年成功问世。1990年,前苏联开始进行El-91S微处理器的研制工作,Vladimir Pentkovski再度领军。

Vladimir Pentkovski领军开发的El-90微处理器具有几大特征:一是晶体管数量超过50万个;二是每一个时钟周期可以执行两条指令的超标量体系结构;三是支持十路多重处理;四是支持排错;五是具有支线推算;六是具有高性能的管线浮点单元。我们可以把这六大特点与INTEL的奔腾系列进行对比,恰恰是奔腾系列的特色。

更具代表性的特点是Elbrus-1中复杂的El-76指令必须被特殊单元转换成简单的微运算指令,而在El-90微处理器中已经可以轻松转换。而Pentium微处理器恰恰拥有一个特殊单元,可以把复杂的x86转换成类似RISC的简单指令。

综上所述,前苏联在微处理器领域优势明显。

四、俄罗斯:大力发展微电子,重现CPU明日帝国

前苏联解体,俄罗斯独立,由于经济衰退,研究经费难以为继。但俄罗斯MCST的研究人员还是在SPARC系列CPU中取得了突破,1998年发布了R80 CPU。

2000年3月普京上台,同年6月批准了《国家信息安全学说》。这是俄罗斯第一部正式颁布的有关国家信息安全方面的重要文件,它将为俄"构筑未来国家信息政策大厦"奠定基础,为对抗外国向俄罗斯政治、经济、军事等领域的信息情报渗透起到指导作用。《国家信息安全学说》提出重点开发的"关键技术"包括:高性能计算机技术、智能化技术、信息攻击与防护技术以及相关的软件技术等。

在《国家信息安全学说》的指导和推动下,俄罗斯的微电子产业得到了长足发展。

晶圆制造
制造工艺水平取得突破,晶圆从6寸推进到8寸,线宽从1.0-0.5µm推进到了90nm、65nm水平;2015年在法国研究机构和IBM的支持下,建立了全球首座12寸MRAM BEOL代工制造厂。

设计

多家公司CPU已经完成28nm工艺设计,并取得流片成功;多家DSP芯片也在40nm工艺完成流片。

重现CPU辉煌

MCST

莫斯科SPARC技术中心(MCST)成立于1992年,其前身是列别捷夫精密机械与计算技术研究所,公司在SPARC和Elbrus-2000架构方面都取得了不俗的成绩。该中心的领军人物就是Boris Babaian,他曾是前苏联第一代超级计算机Elbrus-2的团队负责人,也是Vladimir Pentkovski的曾经上司。

在SPARC系列方面,2007年推出R500S,主频为500MHz,采用台积电0.13µm制造工艺;2010年推出R1000,主频为1000MHz,采用台积电90nm制造工艺。

2011年,研制出"Elbrus-2S+"2核64位CPU,主频为500MHz,采用台积电90nm制造工艺;2014年4月开发出"Elbrus-4S"4核64位CPU,主频为800MHz,采用台积电65nm制造工艺;2015年开发出"Elbrus-8S"8核64位CPU,主频为1.3GHz,采用台积电28nm制造工艺,平均功率40瓦特;目前正在研发"Elbrus-16S"64位CPU,预计2018年流片,主频预计超过3GHz。

Boris Babaian表示,MCST已经从俄罗斯联邦政府、莫斯科市政府和其它途径得到了稳定的财政支援,并得到了国防订单,Elbrus-2000架构的CPU将会给INTEL以迎头痛击。

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