俄罗斯“芯”酸往事：从行业霸主到无人问津

环视当今世界，CPU 平台已造成由美国、中国、俄罗斯、日韩和欧盟构建的“一超多强”体系。但若钩沉经历，苏联应曾是世界上微电子技术非常壮大国度之一，乃至一度领先美国。

然而，在苏联解体后，俄罗斯的经济没落、政治不稳等形势，造成大批科研人才离境前去美国。此中，得益于俄罗斯的技术人才，英特尔迎来开展的黄金时代，从而成为 CPU 领头羊。

整体上，俄罗斯的 CPU 研发经历了“光辉”、“动荡”、“难产”、“没落”四个时代。现在，固然俄罗斯仍在 CPU 平台奋力搏击，但以往风景无尽的光阴注定一去不复返。

01 光辉

1976 年，正值冷战“铁幕时期”。因为负担了研制苏联超级计算机的重担，鲍里斯・巴贝扬的举止局限被局限在苏联境内。所以，深嗜爬山的他只好用心攻坚环节技术。

仅两年后，巴贝扬就率领团队钻研出全世界初次台超标量计算机 Elbrus-1。不言而喻，这台计算机取名自苏联及欧洲非常岑岭 —— 厄尔布鲁士（Elbrus）峰。

苏联研制 Elbrus-1 的要紧目标是服无于开辟飞弹体系、核家伙和太空决策等军事产业。巴贝扬称，Elbrus-1 接纳的超标量处理器，在运转时会将陆续的符号转换为并行符号加快实行。

而这一技术直到 1993 年才在 IBM 研发的 PowerPC 601 上得以使用。这意味着俄罗斯在该技术平台领先美国可达 15 年。

早在 Elbrus-1 的问世前，巴贝扬就因出色的计算机辅助设计工作被付与了“十月革新勋章”。Elbrus-1 降生后，巴贝扬接着老板其次代产物的设计开辟工作。

▲Elbrus 2 CPU

1987 年，Elbrus-2 研制胜利，不但领有超标量体系架构，并且还具有支持超凡程序语言的新技术。这台计算机有 10 个处理器，每秒运算达 1.25 亿次。

鉴于对 Elbrus-2 及其乱序超标量体系架构的庞大进献，巴贝扬当年获取政府颁布的“列宁勋章”。这是苏联其时的非常高荣誉。

盛名之下，已年届 54 岁的巴贝扬并无休止探索，并连续率队开辟第三代 Elbrus。他提出接纳更新的超长指令字（VLIW）架构，即经历一个编译器来确保指令同时在不同的处理器上被实行。

值得留意，在巴贝扬首先研发 Elbrus3 时，苏联还实现了 32 位 El-90 微处理器设计。

这一项目标负责人弗拉基米尔・彭特科夫斯基。他在 Elbrus 钻研小组中曾是巴贝扬下属。他介入了 Elbrus-1 与 Elbrus-2 计算机的研发，并主导开辟了超凡程序语言 El-76。

1990 年，El-90 微处理器的原型问世。这一布局反映出把 RISC 和 Elbrus-2 结合在一路的设计头脑，因而具有更壮大的兼容性。

02 动荡

跟着苏联的政治体例和经济体系蒙受巨变，Elbrus-3 项目标钻研经费陡然中缀。酸心以后，巴贝扬 1992 年景立了 MCST 公司，专一于 VLIW 架构的处理器 Elbrus 2000（E2K）的开辟。

面对美国企业纷繁找上门，巴贝扬一概回绝。但他却答应了 Sun 公司创始人 Scott McNealy 的同盟要求。因为在苏联解体前的 1989 年，他曾经来“拜望”了巴贝扬。

1992 年，MCST 与 Sun 公司在莫斯科团结确立了 SPARC 技术中间，配合研发处理器架构、操纵体系、编译器与多媒体函式库。而这促进了 Sun 后来在处理器上的快速崛起。

但是，在苏联政局动荡下，彭特科夫斯基选定了移民美国。1993 年，凭借壮大气力以及把许多 Elbrus 小组开辟的先进技术带到了英特尔，彭特科夫斯基提升为英特尔 CPU 首席工程师。

▲弗拉基米尔・彭特科夫斯基

随后，他首先主导 PentiumIIl 的架构研发，此中的重点即是新增 SSE 指令集及改进微架构。然而，Pentium III 处理器的几大特色险些都与 El-90 微处理器的特性相像。

此中包含：每个时钟周期能够实行两条指令的超标量体系布局；支持两路多重处理、排错；具有支线推算，高性能的管线浮点单位，以及足量的高速缓冲存储器。

另外，1995 年英特尔推出了却构更优的 Pentium Pro 微处理器，而新增的要紧特色险些都是彭特科夫斯基在苏联蕴蓄堆积的妙技，包含改进的 x86 指令解码器单位和超标量体系布局，猜测实行以及无序实行等。

基于此，曾有人揣度 Pentium 即是以 Pentkovski 的名字定名。实在彭特科夫斯基到美国后，Elbrus 团队连续都不晓得他究竟在做甚么。直到 1999 年，他的名字才发现在一本技术刊物上。

在技术来源疑问上，巴贝扬也曾直言，英特尔的 Pentium Pro 微处理器与俄罗斯超标量体系布局的变体很类似。“英特尔是初次家接纳超标量布局技术的公司，并在后来迎来本人的黄金时代，成为西方世界领头羊。”

03 难产

九十年月中后期，MCST 公司面对人才流失、经费缺乏和项目窒碍等浩繁困难。所幸的是，非常焦点的几位科学家留了下来，从而使项目研发得以陆续。

对此，巴贝扬率团队攻坚克难，并于 1999 年景功研制 Elbrus 2000 的处理器 E2K。

该 CPU 大概同时实行 Elbrus VLIW 和英特尔 x86 代码，每一时钟周期能够实行 24 条指令，仅凭 1.2GHz 的工作频率就能带来 10.2GFLOP / s 的运算性能。

这一速率是其时英特尔正筹办公布的 Itanium（安腾）服无器芯片的三倍。

固然 E2K 凭借不可思议的超高功用、超小芯片面积与超低功耗等惊动了业界，但俄罗斯投资者却因为电子装备开辟危害大，而不肯意投资 MCST 公司。

为打听决经费及融资疑问，巴贝扬在开曼群岛注册了 Elbrus 国外，同时鼓吹他们需求 6000 万美元和 3 年时间才气实现非常终设计，若只做缩水版处理器则需求 500 万到 1000 万美元。

在到处寻找资金支持者或客户时，巴贝扬还让 MCST 为种种美国公司编写程序。但他没有把所得利润用于扩大编程业务，而是投入处理器的研制。

▲鲍里斯・巴贝扬

在巴贝扬看来，处理器是更有代价的器械。“咱们比许多美国人更打听微处理器环境趋势”。俄罗斯技术的拥戴者为斗胆的空想喝采，也大概在技术平台获取突破性造诣。

后来，巴贝扬一度在俄罗斯总统身上看到了有望。

2000 年 6 月，俄罗斯总统在登场三个月后就答应了《国度消息平安学说》，提出重点开辟的环节技术包含：高性能计算机技术、智能化技术和消息攻打与防护技术等。

俄罗斯的高调惹起了西方关注。其时美国加州的闻名半导体杂志《微处理器汇报》，曾做了一篇叫《The Russians Are Coming》的报道深度说明了 Elbrus 2000 处理器的各项黑科技。

04 没落

面对来自俄罗斯的角逐，美国科技企业很快首先行动。2002 年，英特尔和惠普团结研发 Itanium 2 处理器，代号“McKinley（麦金利）”。

固然表示 Elbrus 比麦金利更好，但时移势易，巴贝扬觉得“要做到世界初次，就要走出去”。因而，在 Elbrus 2000 胜利落地的 2004 年，他决意和 E2K 团队一路进入英特尔。

巴贝扬在英特尔担负的地位是应用和服无部分架构总监，以及英特尔莫斯科研发中间的微处理器研发主管。另外，他或是其次位获取英特尔院士名称的欧洲人。

与此同时，英特尔回收了 MCST 的超标量处理器关联常识产权，进一步稳定了在处理器行业的地位。

今后，俄罗斯的处理器研发险些屁滚尿流。在政策推进下，MCST 推出了一系列 Elbrus 处理器的进阶版，但这些处理器连续在“吃成本”，并慢慢掉队西方。

直到 2012 年，俄政府首先对微电子家当鼎力搀扶，订定了《2013-2025 年电子产业开展计划》和《国防产业概括体开展计划》等家当开展计谋。此中对计算机装备等优先支持的子项目，下拨估算总额达 1700 亿卢布。

紧接着，俄政府对微电子家当也做了不少起劲，包含尽大概购买国产电子产物，开辟 CPU 民用和军用条线，周全发力 Elbrus2000、SPARC、MIPS 三大架构，以及研发“贝加尔”芯片。

基于此，2015 年 MCST 推出了堪称俄有史以来技术程度非常高的国产处理器 ——Elbrus-4C，可比肩英特尔 i3 和 i5（2009 年公布）。该芯片接纳 65 纳米，包含 4 个焦点，工作频率 800MHz。

▲Elbrus-16C 处理器

2020 年 10 月，MCST 又公布了旗下非常新款 CPU——Elbrus-16C。这款处理器接纳第六代 VLIW 指令集架构打造，由 120 亿个晶体管组成，设计为 16 核、2GHz 频率，生产工艺是 16 纳米。

鲜明，目前俄罗斯能研发的非常顶尖处理器也曾经相对掉队。这全部，年近九旬的巴贝扬天然看在眼里。固然至今仍没有退休，另有许多项目决策去做，但他已不再回归。

时下对于计算机处理器架构的合流经历，都在宣称 CPU 焦点技术源自美国。但鲜有人晓得，英特尔早期处理器的焦点技术，或多或少来自于苏联 Elbrus 超级计算机的工程师。

俄罗斯处理器专家基思・迪芬多夫曾说，“超标量体系布局、互鉴存储多重处理技术和 EPIC 技术等观点，在西方发现以前很久，Elbrus 就曾经胜利开辟出了基于这些技术的计算机。”

然而，风景光辉以后，俄罗斯 CPU 技术衰落的缘故大概更值得探究。此中既有俄罗斯轻忽计算机科技民用和商用化缘故，也有其政治经济不稳，以及家当开展滞后等成分。

在目前国外形势下，若从国度平安角度考量：一旦俄罗斯处理器技术受制于人，将在国外角逐和对抗中处于很不利的地位。固然仍有一定“基底”，但俄罗斯已难以旋转这一被迫地势。