옐브루스 프로세서
옐브루스 CPU 프로세서. (러시아어: Эльбрус, 영어: Elbrus)
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1. 개요
러시아의 모스크바 스팍연구소(MCST Ltd)[1]에서 개발한 CPU이다.
인텔 아이태니엄 시리즈 처럼 VLIW 계열 명령어 세트를 사용한다.
소련시절과 달리 현재는 x86이나 ARM 계열처럼 범용성 중앙처리장치지만 후술한 사유 때문에 사실상 군사 & 우주용 CPU로 사용된다.
2. 역사
첫 시작은 소련에서 무기개발 및 기술자립을 위해 설계한 CPU이다. 60년대 중반 진공관 시대에서 트랜지스터 시대로 변화함에 따라 소련도 집적 회로를 활용한 처리 장치, 즉 CPU가 필요하게 되었다. 하지만 그렇다고 적성국가였던 미국의 IBM에서 CPU를 사올 수는 없는 일[2]. 그래서 독자개발되어 탄도미사일 제어용 CPU로서 70년대에 처음 선보였다.
S. A. 레베데프 기념 정밀 역학 및 컴퓨터 공학 연구소(Институт точной механики и вычислительной техники имени С. А. Лебедева)에서 개발되었으며, 탄도 미사일과 각종 전자장비 및 슈퍼컴퓨터를 비롯한 연구자재 등에 장착되어 활용되었다. 외부에도 이 프로세서가 알려지면서 고효율의 CPU로서 많은 관심을 받게 되었으나, 냉전 시기에는 서방에서의 접근이 어려워 폐쇄된 환경 하에서 소련 및 공산국가에서만 사용되었다.
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1985년 탄도탄 요격을 위한 A-135 체계에 사용된 옐브루스-2 슈퍼컴퓨터
냉전 종식후 공산주의 소련이 무너지면서 자본주의 러시아 연방이 탄생해, 옐브루스 프로세서의 설계와 생산 등 지적재산권은 모스크바의 스팍연구소가 가져간다.
CPU 개발은 교수, 박사급 과학자들과 컴퓨터 공학자들이 회로도의 설계도를 '''손으로 직접 그려서''' 했는데, 이 짓을 무려 '''1990년대 말까지''' 해왔다고 한다. 그래서인지 이들 프로세서의 전력소비 대 성능이 매우 높았다. 회로설계소프트웨어를 쓰든 안 쓰든 간에 전문가가 직접 최적화하면 성능이 좋아지지만, 아무래도 개발속도와 비용 등에서 디메리트가 있기 때문에 소프트웨어의 비중이 늘어나는 추세다.[3] 이러한 특성은 소련 붕괴 후 서방 기업들에게도 주목 받아서 수많은 기업들이 연구하기도 했다. 썬 마이크로시스템즈가 가장 적극적이라 협력 연구소를 만들어 함께 연구하기도 했으며, 이는 1990년대 중반 스팍(SPARC)에도 옐브루스에 쓰인 기술이 녹아들어가는 형태로 이뤄진다. 이 후 옐브루스는 스팍과 혼합된 형태로 썬에게서 라이센스를 받는 식의 형태로 제조되었다. 또한, 이 연구소에 소속되어 있던 데이브 디젤(Dave Ditzel)은 이 때 옐브루스 프로세서의 단순하면서도 안정적인 아키텍쳐의 잠재력을 믿고, 기존 아키텍쳐와의 융합이 아닌 옐브루스 프로세서의 특성을 더욱 특화시킨 제품을 기획, 퇴사 후 트랜스메타를 세우고 크루소 프로세서를 만들기에 이르른다.
3. 특징
90년대 말에는 인텔과 기술교류를 통해 인텔 아이태니엄 시리즈 VLIW에서 발전된 형태인 EPIC을 받아드려 Elbrus-2000 아키텍처(E2K)를 만든다. 현재 출시되는 옐브루스 프로세서는 모두 이 Elbrus-2000 아키텍처를 사용한다. 특징은 인텔 아이태니엄 시리즈가 무리하게 x86을 에뮬레이션으로 돌리려다 크게 실패한 것을 반면교사 삼아 x86 호환레이어를 심었다. 다시 말해서 VLIW 계열이지만 x86 소프트웨어를 네이티브로 돌릴 수 있다! 다만 이러면 오버헤드 때문에 제성능은 안나온다. 제원과 다르게 들쭉날쭉한 벤치마크가 이 때문이다. 옐브루스-8SV부터는 AMD64 호환레이어도 들어갔다.
당연히 군용이라 일반인들이 옐브루스 프로세서가 장착된 컴퓨터를 만질 기회는 흔치 않다. 하지만 군용이기 때문에 수요가 적어도 꾸준히 개발되어왔으며, 2009년엔 2012년을 목표로 옐브루스 CPU(SPARC에 가깝지만[4])를 사용한 슈퍼컴퓨터도 개발되고, 현재는 온전한 VLIW 옐브루스 CPU를 이용한 슈퍼컴퓨터(군용)도 나왔다.
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2000년대 초 부터 일반 사용자용 CPU와 이를 사용한 PC(옐브루스-801) 등장했으나, 이미 VLIW 계열 CPU가 망해버려서 민간 시장 진출은 망했고, 사실상 군사 & 우주용 CPU로 쓰이거나 원자력 발전소 제어용, 선박 콘솔, 대학/연구소 컴퓨터 등 특수목적용 컴퓨터에서나 사용된다.
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2015년에 28㎚ 공정의 8코어 VLIW 프로세서 옐브루스-8을 완성하였고 단순한 수치상 성능은 250 기가플롭스로 나름 인텔 아이비브릿지-E 코어 i7 4930K의 약 2배 좀 안되는 성능을 보유하였다.
로드맵 상으로는 2018년에 28㎚ 공정의 16코어 VLIW 프로세서를 완성하며, 2020년까지 10㎚ 공정의 32코어 VLIW 프로세서를 출하할 예정이지만 코어당 성능은 비슷한지 32코어 프로세서에서 1테라플롭스를 달성할 예정이였다. 그러나 코어 당 성능을 높이는 방향으로 변경되어, 2018년에 코어수가 8개로 동일한 옐브루스-8SV를 완성했다. 2020년에는 옐브루스-16S가 나왔으며, 단순한 수치상 성능은 1.5 테라플롭스 수준으로 AMD 젠-2 3700X의 약 2배 좀 안되는 성능을 보유하였다.
10㎚공정의 32코어 옐브루스-32는 2025년으로 연장되었으나 목표성능은 4 테라플롭스로 높아졌다.
4. 기타
옐브루스는 캅카스 산맥에 있는 높이 5,642m의 휴화산의 이름이다. 일반적으로 알프스의 몽블랑이 유럽에서 가장 높은 산(4,810m) 이라고 알려졌지만 실은 서유럽에서 가장 높은것이 알프스의 몽블랑이고 유럽 전체를 통틀면 옐브루스가 유럽에서 가장 높은 산이다.