Статья

Российские микропроцессоры сегодня: начало пути

Электроника
мобильная версия
, Текст: Денис Воейков

Рынок микропроцессоров с пометкой «Сделано в России» сегодня находится в зачаточном состоянии даже по мнению самых патриотичных его представителей. Однако он все же есть — пусть почти только в виде предложения, а не спроса. Он неструктурирован, разобщен, испытывает комплекс неполноценности и все еще недостаточно обласкан государством. Но у него за последнее время явно появились определенные перспективы развития, связанные в первую очередь с курсом государства на импортозамещение. CNews разобрался в расстановке сил на нем. Полную версию статьи читайте в журнале CNews №77.

Три года назад, в номере 66, редакция подробно изучила специфику отечественного микропроцессора «Эльбрус» и пришла к выводу, что сравнивать его с изделиями Intel настолько же корректно, как сравнивать броневик с седаном BMW. По скорости и комфортабельности немецкий автомобиль, безусловно, превзойдет боевую машину, но сухими из болота и живыми из-под огня выйдут только пассажиры бронированного транспортного средства.

В разговоре с CNews о российском процессорном рынке «автомобильную» метафору склонен был использовать и гендиректор НПЦ «Элвис» (разработчик процессоров «Мультикор») Ярослав Петричкович, считающий, что «микропроцессор» сегодня — слишком общее название. «Нельзя сделать просто автомобиль, — говорит он. — Чтобы быть успешным на рынке, надо создавать хорошие карьерные грузовики, суперкары, люксовые внедорожники, кареты скорой помощи. Так же и с микропроцессорами. Они могут быть принципиально разными: для серверов, смартфонов, стиральных машин и космических аппаратов. Поэтому странно читать в нашей прессе о разработке каких-то сказочных изделий, которые решают абсолютно все задачи российской экономики».

Классическая архитектура и ее рынок

Назначение процессора (его сферу применения) во многом определяет его архитектура. Это понятие несколько размыто из-за разного его определения программистами и разработчиками железа, но, не углубляясь в технологические дебри, ее можно описать просто как внутреннее устройство, организацию.

Российские создатели процессоров используют либо собственную оригинальную архитектуру, зачастую унаследованную с советских времен, либо лицензируют всемирно распространенные стандарты. В последнем случае речь преимущественно идет о разработанных в соответствии с концепцией RISC (то есть для процессоров с сокращенным набором команд) архитектурах ARM (от англ. Advanced RISC Machine) и MIPS (отангл. Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages).

Современные российские микропроцессоры

Полную версию таблицы смотрите в журнале CNews №77

Если не принимать в расчет редких и явно специфических потребителей российских изделий, то мейнстримом для серверного («классического») рынка была и остается не нуждающаяся в дополнительном представлении архитектура Intel x86, реализованная также в продукции ее партнера по обмену технологиями — AMD.

После общения с российскими разработчиками редакция пришла к выводу, что тягаться в ближайшее время с Intel и AMD в нашей стране на серверном рынке если и возможно, то лишь с помощью тотальной господдержки (граничащей с «геноцидом» в отношении всего зарубежного), при этом предлагая изделия с использованием какой-либо другой архитектуры, потому что лицензии на x86 фактически не распространяются.

Если же на господдержку не рассчитывать (точнее, будем объективными, рассчитывать можно лишь на умеренный ее вариант) и ориентироваться не только на нужды военных и космонавтов, то гораздо перспективнее создавать решения для других потребительских и промышленных рынков, благо в последние годы они не просто зародились, а развиваются очень быстрыми темпами.

Архитектуры для новых рынков

В «Байкал Электроникс» (разработчик процессоров «Байкал») выбор архитектур для своих процессоров объясняют показателями динамики мирового рынка портативной техники — гаджетов, «умных» телевизоров и пр. По оценкам компании, его рост составляет около 20% в год, по сравнению с 5% рынка персональных компьютеров. «При этом имеются предпосылки дальнейшего увеличения этого разрыва», — считают в организации.

Выбор архитектур для процессоров «Байкал» основывается на показателях динамики мирового рынка портативной техники

Для портативных устройств основными потребительскими характеристиками являются энергопотребление и производительность. И по сравнению с x86 наилучшее соотношение этих показателей достигается на процессорах с архитектурой ARM и MIPS. «Это является основной причиной неуспеха Intel в данном сегменте, — говорят в компании. — В ближайшее десятилетие можно ожидать существенного роста инвестиций в ARM и MIPS и быстрого роста соответствующих ИТ-экосистем, который повлияет и на рынок ПК — в связи с растущими требованиями к их программно-аппаратной совместимости с портативными устройствами».

Характеристики наиболее распространенных архитектур

Архитектура 64-битная версия ядра Поддержка ОС MS Windows Основные направления использования Характеристика ИT-экосистемы Возможность лицензирования Перспективы архитектуры
x86 Есть Есть (все версии Windows, кроме Windows RT) ПК, серверы, вычислительные комплексы Колоссальная развитость, огромный выбор разрабатываемого ПО для конечных потребителей Практически отсутствуют Необходимо решить проблему высокого энергопотребления портативных устройств
ARM Есть Есть (Windows RT) Портативная электроника, смартфоны, встраиваемые системы Быстро развивается, значительный выбор ПО Возможно приобретение лицензии на ядра на 3 года, на периферию — неограниченно Значительные — в связи с высокой востребованностью на растущем рынке портативных устройств
MIPS Есть Нет (была до 1999 г.) Встраиваемые системы (коммуникационное оборудование) Активно развивается. С учетом поддержки ОС Linux имеется серьезный выбор ПО Возможно приобретение лицензий В 2014 г. архитектура MIPS была приобретена компанией Imagination Technologies, которая имеет большие планы по ее развитию

Источник: «Байкал Электроникс», 2016

Таким образом, в «Байкал Электроникс» уверены, что, невзирая на распространенность на рынке x86, потенциал технологического развития у архитектур ARM и MIPS существенно выше. С этой оценкой во многом согласен и Ярослав Петричкович, считающий, что основным вектором развития и главным «полем битвы» всей хайтековской индустрии сейчас является комплекс базовых информационных технологий для систем автовождения, робототехники, дополненной реальности. «У нас на глазах формируется практически новая экономика будущего, — говорит он. — Так как использовать и поддерживать в отечественных разработках все существующие на мировом рынке архитектуры просто бессмысленно, то надо поддержать «победителей», прежде всего ARM и MIPS».

Что считать российским процессором

Данный вопрос, как это ни странно, до сих пор остается открытым. Летом 2015 г. Минпромторг разработал проект правительственного постановления, в котором описал критерии интегральных микросхем российского производства двух уровней. Первый подразумевает производство радиоэлектроники налоговыми резидентами РФ, более 50% которых принадлежит российскому государству или гражданам без двойного гражданства. У производителей должны быть права на конструкторскую документацию, и они не могут использовать готовые схемотехнические решения иностранного происхождения. При этом второй уровень с определенными оговорками допускал привлечение к производству партнеров за пределами России.

Данный законопроект до сих пор находится в стадии разработки. Поэтому, как отмечает гендиректор компании «Мультиклет» (разработчик одноименных чипов) Борис Зырянов, госведомства, заинтересованные в незарубежных решениях, пока ориентируются сугубо на собственные стандарты отбора. По его данным, наиболее жесткие требования к «национальной» чистоте предъявляет ФСБ. Чуть менее строги в этом вопросе «Росатом» и МВД, далее по списку.

Сам Зырянов склоняется к мысли, что критерии «отечественности» не должны быть чрезмерно жесткими. «Нюансы места производства кристаллов и корпусов рассматривать не стоит — это вопрос технологических возможностей государства и требований заказчиков, — говорит он. — Например, сегодня кристаллы «Мультиклетов» производятся в Малайзии, а корпуса — в России и Индонезии. Но нет никаких принципиальных проблем для локализации производства пластин на «Микроне» в Зеленограде».

В свою очередь, Ярослав Петричкович уверен, что микропроцессор можно назвать отечественным, если права на его производство принадлежат российской компании и вся проектная и конструкторская документация находится в ее собственности. «Просто современная система на кристалле — это плод огромной международной кооперации, — отмечает он. — Представители некоторых российских компаний просто лукавят, когда утверждают, что полностью отечественным их разработку делает наличие собственного процессорного ядра. В масштабах проекта и на фоне десятков других покупных блоков и технологий говорить об этом не имеет особого смысла».

Эффективно ли госрегулирование

Несмотря на отсутствие четкого определения «российскости», на поприще нормативного регулирования отрасли наше государство за последнее время выпустило и спроектировало достаточно много различных законов, приказов и постановлений, призванных оказать отечественной микроэлектронной отрасли преференции при госзакупках.

Мы не будем подробно разбирать смысл всех принятых документов по вполне простой причине — отрасль очевидного эффекта от них пока не почувствовала. По заверению Бориса Зырянова, каких-либо реально работающих законов, обязывающих госсектор в приоритетном порядке покупать отечественные процессоры, сейчас нет. Зырянов убежден, что последнее слово при выборе того или иного решения всегда остается за главным конструктором конкретной госсистемы. И если тот посчитает, что западное «железо» для него удобнее, дешевле, эффективнее и т.д., он всегда сможет его закупку как-то обосновать или прибегнуть к ухищрениям, не выходя при этом за рамки правового поля.

В небезосновательности данного убеждения редакция могла убедиться совсем недавно. В объявленном МВД в апреле 2016 г. 119-миллионном тендере на создание облачной инфраструктуры ведомство несколько раз в условиях прописало запрет на предложение зарубежного «железа», ссылаясь на нормы первого из приведенных нами во врезке постановлений. Однако в номенклатуре поставки фигурировали серверы на процессорах, чья маркировка и характеристики однозначно были истолкованы экспертами как описание продукции Intel или AMD архитектуры x86 (опровергать эту трактовку МВД не стало, не ответив на запрос CNews).

Необходимость господдержки

И все же именно на господдержку уповают сегодня все российские разработчики процессоров без исключения. Об этом ранее в беседе с CNews говорил гендиректор создателя «Эльбрусов», компании МЦСТ Александр Ким, заверявший, что в России уже сейчас можно обеспечить качество выпускаемой продукции не хуже западного. «Однако разработка микропроцессоров — крайне сложная и затратная деятельность. Зарубежные фирмы-монополисты имеют в своем распоряжении мировой рынок и могут финансировать свои R&D из прибыли, хотя влияние государственных контрактов и поддержки велико и там», — рассуждал он.

МЦСТ, как и другие российские разработчики процессоров, зависел и будет зависеть от господдержки

Отечественная продукция пока объективно может претендовать лишь на локальные рынки. «Поэтому МЦСТ зависел и будет зависеть от господдержки разработок новых процессоров», — резюмировал Александр Ким.

Борис Зырянов уверен, что сейчас отрасли требуются все меры поддержки, какие только можно придумать. «Дело находится в настолько плохом, запущенном еще с 1980-х гг. состоянии, что переборщить просто не получится, — рассуждает он. — Проблема должна решаться государством на таком же уровне, как известные проекты по первому пилотируемому космическому полету и созданию атомной бомбы, — масштаб сопоставимый».

Ярослав Петричкович, в свою очередь, считает, что государство уже давно оказывает отрасли огромную помощь. «Минпромторг, «Роснано» и многие институты развития серьезно вкладываются в микропроцессорные команды, — говорит он. — Еще недавно практически все, кто мог хотя бы выговорить слово «микропроцессор», получал деньги на разработку. Когда дым рассеялся, то оказалось, что только три-четыре дизайн-центра добрались до мелкосерийного производства для областей специального применения внутри страны, а выход на внутренний гражданский рынок даже не произошел».

Эксперт полагает, что амбиций по выходу на международные рынки нет почти ни у кого. Поэтому он уверен, что государству сейчас в первую очередь нужно поддержать команды и проекты, разработки которых ориентированы на внешние рынки. «Микроэлектроника по определению глобализована, кроме некоторых специальных областей, — рассуждает он. — И поддержать нужно не только инвестициями, но и стимулированием трансфера передовых технологий и экспорта как таковых, включая льготное кредитование».

Полную версию статьи читайте в журнале CNews №77