최근 수정 시각 : 2024-10-01 11:16:12

옐브루스 프로세서

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VLIW
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옐브루스 CPU 프로세서. (러시아어: Эльбрус, 영어: Elbrus)
1. 개요2. 역사3. 특징

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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.

이름의 유래인 옐브루스는 캅카스 산맥에 있는 높이 5,642m의 휴화산으로 유럽 대륙 최고봉이다.

2. 역사

첫 시작은 소련에서 무기개발 및 기술자립을 위해서 설계한 CPU이다. 1960년대 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 1970년대에 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 공산권 맹주인 소련이 무너지면서 자본주의 체제의 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 알려져 있는데 이건 사실이 아니다. 이미 7~80년대에 자체 CAD툴을 개발하여 설계를 어느 정도 자동화했다. #

그래서인지 이들 프로세서의 전력소비 대 성능이 매우 높았다. 회로설계 소프트웨어를 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 아키텍처의 잠재력을 믿고, 기존 아키텍처와의 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 받아들여 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.

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 인텔 아이비브릿지-E 코어 i7 4930K의 2배에 약간 못 미치는 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 ZEN 2 3700X의 약 2배 좀 안되는 성능을 보유하였다.

7㎚ 공정의 32코어 옐브루스-32는 2025년으로 연장되었으나 목표성능은 4 테라플롭스로 높아졌다.
[1] 러시아의 비메모리 반도체 회사로, 옐브루스 프로세서 외에도 ARM이나 SPARC 계열 CPU를 개발 및 생산한다. 참고로 CEO는 알렉산드로 김으로 고려인이다. [2] 그리고 사오고 싶어도 사올 수가 없었다. 미국 주도로 서방권 국가들이 구성한 COCOM(대공산권 수출 조정 위원회)이 소련의 반도체, 통신, 레이더 등, 서방권의 첨단 기술의 구매를 제한하고 있었다. 이 때문에 밀수한 x86 CPU들을 카피 생산하기도 했다. [3] 인텔의 경우 AMD보다 많은 인적 동원이 가능하여, 한동안 같은 세대에 프로세서에서도 전성비에서 우위를 점한바 있다. [4] 옐브루스-90은 명칭과 달리 SPARC에 가깝다고 한다.

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