Презентация Дроздова А. (Вице-президента Soft Machines), Владиславлева В.(Зам.генерального директора SMWare)

1для конференции "Партнерство для успеха"

Александр ДроздовВиктор Владиславлев

Февраль 2015

Опыт создания дизайн-центра микроэлектроники в МФТИ


Академическая активность

Структура презентации

Индустриальная деятельность

• История коллектива• Soft Machines Inc.• Smart-CC

1

Образование

• «Технологии программирования»• Кафедральные курсы• Прочая активность

2

R&D

• Дизайн-Центр, Лаборатория• Заказные исследования• Собственные разработки• Кадры

3

Будущее

• RUSEMI

4


Жизненный путь команды• МЦСТ: разработка компилятора для архитектуры Эльбрус-3М

• Intel Compiler Lab: разработка компилятора для Itanium

• ИТМиВТ им. Лебедева: разработка Универсальной Библиотеки Трансляции (УБТ)

• Оптимизирующие Технологии – сотрудничество с:

– Элвис: участие в работах над SDK для DSP-процессора

– Т-Платформы: single-source компилятор для архитектуры Cell/B.E.

– Parallels: реализация оптимизирующей бинарной трансляции для система виртуализации

– Квант: Компилятор для numa-платформы на основе Itanium

– НИЦЭВТ: потрирование gcc для Ангары

– ORC software: использование УБТ для компиляции продуктов компании

– Продолжение разработки УБТ

• SMWare

до 2005

2005-2007

2007-2008

2009-2010

с 2010

1


Soft Machines Inc.• SMI основана 2006, офисы в 3х странах мира, численность 250+• Инвесторы: AMD, GlobalFoundries, Samsung, РосНано, РВК, Арабские

инвестфонды• Разработка революционной VISC-архитектуры• SMWare – российская дочка SMI, с 2010 года, численность ~60• Область ответственности – системный софт, в частности, Система

Бинарной Трансляции• В октября 2014 на Linley Processor Conference представлен рабочий

прототип• www.softmachines.com

1

http://www.softmachines.com/


Smart-CC• Компилятор для ARM на основе УБТ и LLVM• HW: APM X-Gene XC-1 Mustang board, Aarch64 Octa 1.6GHz, 8Gb RAM• Показано: (gcc time)/(llvm time) и (gcc time)/(smcc time); выше – лучше!• На SPEC/CPU2006 средний (geomean) рост производительности 1.44х то gcc Linaro

400 401 403 410 416 429 433 434 435 436 437 444 445 447 450 453 454 456 458 459 462 464 465 470 471 473 481 482 4830%

100%

200%

300%

400%

500%

1,44

gcc/llvm gcc/smcc Series3 Linear (Series3)

1


Наш фронт-мэн• Дроздов Александр Юльевич

• в 1988 закончил мех-мат МГУ

• доктор технический наук, профессор

• зам.зав.кафедрой РЭПИ, ФРТК, МФТИ

• Глава лаборатории Моделирования и Проектирования Архитектур Специальных Вычислительных Систем

• Генеральный директор SMWare

• Вице-Президент Soft Machines Inc.

• Член грантового комитет Фонда Сколково

• …

1


Учебный процесс

«Технологии программирования»• Годовой курс • Читается для потока ФРТК, 4й курс• Задействовано 6-8 сотрудников компании• Дается обзор основных технологий, используемый в компании

– Современные вычислительные архитектуры– Системы программирования– Технологии портирования– Основы оптимизирующей компиляции– Системы Бинарной Трансляции– Операционные Системы– Виртуализация– Продуктизация и сопровождение ПО

2


Учебный процесс – продолжениеКафедральные курсы профессионального цикла по направлению Информатика и Вычислительная Техника1й курс• Архитектуры и программирование• Программирование сложных систем

2й курс• Программирование на языке Си++• Технологии распараллеливания на общей и распределенной памяти

3й курс• Моделирование и верификация вычислительных машин• Теория алгоритмов и алгоритмическая сложность

4й курс• Интеллектуальные системы• Телекоммуникационные технологии вычислительных систем• Современные высокопроизводительные архитектуры

2


Прочая активностьЛекции приглашенных специалистов• Открытая лекция Thomas Kistler "Just-in-time compilation -

Lessons learned from Transmeta"

Семинары• Цикл семинаров, посвященных УБТ на кафедра системного

программирования ВМиК

Разовые лекции• Лекция «Методы и технологии оптимизирующей компиляции»

для сотрудником Яндекс

2


Дизайн-Центр• Сначала при кафедре РЭПИ «Дизайн-Центр системного проектирования

радиоэлектронной техники, встраиваемых систем и специального программирования» на ФРТК

• Потом лаборатория в рамках проекта 5топ100 «Моделирования и Проектирования Архитектур Специальных Вычислительных Систем»

• Проведение научно-исследовательских работ для:– ГСКБ «Алмаз-Антей»– ЗАО «ПКК Миландр»– ЗАО НТЦ «Модуль»– ЗАО МЦСТ– ЗАО Интел– ГК «Мортон»

• Самостоятельные исследования– Энергоэффективные вычисления– Специальные вычислители на основе ПЛИС– Облачные сервисы

3


Алмаз-АнтейПроект «Процессор ФРКТ»

Цель• Разработка архитектуры и алгоритмов процессора

пространственно-временной обработки сигналов для антенных фазированных решеток (АФАР)

Задачи• Разработка модели АФАР (Matlab)• Разработка алгоритмов шумоподавления• Разработка общей архитектуры процессора

– Выбор элементной базы– Реализация алгоритмов для процессоров ЦОС и ПЛИС

• Создание законченного устройства– Разводка печатной платы. Создание опытного образца

устройства. – Разработка тестового устройства, эмулирующего антенну

и радиочастотную обстановкуСтатус проекта • Разработана модель АФАР в Matlab• Разработаны и отлажены алгоритмы обработки сигналов • Разработана архитектура процессора, реализованы на ПЛИС

основные алгоритмы

3


ПКК МиландрПроект «Системное ПО для кластера ВПЦОС»МикроЯдро ОС• Поддержка многопоточных приложений• Поддержка многоядерной архитектурой с межъядерным

взаимодействием по протоколам LINK• Поддержка примитивов синхронизации

– Мьютексы– Семафоры– Сообщения

• Поддержка динамического распределения памяти

Библиотеки функций ЦОС• Реализация основных алгоритмов ЦОС• Поддержка конфигурируемого распараллеливания по

данным на несколько ВПЦОС

Набор библиотек и драйверов для управления кластерами• Поддержка операционных систем: Windows, Linux• Поддержка протоколов связи ИМ с ПК: TCP/IP, PCI• API для кросс-платформенной разработки приложений

Компилятор для ВПЦОС• С языков С/С++, с использованием всех архитектурных черт

3


НТЦ МодульПроект «Средства разработки для NeuroMatrix»

Цель• Создание средств разработки для семейства

процессоров цифровой обработки сигналов NeuroMatrix

Задачи• Создание кросс-платформенного компилятора и бинарных

утилит• Портирование стандартных библиотек• Создание Отладчика• Ускорение программного симулятора процессора

NeuroMatrix• Внесение в симулятор моделей Периферии• Разработка профилировщика в рамках программного

симулятора• Тестирование кросс-платформенного отладчика для

NeuroMatrix• Интеграция Графической Среды с созданными средствами

разработки

3


МЦСТПроект «Верстак-МФТИ»Цель• Повышение автономности и расширение

функциональных возможностей робота (РТК) за счет оптимизации планирования и управления движением на основе дистанционного и тактильного определения характеристик проходимости грунта в зоне движения

Задачи• Разработка алгоритмов и программного

обеспечения на базе отечественной вычислительной техники для решения задач классификации зоны движения робота по критериям профильной и опорной проходимости

3


ИнтелПроект «Расписание для распределенных систем»

Цель• Исследование поиска оптимального решения по

распределению вычислительных ресурсов для систем с распределенной памятью

Задачи• разработать формальное описание задачи поиска

оптимального распределения вычислительных ресурсов описанных систем

• разработать точный метод распределения вычислительных ресурсов для формализованной задачи

• разработать эвристический метод оптимального распределения вычислительных ресурсов для рассматриваемой задачи

• построить систему оценки качества решений, выдаваемых приближенными алгоритмами для поставленной задачи

3


ГК МортонПроект «Пилотная транспортная система H-Bhan»

Цель

Разработка и теоретической исследование прогнозной модели загрузки транспортных сетей

Задачи

• Разработка и апробация программно-аппаратного комплекса для моделирования загрузки, коллективного проектирования, управления строительством и в целом для управления жизненным циклом H-Bahn

• Разработка цифровых моделей конфигурации, функционирования, жизненного цикла H-Bahn

• Выполнение заказных НИОКР в области систем автоматизации проектирования, автоматического управления движением, управления жизненным циклом транспортных систем по технологии H-Bahn

3


Кадры• Подготовка высококвалифицированных кадров инженеров-

исследователей по «системе Физтеха» …

Что значит: проведение научно-исследовательских и инженерных работ в реальных проектах на ведущих предприятиях отрасли

• … для:– Алмаз-Антей

– ПКК Миландр, открыто подразделение лаборатории

– НТЦ Модуль

– SMWare

3


Топ50 Полупроводниковых КомпанийРасположение головных офисов• 24 в США• 10 в Японии• 8 на Тайване• 5 в Европе• 2 в Южной Корее• 1 в Китае

• Китай – на подъеме• Европа и Япония – на спаде

• Ни одной компании из России, Индии, или стан Ближнего Востока и Африки

4


Ключевые тенденции Индустрии• Из-за запредельной стоимости производства, сложной интеграции

микросхем, стандартизации IP-блоков и коммодизации кремния Полупроводниковая Индустрия претерпевает массовую трансформацию

• Строительство современного производства микроэлектронных компонент обходится в $3-4 млрд.

• Тенденция к вертикальной интеграции: крупные производители создают собственную микроэлектронику

• Fabless-индустрия, составляющая ¼ всей полупроводниковой индустрии, требует адаптации к новым реалиям

• Это открывает возможности для новой модели в полупроводниковой индустрии “Chipless” – IP-блоки и услуги по дизайну «кремния» на заказ

• Текущий объем Chipless-рынка $5B в год = $2B на СФБ + $3B на услуги

4


RUSEMI™• Цель: создать компанию (RUSEMI) по дизайну микроэлектроники, которая

будет предлагать передовые СФБ, услуги по дизайну в области микроэлектроники и облачные решения.

• Лидеры отрасли: ARM, Synopsys, Imagination Technology, Rambus, Cadence• Услуги по дизайну – получение от клиента спецификации, определение

требуемых СФБ, их лицензирование, разработка логического описания, проверка работоспособности и производительности, физический дизайн и верификация, производство, раскрутка системы, прототипирование и разработка ПО.

• Новые игроки: Verisilicon, Open Silicon и eSilicon, которые дополняют рынок услуг по дизайну полупроводников «на заказ», сформированный LSI, IBM, Toshiba

• Облачные решения – идеальны для капиталоемкой разработки полупроводников. SEMI-CLOUD предлагает экономически эффективный хорошо масштабируемый инструментарий для автоматизации проектирования электроники, вычислительную инфраструктуру для симуляции, верификации и процессов эмуляции.

4

Documents

Презентация Дроздова А. (Вице-президента Soft Machines), Владиславлева В.(Зам.генерального директора SMWare)