Під гордою назвою «Ельбрус» вийшла серія суперкомп'ютерів, яка була розроблена радянським ученим Всеволодом Сергійовичем Бурцевым (70-80-ті).

Ці комп'ютери внесли ряд нововведень в теорію обчислювальних машин, такі як суперскалярність (обробку більш однієї інструкції за один такт), реалізацію захищеного програмування з апаратними типами даних, паралельну обробку декількох інструкцій. Але головною особливістю радянських суперкомп'ютерів була їхня орієнтація на мови високого рівня. Радянсько-американський вчений Володимир Мстиславович Пентковський, який брав участь у розробці «Ельбрус», створив високорівнева мова програмування Ель-76.

Крім удосконалення сфери радянських обчислювальних машин, комп'ютер став базою для створення 64-розрядних універсальних мікропроцесорів «Ельбрус 4-З» наступного покоління «Ельбрус 8-З». Вони розбавили ринок американських виробників Intel, AMD і IBM. Локальна розробка і виробництво процесорів було зумовлено потребою знайти власні рішення для оборонної галузі, де застосування вітчизняних пристроїв більш бажане.

Розробка архітектури комп'ютера «Ельбрус» почалася в 70-х в ИТМиВТ їм. Лебедєва. Перед розробниками стояло завдання створити обчислювальну систему має продуктивність 100 млн оп/с. Бурцев займався системою управління і конструювання ЕОМ і став головним конструктором проекту.

У 1980 р. «Ельбрус-1» загальною продуктивністю 15 млн оп/з успішно пройшов державні випробування. Це була перша ЕОМ у Радянському Союзі, побудована на базі ТТЛ-мікросхем. Особливістю машини стала масштабована архітектура, яка підтримувала одночасну роботу до 10 процесорів. Оперативна пам'ять сягала 64 МБ (220 машинних слова). Організація передачі потоків даних між переферийными пристроями і оперативною пам'яттю здійснювалася за допомогою спеціальних процесорів вводу-виводу. Подібних процесорів в системі могло бути близько 4-х і вони володіли власною пам'яттю, працюючи паралельно з центральним процесором.

«Ельбрус-1» використовувався у багатьох системах військового призначення — ПРО, Центрі контролю космічного простору і т. д.

Наступним етапом в розробці комп'ютера «Ельбрус» став перенесення архітектури першої моделі на нову елементну базу. Таким чином виникло «Ельбрус-2», який грунтувався на базі ЕЛС інтегральних схем. Його продуктивність досягала 125 млн оп/с. Збільшився й обсяг оперативної пам'яті — до 144 МБ. Тактова частота досягала 20 МГц.

У 1985 р. «Ельбрус-2» був запущений в серійне виробництво. Він застосовувався в областях, де потрібні були великі обчислення. Також комп'ютер активно використовували в оборонній галузі, в Центрі управління космічними польотами і в ядерних дослідницьких центрах (в Арзамасі-16, в Челябінську-70). З 1991 р. комп'ютер працював в системі протиракетної оборони А-135 і на інших військових об'єктах.

Разом з суперкомп'ютерами випускалася і ЕОМ загального призначення «Ельбрус 1-КБ» (1988). Ці машини прийшли на заміну БЕСМ-6 з якими у них існувала повна зворотна програмна сумісність. Її доповнили новим режимом роботи зі збільшеною розрядністю чисел і адрес.

Порівняльна характеристика БЭСМ-6 " і «Ельбрус 1-КБ»

Наступним був випущений «Ельбрус-3», в якому розробники вперше реалізували «постсуперскалярный» підхід. Цей комп'ютер розроблявся з 1986 по 1994 рр. співробітниками ИТМиВТ під керівництвом радянського вченого Бориса Арташесовича Бабаяна.

«Ельбрус-3» не був випущений в серійне виробництво, але його архітектура увійшла в основу розвитку мікропроцесорів Ельбрус 2000 і Ельбрус-3М1.

Серія Ельбрус було гідно оцінена радянським керівництвом. Розробники Бабаян, Бурцев, Бардиж отримали премії та ордени. Інші учасники роботи також були нагороджені державними преміями.

Російська компанія МЦСТ була заснована в 1992 р. на базі колективу розробників «Ельбрус-3». Вона стала правонаступником ТОВ «Московський центр SPARC-технологій» (звідси і назва МЦСТ). Абревіатура SPARC прийшла від основного партнера МЦСТ американської корпорації Sun Microsystems, просуває обчислювальні машини з архітектурою SPARC.

МЦСТ виробляла мікропроцесори з архітектурою SPARC (МЦСТ-R100, МЦСТ-R150, МЦСТ-R500 і МЦСТ-R500S) і на їх базі створювали обчислювальні системи. Але у 2007 р. вийшов однойменний процесор «Ельбрус». Пікова продуктивність пристрою в 64-розрядному режимі досягала 2,4 GFLOPS. Робоча тактова частота була 300 МГц. В процесорі було 75,8 млн транзисторів. Розсіюється потужність 6 Вт.

На основі процесора був розроблений обчислювальний комплекс «Ельбрус-3М1», що застосовувався для оборонної галузі. Цей комплекс надавався з захищеною операційною системою МСВС-Е (Мобільна система Збройних Сил), що базується на Linux версії 2.6.14. «Ельбрус-3М1» був зворотно сумісний з першим і другим «Ельбрусом».

Обчислювальний комплекс мав два варіанти конструктивного виконання — серверний, який можна було використовувати як настільний і у виконанні CompactPCI (системної шини). В основі серверного варіанту лежало пристрій обчислювача УВ 3М1. У разі CompactPCI «Ельбрус-3М1» займав два модулі формату «Евромеханика» 6U. Апаратура виконання обох варіантів оснащувалася мережевим обладнанням для надшвидкісних обмінів з аналогічними обчислювальними комплексами.

У 2010 р. на виставках «ChipEXPO-2010» і Softool громадськості була представлена система на кристалі «Ельбрус-S». В даному процесорі збільшилася кількість транзисторів — до 218 млн. Також до 500 МГц піднялася тактова частота і виросла пікова продуктивність: до 4 GFLOPS в 64-розрядному і до 8 GFLOPS в 32-розрядному режимі.

Разом з «Ельбрус-S» був представлений контролер периферійних інтерфейсів (КПІ).

У 2011 р. МЦСТ презентувала двоядерний процесор наступного покоління «Ельбрус-2С+». Крім 2 основних ядер (архітектура Ельбрус), що працюють на тактовій частоті 500 МГц, в моделі присутня ще додаткових 4 ядра вбудованого цифрового сигнального процесора (архітектура Мультикор). У процесор був доданий канал введення/виведення, за допомогою якого можна підключити ще один КПІ. Також «Ельбрус-2С+» доповнила підтримка пам'яті DDR2 з ефективною частотою 800 МГц. Зросла продуктивність процесора — до 28 GFLOPS в 32-розрядному режимі. Кількість транзисторів досягло 368 млн.

Розробники реалізували версію компілятора мови C, щоб відтворювати код для ядер DSP і налагодити ефективну взаємодію основної програми на ядрах CPU і дій на DSP.

За розрахунками творців, «Ельбрус-2С+» повинен був використовуватися в системах цифрової інтелектуальної обробки сигналу (радари, аналізатори зображень і т. д.). Але процесори виявилися краще пристосованими під цивільні завдання. Наприклад, компанією Kraftway була запущена тестова серія моноблочних комп'ютерів на базі кристалів «Ельбрус-2С+».

У квітні 2014 р. компанія представила вдосконалені чотирьохядерні процесори «Ельбрус-4С».

Технічні характеристики «Ельбрус-4С»

В першу чергу варто звернути увагу на перехід виробництва процесора на 65 нм технологічний процес. Також зросла і тактова частота, пропускна здатність каналів оперативної пам'яті. Ці та інші поліпшення істотно вплинули на зростання продуктивності нових процесорів. Кожне ядро за один такт здатний виконати до 23 операцій. В операціях з плаваючою комою пікова теоретична продуктивність чотирьох ядер складає близько 50 GFLOPS одинарної точності і 25 GFLOPS подвійної точності. Якщо порівнювати з попередньою моделлю «Ельбрус-2С+», то в 64-розрядному режимі — це більш ніж в три рази вище. У новому процесорі більш складний кристал, який містить 986 млн транзисторів, має корисну площу в 380 мм2.

Фахівці МЦСТ створили власну операційну систему «Ельбрус» спеціально під випущений процесор. ОС ґрунтується на базі ядра Linux версії 2.6.33. В її складі налічується понад 3000 програмних пакетів (з дистрибутива Debian 5.0) і є менеджер пакетів. Включено повний набір інструментів розробника, в тому числі і компілятори оптимізації для мов програмування високого рівня З, З++, Фортран-77 і Фортран-9.

ОС «Ельбрус» була сертифікована за другим класом захисту від несанкціонованого доступу і другого рівня контролю за недекларированными можливостями. Але комп'ютери на базі процесорів «Ельбрус-4С» працюють і з версіями ОС Windows.

Одним з проектів компанії стала розробка першого російського настільного комп'ютера на базі процесора «Ельбрус-4С». Він отримав назву «АРМ Ельбрус-401» (де АРМ розшифровується, як автоматизоване робоче місце). Модель розроблена під офіс у корпусі стандарту MiniTower. Але може застосовуватися у різних сферах з підвищеними вимогами до інформаційної безпеки.

У комп'ютера є технологічний процес 65 нм з тактовою частотою 800 Гц, порти SATA-2 і USB 2.0, передвстановлений 120 ГБ SSD з інтерфейсом mSATA та підтримкою DDR3-1600 з ECC. Базова конфігурація пропонується 24 ГБ оперативної пам'яті (з можливістю розширення до 96 ГБ). Серед особливостей архітектури «АРМ Ельбрус-401» можна виділити наступні: наявність 6 паралельно працюючих каналів арифметико-логічних пристроїв; регістровий файл з 256 84-розрядних регістрів; апаратну підтримку циклів; підтримку спекулятивних обчислень і однобитовых предикатів; команду, яка може задати в одному такті до 23 операцій при максимальному заповненні. Також в комп'ютер встановлена відеокарта AMD Radeon серії 6000.

Розробляє процесор «Ельбрус-8С» компанія МЦСТ за участю Інститут електронних керуючих машин (ИНЭУМ) ім. В. С. Брука. Архітектура, схемотехніка і топологія мікропроцесора були створені російськими фахівцями. У процесора вісім ядер з поліпшеною 64-розрядної архітектурою «Ельбрус». Тактова частота досягає 1,3 ГГц, об'єм кеш-пам'яті другого і третього рівня — 4 і 16 МБ. Передбачувана продуктивність досягає 250 GFLOPS.

Технічні характеристики «Ельбрус-8С»

У комп'ютера є своя архітектура «Ельбрус», яка розроблена ЗАТ «МЦСТ». Векторні прискорювачі систем команд допомагають зробити шифрування і обробку сигналів більш швидким.

Взаємодія апаратної частини з ОС відбувається через власний мікрокод BIOS. Процесор сумісний з дистрибутивами Linux, FreeBSD, QNX, Windows XP, але рекомендована операційна система «Ельбрус» на базі ядра Linux 2.6.33. Застосування спеціалізованих засобів розробки (оптимізують компіляторів з мов C і C++, Фортран, Java тощо) дає можливість оптимізувати код програми з урахуванням архітектури «Ельбрус».

компанією вже розробляються службові програми та допоміжні компоненти, оптимізовані для роботи на процесорах. Це все — засоби для роботи з мережею і периферійними пристроями (утиліти, бібліотеки загального призначення, сервіси, підтримка баз даних, графічна підсистема).

«Ельбрус-8С» повинен працювати в парі з КПІ 2 — контролером периферійних інтерфейсів російського виробництва.