Процессор «Baikal-М» разработан в России - «Технологии»

На прошедшем в октябре Московском международном форуме «Открытые инновации» компания «Байкал Электроникс» продемонстрировала в действии разработанный ею процессор «Baikal-М». Обозреватель IT News обсудил это событие с генеральным директором компании Андреем Евдокимовым и техническим директором Григорием Хреновым.

Как и всякий продукт, ваш процессор ориентирован на определенную нишу рынка. Какую?

Г. Х.: Мы разрабатывали процессор для персональных вычислительных систем и мини-серверов. Если говорить о персональных компьютерах, моноблоках, ноутбуках – то рынку больше важна их насыщенность функциями, чем вычислительная мощность. Я, например, не могу назвать производительность моего ноутбука – главное, что она меня устраивает. Для ПК важны не только вычислительные ядра, но и развитая система устройств, которые могут быть подключены к процессору: жесткие диски, дисплей, USB-устройства, SD-карты и т. д., а также поддержка работы с видеоизображениями и звуковыми каналами разного формата. Когда мы начинали проект, для использования таких устройств предполагалось наличие процессора и хаба периферийных устройств, именуемого в быту «южный мост». Разработанный нами процессор не предполагает наличия «южного моста» – он полностью интегрирует весь этот функционал внутри себя, а потому лучше говорить о нем как о System-on-a-Chip, SoC – системе на кристалле. Нашей SoC никакие дополнительные микросхемы уже не нужны: мы полностью поддерживаем возможность работать с экраном, обрабатывать сложную графику, видеопоток, поддерживать звук, дисковые системы хранения, подключение периферийных устройств через современные PCIe-протоколы и много чего другого. То есть вместо нескольких чипов у нас всего один. Есть и богатая коммуникационная среда в виде поддержки Ethernet-протоколов – и 1 Гбит, и 10 Гбит.

Вы уверены, что закладки и другие подвохи в «железе» полностью исключены?

Г. Х.: Абсолютно. Когда мы синтезируем чип, мы видим все транзисторы и всю его электрическую схему. А самое главное – уже с первого мгновения мы сохраняем контроль над процессором и точно знаем, что он делает, – в отличие от импортных процессоров. Это важный аспект нашей разработки: существует целый ряд приложений, рассчитанных на реализацию доверенных вычислительных процессов. Причем необязательно в смысле какой-то секретности, а прежде всего в плане защищенности от злоумышленников. Наличие SoC, которая разработана у нас в стране, позволяет создавать такие решения. Конечно, специальное ПО тоже необходимо, но защищенная аппаратная платформа – один из фундаментальных элементов создания защищенных систем.

В процессор включены зарубежные компоненты – а что запатентовано российского?

А. Е.: Вся топология процессора и его конструкция патентуются нашей компанией и являются ее интеллектуальной собственностью. Да, есть части, которые мы лицензировали у ARM, Synopsys и других вендоров, но в этом нет ничего страшного, так работает весь мир.

Насколько конкурентоспособен ваш «Baikal-М» по сравнению с другими процессорами того же класса?

Г. Х.: Естественно, мы пока не целимся на самый высокий сегмент и не собираемся конкурировать с новейшими Intel Core i7 – они стоят других денег. А вот в среднем потребительском сегменте уровня Core i3 или Core i5 у нас большой плюс: нам не требуется чипсет – все необходимые подсистемы реализованы уже в процессоре. То есть вы покупаете один чип, ставите его и начинаете работать. Процессоры Intel построены по архитектуре x86, а наш – по архитектуре ARM, это отличие качественное.

Велика ли зависимость от зарубежных компонентов? Не может ли случиться, что вам перекроют к ним доступ?

А. Е.: Да, зависимость велика, как и у всех. К сожалению, или к счастью, отрасль микроэлектроники настолько глубоко диверсифицирована и настолько глубоко сложившееся в ней разделение труда, что создать автаркию в этой области невозможно, сколько бы труда и денег в это ни вкладывалось. Думаю, в мире нет ни одного производителя микроэлектроники, который был бы полностью независим.

То есть говорить об импортозамещении в данном случае можно лишь очень условно?

Г. Х.: Смотря что называть импортозамещением. Интеллектуальная собственность в нашем случае российская, специалисты, которые разрабатывали процессор, – российские. Мы развиваем микроэлектронику? Да. Мы двигаем технологическое развитие вперед? Да. Принадлежит это нам? Да. Мы точно знаем, что внутри этого чипа? Да. Поэтому, на наш взгляд, это как раз очень хороший пример импортозамещения.

Вы прикидывали объемы продукции, которые вам удастся продавать?

А. Е.: Мы планируем ежегодно продавать десятки тысяч процессоров и на такие объемы сможем выйти в 2021 году.

Насколько мощная у вас производственная база?

Г. Х.: Процессоры производит для нас тайваньская компания TSMC, мощности которой превышают любые потенциальные потребности российского рынка.

Чем привлекательны для разработчиков материнских плат системы на кристалле?

Г. Х.: Чем более интегрирована сложная система, тем меньше компонентов потребуется расположить на материнской плате, тем меньше будет энергопотребление и тем компактнее и дешевле она будет. Такие системы облегчают не только процесс создания платы, но и процесс разработки и выпуска конечного устройства, поскольку от этого зависят система охлаждения, блоки питания и т. д.

Кстати, в пресс-релизе говорилось о плате DBM, на которой тестируется процессор. Что она собой представляет?

А. Е.: DBM, то есть Development Board-M, – наше внутреннее обозначение. Эту плату мы разработали для себя – в первую очередь, чтобы отлаживать процессор, а во вторую – чтобы быстро предоставить процессор нашим первым партнерам. Мы произвели несколько десятков таких плат, и они сейчас все в работе.

Г. Х.: Когда процессор изготовлен, необходимо удостовериться, что он полностью работоспособен и выполняет все функции, заложенные в него при проектировании. Поэтому всегда разрабатывается специальная плата, в которую вставляется испытуемое устройство и проводится серия тестов. Как правило, платы типа нашей DBM достаточно дороги, что связано, во-первых, с их низкой тиражностью, а во-вторых, с тем, что мы собираемся испытывать неизвестное устройство. Такая плата собирается из очень надежных компонентов, с тем чтобы избежать маскирующего влияния ее дефектов на потенциальные дефекты процессора. У нас уже есть подобный опыт: когда мы сделали предыдущий процессор – «Baikal-Т», то использовали для его тестирования довольно дорогие платы, а потом редуцировали их до плат со вполне приемлемой ценой, которые можно и использовать в тиражном производстве и передавать большому количеству потенциальных заказчиков процессоров в качестве референсных.

Какая ОС установлена сейчас на вашей плате?

А. Е.: Debian. Мы были бы очень рады, если бы это была ОС Windows для архитектуры ARM, но Microsoft пока только собирается выпустить такую версию Windows.

А какую материнскую плату разрабатывают для вас «Т-платформы»?

Г. Х.: Речь идет о Mini-ITX, предназначенной для широкого потребления, поэтому она оптимизирована с точки зрения цены, размера, функциональности.

А. Е.: Сейчас производится первая ревизия платы, после которой мы запустим серию. Но не в сто или десять тысяч штук, а сериями по тысяче штук. Мы разрабатываем процессоры, и эта плата дает возможность быстрее дойти до рынка. Другим партнерам будет проще и интереснее разрабатывать собственные платы, когда у них в руках будет наша, уже работающая плата, которую можно показать конечному клиенту. При этом в розницу мы будем продавать не отдельную плату, а некий комплект разработчика – типа «конструктора ПК».

Г. X.: Это общая практика: при создании сложных продуктов компания сама или с партнерами предлагает рынку такой Development Board – саму плату и набор ПО, чтобы пользователь мог посмотреть не только как работает сама аппаратура, но и какой софт на ней будет работать.

Почему вы решили делать процессор с восьмью ядрами? Не будет ли он слишком дорогим?

А. Е.: Ядра у нас объединены в кластеры по два, причем их можно отключать или включать в зависимости от решаемой задачи. А какие задачи придется решать процессору через год, никто не знает. По нашей оценке, суммарной производительности при использовании всех восьми ядер будет достаточно для 90% применений.

Г. Х.: У нас не было цели достичь максимальной производительности в каком-то тесте, мы ставили задачей сделать сбалансированную­ и максимально интегрированную машину, позволяющую создавать рабочие станции различных форматов и при работе с ними не испытывать проблем.

При разработке процессора не были соблюдены сроки выполнения этапов, что сказалось на экономическом положении компании. Как разрешается эта ситуация?

А. Е.: Когда создается сложный продукт, все точно спланировать и пройти по этому графику очень трудно. К сожалению, мы столкнулись с некоторыми инженерными сложностями, которые не позволили нам выполнить проект в срок. Но эти сложности нами преодолены, процессор выпущен и работает, он запущен с первого раза, тогда как в среднем по индустрии качественный запуск с первого включения удается менее чем в 50% случаев. Наши экономические проблемы мы решаем сейчас совместно с нашими акционерами ФИОП РОСНАНО, Т-Платформы, Минпромторгом и органами государственной власти. Думаю, до конца года решение будет найдено.

Андрей, вы уже пять месяцев в новой должности генерального директора. Что удалось сделать?

А. Е.: Не готов себя хвалить, судите сами. Удалось получить процессор, запустить плату, протестировать все это, достаточно быстро запустить софт и даже раздать платы партнерам, чтобы они начали с ними работать и делать продукты. Мы впервые включили процессор 7 августа, впервые установили на него ПО 3 сентября, и 3 сентября у нас уже работал Linux на восьми ядрах. Но надо понимать, что старт всем этим работам был дан задолго до моего прихода в компанию, и выполняют их не топ-менеджеры, а наши специалисты, инженерный состав компании.

Каким вы видите круг задач на ближайший год?

А. Е.: У нас сейчас три продукта: «Baikal-Т», который продается и покупается, «Baikal-М», который мы презентовали, и «Baikal-S», который находится в разработке. По каждому из них есть свои задачи, которые нужно решать. Так, уже произведено порядка 50 тысяч «Baikal-Т», однако ниши, для которых они предназначены, достаточно сложны для встраивания в бизнес-процесс конечного клиента. Если рабочую станцию вы можете легко заменить, то, например, промышленные контроллеры или какие-то блоки, участвующие в производственном процессе, заменить сложнее, требуется больше испытаний, больше усилий. Здесь, как я уже говорил, наша задача – помощь партнерам в продвижении процессора к конечным потребителям и разработке новых продуктов на его основе. Что касается «Baikal-М», то, помимо задач его тестирования совместно с партнерами, планируются выпуск платы Mini-ITX, обеспечение доступа к ней максимального количества партнеров и клиентов, создание на базе этого процессора финальных продуктов (например, рабочих станций) и максимально быстрое доведение их до конечных пользователей. А что касается «Baikal-S», то тут задача – завершение его разработки. Это принципиально новый процессор, его размеры, сложность, быстродействие и другие заложенные в него характеристики сложно сравнивать с тем, что есть на российском рынке. Мы делаем новое, нам много чего приходится изобретать и делать впервые. Поэтому инженерные риски в этом проекте достаточно высокие и, к сожалению, финишные сроки сдвигаются примерно на год. Но мы рассчитываем стать прибыльными и выйти не только на операционную, но и на инвестиционную окупаемость. Если сложить все три этих направления, то работы достаточно, чтобы не спать вообще всей команде компании.

Что будет с группой разработчиков «Baikal-М»?

А. Е.: Разработка процессора – многоэтапный процесс, и нельзя сказать, что ее вела одна группа. Сначала проектом занимались архитекторы, топологи, потом­ специалисты по физическому синтезу, верификаторы и т. д. И люди, которые были заняты на начальном этапе создания «Baikal-М», давно уже работают над «Baikal-S».

Когда вы ожидаете выпуска материнских плат под «Baikal-М» от ваших партнеров?

А. Е.: Количество партнеров у нас существенно увеличивается – уже стали приходить запросы от компаний. Появления первых продуктов ожидаем во втором-третьем квартале 2020-го, а уже в конце года они начнут выпускаться серийно. Кто быстрее начнет производство плат, тот сможет занять большую часть рынка, поэтому никто из наших приоритетных партнеров не станет долго раскачиваться, а нам нужно только им помогать и двигаться вместе с ними, что мы и делаем. С зарубежными производителями мы пока не вели предметных переговоров – общение с ними требует больше усилий, ресурсов и времени. Отечественный рынок нам более понятен и близок, здесь у нас некоторые преференции по сравнению с западными конкурентами. Кстати, наши DBM-платы мы передаем уже и разработчикам софта, с тем чтобы как можно больше из них портировали свой софт на наши процессоры.

А сколько произведено «Baikal-М»?

А. Е.: Чуть больше тысячи. Но ограничений сверху по величине партии нет, есть только ограничения снизу. Чип у нас достаточно большой, а значит, выгоднее сразу сделать полный набор масок, чем двигаться пошагово по тестовой технологии. И, поскольку у нас такой набор уже есть, мы можем производить «Baikal-М» миллионами штук.

Когда ожидаете более-менее значимых поступлений от продаж?

А. Е.: Думаю, в конце 2020 года. Просто в силу того, что цикл разработки продукта, донесения его до конечного клиента и принятия последним решения о закупке занимает не один и не два месяца, а кварталы. Это объективные ограничения, в рамках которых мы находимся.