Процессор Байкал-М в реальной жизни и реальных задачах

Еще недавно процессор Байкал-М существовал для меня только в качестве названия из пресс-релизов. В какой-то параллельной реальности. И, честно говоря, особого желания познакомиться с ним не возникало – ну разве можно всерьез рассматривать компьютерный процессор с архитектурой, альтернативной x86? Ерунда какая-то.

Но в конце прошлого года у меня на столе появился компьютер Apple Mac mini на процессоре M1. С категорически альтернативной архитектурой. И работает все настолько ловко, что никакую альтернативность – в плохом смысле – я не чувствую. А вот в хорошем очень даже.

После этого опыта мой скепсис по отношению к альтернативам сильно ослаб. И когда поступило предложение протестировать свежесобранный компьютер на Байкал-М, я отнесся к нему с энтузиазмом.

Во-первых, было интересно – что за «русский процессор»?

Во-вторых, а… вдруг? Вдруг мы все прозевали платформу, где все уже есть и работает? Похихикать-то мы успеем, но делать это лучше с некоторым пониманием.

И вот настоящий, работающий компьютер на Байкал-М стоит у меня на столе. Но перед тем, как мы познакомимся с ним поближе, зададимся очень важным вопросом.

Зачем России свои процессоры?

У нас за последнее десятилетие сложилось предубеждение насчет отечественной электроники. Очень уж часто разные компании обещали догнать и перегнать. Но как-то не перегоняли.

И у граждан складывается ощущение, что все это какие-то ненужные игрища. К чему жечь деньги, когда можно пойти и купить нормальную технику.

Если говорить именно о процессорах, то, конечно, выбор их на рынке просто огромен. И есть просто прекрасные варианты для любой задачи. Но все они – так, или иначе – находятся под покровительством вполне конкретных государств. Знаете, я не очень большой эксперт по встроенным механизмам контроля. Но, даже если абстрагироваться от конспирологических теорий на этот счет, есть вполне конкретные примеры, когда те или иные технологии вдруг становились недоступными для компаний и государств. Ни за какие деньги.

Лишиться в цифровую эпоху главных инструментов, без которых невозможно вообще ничего? Ну, это фиаско. А перспектива лишения становится отличным инструментом для шантажа на переговорах.

Во времена СССР, когда проникновение «цифры» было еще не таким повсеместным, были свои процессоры и компьютеры целиком. Насколько это были своеобразные решения, можете мне не рассказывать, потому что я на них работал сам. Но они были! По всей стране, даже в небольших городах производили компьютеры. А потом как-то разом перестали.

А без своего-то просто невозможно. Дабы, случись что, цифровая инфраструктура государства продолжала функционировать. Как в чувствительных областях, так и во вполне обыденных. Сейчас без компьютера даже зарплату не получишь, не говоря уж о чем-то более сложном.

Ну и в заключение этого пункта небольшая история. Одна страна, имеющая крайне теплые отношения с американцами, закупает у них самолеты. И вот когда они прибывают на место службы, из них извлекают всю электронную начинку и ставят свою. Да, американская очень хорошая. Да, дружба крепка. Но во время реальной войны отношения, бывает, портятся. И нельзя допустить даже вероятность того, что самолет вдруг (вдруг) перестанет лететь. Ну и данные о его перемещениях тоже лучше бы не транслировать наружу. Поэтому пусть будет своё. На всякий случай.

Священный Байкал

Первый процессор Байкал (вообще, правильно Baikal, но давайте уж по-русски) появился в 2015 году. Это была двухъядерная модель Baikal-T1 с архитектурой MIPS32. Производительность решения вдохновляла средне. Это было, конечно, лучше, чем ничего. Но не намного.

В июне 2019 года появились инженерные образцы гораздо более продвинутой модели Baikal-M, а в конце 2019-го показали работающую материнскую плату с ней. В течение 2020-го года, несмотря на известные ограничения, стали появляться готовые компьютеры. Например, я своими глазами видел сборочную линию компании 3Logic, где делают моноблоки «Гравитон» с Байкал-М внутри.

Характеристики у этой модели следующие.

Внутри стоит 8 ядер ARM Cortex A57 в 4 кластерах по 2 ядра. Частота, в зависимости от нагрузки, варьируется в диапазоне от 800 МГц до 1.5 ГГц. Также в чипе размещены 8 графических ядер Mali-T628, разгоняющихся до 750 МГц.

Объем кэша L2 составляет 1 Мбайт на кластер (то есть всего 4 Мбайт). Кэш L3 общий, объемом 8 Мбайт.

Встроенный контроллер памяти поддерживает два модуля DDR3/DDR4 с частотой до 2400 МГц. Возможно использование памяти с ECC.

Поскольку Байкал не просто процессор, но система-на-чипе (SoC), в нем интегрировано еще много чего полезного. А именно:

• Три подсистемы PCIe Gen 3 (один PCIe x8 и два PCIe x4, есть возможность устанавливать SSD со стандартным разъемом)
• Два интерфейса USB 3.0 и четыре USB 2.0
• Две подсистемы SATA 6G
• Два гигабитных контроллера Ethernet (RGMII)
• Два 10-гигабитных интерфейса Ethernet (10GBASE-KX4/10GBASE-KR)

Там есть еще несколько интересных для специалистов интеграций, подробнее можно посмотреть тут.

Cortex A57 – архитектура немолодая. В флагманских SoC смартфонах она появилась в 2014 году, и с тех пор успел оттуда съехать на пенсию. С другой стороны, я не помню, чтобы ядра A57 кто-то ставил по 8 штук. Обычно брали пару A57 и добавляли штуки четыре попроще. Но в настольном компьютере энергопотребление не критично, поэтому можно ставить восемь А57 и больше.

Baikal-M полностью разработан в России на основе лицензированных у ARM ядер. Разработчик «Байкал Электроникс» ручается, что в чипе нет никаких бэкдоров, к которым может получить доступ какой-нибудь Джон Ланкастер Пек. Зато есть поддержка технологии доверенной загрузки, и верификации последней. То есть подсунуть что-то неожиданное в компьютер не получится.

А вот изготавливается процессор не в России. Контрактное производство размещено на фабрике Taiwan Semiconductor Manufacturing Company. Да, той самой TSMC, которая делает чипы для половины планеты. Изготовлен Байкал-М по           28-нанометровому техпроцессу. Да, на этом моменте я тоже возмутился: ведь TSMC осилила даже 5-нанометровую технологию, а тут такой винтаж! Ну можно же было хотя бы 10 нм сделать!

Но, немного поразмыслив, я, кажется, понял задумку заказчика. Да, у TSMC всякое есть. Но этого нет у других фабрик. И если вдруг (вдруг) случится так, что TSMC от контракта откажется, как это было не так давно с чипами для Huawei, Baikal-M можно будет без особых хлопот заказать на другой фабрике. Благо 28-нм есть у многих. А с учетом того, в каких системах используется процессор, не самый тонкий техпроцесс дискомфорт не создает.

Что же касается компьютера, работающего на Байкале, то он на первый взгляд показался даже слишком обычным.

Аппаратная часть

Когда речь идет о российской технике, невольно ждешь уникальных технических решений. Ну там модулей памяти в форме звезд, SSD с орлом…

А тут, если не знать, что оно наше, исконное, то и не догадаешься.

Материнская плата очень похожа на аналоги под Intel или AMD. Слоты для памяти и SSD, обычные разъемы питания. Установлены два модуля DDR4 по 4 Гбайт и SSD Kingston с интерфейсом SATA. Корпус, блок питания – тоже обычные, причем первый мог бы быть при необходимости втрое меньше, а второй – не таким мощным. Все же 400 Вт для такой системы явный перебор.

Кстати, плата собирается в России ООО «Рамтроника». Основная часть компонентов, включая текстолит, китайские. Кое-что (совсем немного) приезжает из Европы и США.

Я подключил компьютер по HDMI 2.0 к обычному монитору с разрешением Full HD. Совсем обычных мыши и клавиатуры у меня не нашлось, но игровые модели ASUS аппарат принял без капризов.

При включении тоже не произошло ничего необычного. Даже гимн не сыграли. Просто через несколько секунд я увидел его.

Astra Linux и все-все-все

Компьютер работает на операционной системе Astra Linux (Новороссийск) 4.11. Ценители могут накатить Debian 11 (bullseye), версия для Байкал-М имеется.

Рекомендую к просмотру видеоверсию обзора, где работа софта показана в динамике

Я не буду здесь подробно рассказывать о самом дистрибутиве. Получится долго, и лучше как-нибудь поговорить про линуксовые операционки отдельно. В данном случае меня интересовало удобство работы с точки зрения простого смертного. Потому что, знаете, очень здорово накатить кривую софтину поверх странной железяки – и пусть люди как-нибудь разбираются. Примеры такого подхода я в прошлом наблюдал многократно. А тут еще все усугубляется тем, что просто так снести Linux и с облегчением накатить Windows не получится. По понятным, думаю, причинам.

Astra Linux встретила меня дружелюбно. В качестве ее лица выступает рабочий стол Fly (можно назвать его еще оболочкой), мимикрирующий под Windows. Нечто среднее между XP и «семеркой». Работают и привычные шорткаты.

Кнопка «Пуск» (не обошлось и без нее) открывает привычного вида меню, где по папкам разложено изрядное количество приложений и утилит. Набор побогаче, чем в Windows по умолчанию: сразу установлено несколько графических редакторов, файловых менеджеров, офисный пакет Libreoffice и, самое главное, игра «Сапер».

Я соврал бы вам, если сказал, что все абсолютно так же, как в Windows. Но сходство действительно большое. И если у человека есть опыт взаимодействия с операционными системами Microsoft, здесь ему будет не страшно.

Кстати, еще недавно бы я фыркнул в адрес Libreoffice. Но пару недель назад, проходя техобслуживание ушей в одной очень недешевой клинике, я не без удивления увидел на экранах местных ПК именно этот офисный пакет. Судя по выставленному счету, лицензии на Microsoft Office клиника себе позволить очень даже может. Но, говорят, хватает.

В работе

А я продолжал прислушиваться к собственным ощущениям. То, что компьютер загрузился и показывает почти привычную картинку – это замечательно. Но как насчет поработать?

Воткнул кабель Ethernet – появился интернет. Через уже установленный браузер Firefox зашел в эккаунт Google. Подтянулись все закладки и пароли. На следующие сайты приходил уже, как родной.

Заглянул в сетевое окружение – работает.

Стал настраивать принтер. У меня он сетевой, работает по Wi-Fi. Система его увидела, предложила аж четыре варианта подключения, но ни один не сработал. При помощи пятого и такой-то матери печать пошла.

Воткнул в порт USB-флэшку. Подцепилась, заработала. Та же история с внешним жестким диском.

Подключил проводные наушники, посмотрел в них ролики на Youtube. Все, как обычно.

Поиграл в «Сапера». Написал часть этого текста в редакторе.

И что-то заскучал. То есть, разумеется, при подключении всякого мультимедийного обвеса вопросы быть могут. И, наверное, внешняя звуковая карта Creative на Байкал-М не заведется. Но именно в качестве рабочей машинки здесь все вполне обычно.

Работает себе и работает. По скорости реагирования на действия пользователя сравнимо с бюджетным офисным ПК. То есть это не вжух, как на моей систему с AMD Ryzen 9 5950X. Но и не ужас-ужас. Работать очень даже можно.

Энергопотребление системного блока, согласно моим замерам, составляет в среднем 23-25 Вт. Иногда, под особой нагрузкой, подскакивает до 27, но такие пики достаточно редки. Так что 400-ваттный блок питания в корпусе поставили явно для красоты.

Кулер на процессоре работает бесшумно, радиатор остается чуть теплым. Впрочем, другого при 25 ваттах ждать странно.

Что же касается замеров производительности, то здесь все не очень просто.

Бенчмарк освобожденный

Реальная скорость работы компьютера напрямую зависит от оптимизации операционной системы и конкретных приложений под аппаратную платформу. У меня сложилось впечатление, что с этой самой оптимизацией пока все не вполне однозначно.

Например, решил запустить Speedtest в браузере Firefox. Он показал мне 150 Мбит/с вместо положенных 500. Я предъявил это производителю компьютера, и он предложил попробовать повторить операцию через консоль. Попробовал – ну да, через нее все правильно. Почему так? Ну, вот так. Не оптимизировали еще.

Очень разные цифры могут показывать бенчмарки в разных браузерах. Например, популярный Octane 2.0 в Chromium показывает больше 8 тысяч баллов, а в Firefox только 3600. Есть куда оптимизировать.

Изучив груды разных бенчмарков, считаю уместным сравнить чистую производительность Baikal-M с Intel Core i5 третьего-четвертого поколений. Да, звучит не очень круто, но на практике такой производительность вполне достаточно для офисного компьютера. В конце концов, люди до сих пор покупают офисные машины на Celeron серии N, и им хватает. А тут потенциал посерьезнее.

Все производители процессоров вкладываются в оптимизацию софта под свои решения. И бывает так, что потенциал нового процессора начинает реализовываться только к окончанию продаж. Хочется верить, что «Байкал Электроникс» уделят достаточно сил и средств подгонке софта под железо. В принципе, на Байкале можно нормально работать уже сейчас. Но если у Baikal-M будут более мощные наследники, использующие схожую архитектуру, разрыв между потенциалом и реальностью может быть еще более неприятным.

Итого

Приобщиться к российскому процессору сейчас можно, купив его внутри готовой системы, или взять только материнскую плату с распаянным чипом. Впрочем, сделать это не очень просто, потому что в свободной продаже продуктов на Baikal-M я не нашел. Ну, чтобы пойти в магазин и купить. У юридических лиц проблем, думаю, не возникнет.

Если вы думаете, что на компьютере с Байкалом внутри получится круто сэкономить, то вынужден разочаровать. Система со сравнимой производительностью и другими характеристиками обойдется примерно в 1.3-1.5 дороже такой же, где стоит процессор с архитектурой x86. И, кстати, Windows в режиме эмуляции запустить будет затруднительно. Я пока способа не нашел.

Поэтому в качестве домашнего компьютера рекомендовать не стану, нет.

Но в сферах, где нельзя допустить, чтобы кто-то кое-где у нас порой, машины на Baikal-M применяться вполне могут. И даже без всплесков негодования у сотрудников. Многие из них даже не заметят отличий от обычных ПК, которые ТАМ тоже трудятся на различных линукс-дистрибутивах.

Вы спросите – а стоит ли тратить государственные деньги на гонку за лидерами, от которых только пыль за горизонтом видна, так хорошо оторвались? Ведь «Байкал Электроникс» в свое время получила 2 миллиарда рублей от Минпромторга на разработку Baikal-M и его серверной версии с индексом S. А можно было бы просто купить компьютеров и раздать многодетным семьям!

Я думаю, что стоит. Обороноспособность страны, в том числе и обороноспособность цифровая, штука весьма затратная. Но, как ни странно это звучит, наличие Baikal-M помогает нам покупать компьютеры с другими процессорами и другими операционными системами по сходной цене.

P.S. Три совместимые софтины, не предустановленные по умолчанию. Вдруг пригодятся.

TrueConf

Dr. Web

RuBackup