Документ представляет собой материал для конференции 'партнерство для успеха', описывающий академическую и индустриальную активность компании Soft Machines Inc. и ее дочерней фирмы SMWare, включая достижения в области разработки компиляторов и технологий бинарной трансляции. Также упоминаются проекты с различными организациями и список образовательных курсов в специализированных областях. В дополнение, документ освещает экономические тенденции в полупроводниковой индустрии и планы создания новой компании Rusemi для разработки микроэлектроники.

1. для конференции "Партнерство для успеха"
Александр Дроздов
Виктор Владиславлев
Февраль 2015
1

2. для конференции "Партнерство для успеха"
Академическая активность
Структура презентации
2
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

3. для конференции "Партнерство для успеха"
Жизненный путь команды
3
• 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

4. для конференции "Партнерство для успеха"
Soft Machines Inc.
4
• 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

5. для конференции "Партнерство для успеха"
Smart-CC
5
• 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
1,44
0%
100%
200%
300%
400%
500%
400 401 403 410 416 429 433 434 435 436 437 444 445 447 450 453 454 456 458 459 462 464 465 470 471 473 481 482 483
gcc/llvm gcc/smcc
1

6. для конференции "Партнерство для успеха"
Наш фронт-мэн
6
• 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

7. для конференции "Партнерство для успеха"
Учебный процесс
7
«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

8. для конференции "Партнерство для успеха"
Учебный процесс – продолжение
8
Кафедральные курсы профессионального цикла по направлению
Информатика и Вычислительная Техника
1й 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

9. для конференции "Партнерство для успеха"
Прочая активность
9
Лекции 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

10. для конференции "Партнерство для успеха"
Дизайн-Центр
10
• 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

11. для конференции "Партнерство для успеха"
Алмаз-Антей
11
Проект «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 обстановку
Статус проекта
• Разработана модель АФАР в Matlab
• Разработаны и отлажены алгоритмы обработки сигналов
• Разработана архитектура процессора, реализованы на
ПЛИС основные алгоритмы
3

12. для конференции "Партнерство для успеха"
ПКК Миландр
12
Проект «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

13. для конференции "Партнерство для успеха"
НТЦ Модуль
13
Проект «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

14. для конференции "Партнерство для успеха"
МЦСТ
14
Проект «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

15. для конференции "Партнерство для успеха"
Интел
15
Проект «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

16. для конференции "Партнерство для успеха"
ГК Мортон
16
Проект «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

17. для конференции "Партнерство для успеха"
Кадры
17
• 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

18. для конференции "Партнерство для успеха"
Топ50 Полупроводниковых Компаний
18
Расположение 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

19. для конференции "Партнерство для успеха"
Ключевые тенденции Индустрии
19
• 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

20. для конференции "Партнерство для успеха"
RUSEMI™
20
• 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