Рынок информационных технологий, общий объем которого составляет триллионы долларов, прямо или косвенно зависит от архитектуры процессора. С момента создания первого компьютера на этом рынке абсолютно доминирует фон-неймановская архитектура. Но, по мнению экспертного сообщества, эпоха этой архитектуры завершается. Динамика развития рынка требует качественно новой (пост-неймановской) архитектуры, способной на десятилетия определить дальнейшее направление создания микропроцессоров. Вывод такой архитектуры на рынок создает реальную возможность занятия лидирующих позиций.
Исследования процессорных архитектур, проведенные в ООО «УралАрхЛаб», показывают, что такое пост-неймановское направление всего одно - это создание процессоров с контекстно-зависимой программой. Только они могут решить как существующие проблемы, так и перспективные задачи компьютерной индустрии.
Разработка компанией "Уральская Архитектурная Лаборатория" (ООО "Уралархлаб") первого мультиклеточного процессора с контекстно-зависимой программой подтвердила реализуемость и правильность выбранного направления. Разноплановость и качественный состав преимуществ предлагаемой архитектуры, позволяют позиционировать ее как принципиально новое и высокоэффективное пост-неймановское направление развития микропроцессорной техники.
В качестве конечного продукта, в рамках настоящего проекта, предлагается аудиопроцессор, реализованный в виде системы на кристалле (SoC), интегрирующей периферийное оборудование (АЦП и ЦАП) и мультиклеточное процессорное ядро, и предназначенный для использования в производстве слуховых аппаратов.
На данный момент в проект уже вложено около 275 млн.руб. частных инвесторов, для дальнейшей реализации требуется 310 млн.руб.
«Фон-неймановская» эпоха в компьютерной индустрии завершается. В International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS) отмечается, что эволюционное развитие, доминирующей последние шестьдесят лет на рынке фон-неймановской модели процессора, сходит на нет [htpp://itrs.net/Links/20
Ретроспективный анализ этого пути показывает, что каждый очередной шаг в совершенствовании фон-неймановской архитектуры требовал все больше усилий и давал все меньшую отдачу. Учитывая роль архитектуры, создавшуюся ситуацию можно рассматривать как очередную точку бифуркации в развитии компьютерной индустрии. Выход из нее - это поиск качественно нового, пост-неймановского направления развития процессорных архитектур.
На данный момент, в качестве основного архитектурного направления, ведущими производителями процессоров предлагается многоядерность. Но, это решение не может рассматриваться как начало пост-неймановской эпохи. Это экстенсивное и поэтому временное направление развития все той же фон-неймановской модели. Многоядерность не является качественно новым шагом и не решает существующих проблем компьютерной индустрии.
Научно-технические цели проекта
1. Внедрение в практику проектирования процессорных устройств качественно новых и патентно-защищенных архитектурных решений, обеспечивающих многократное улучшение их характеристик.
2. Разработка 64-битной версии процессорного ядра и формирование научно-технической базы во всех основных микропроцессорных приложениях, обеспечивающих выход на лидирующие позиции в компьютерной индустрии.
3. Освоение технологического процесса проектирования и производства систем на кристалле (SoC), в частности, аудиопроцессоров, с топологической нормой 90 нм и организация их крупносерийного производства.
Коммерческие цели проекта
1. В течение 3-4 лет занять не менее 6% рынка аудиопроцессоров (объем ежегодных продаж не менее 540-550 тыс. шт.), обеспечив создание на их основе нового поколения слуховых аппаратов, превосходящего зарубежные аналоги.
2. Выйти на рынок высокопроизводительных лицензионных процессорных IP-ядер, используемых в новых медицинских и мобильных приложениях (имплантируемые датчики, кардиостимуляторы, телефоны и телефонные гарнитуры, автомобильная электроника и т.п.) и занять не менее 4-5% данного рынка.
3. Вывод на рынок качественно нового продукта - высоконадежной, параллельной настольной суперЭВМ терафлопного класса, обеспечивающей: эффективное масштабирование, не требующее перепрограммирования при изменении конфигурации аппаратного контура, в том числе и в динамическом режиме; естественную реализацию параллелизма (без решения задачи распараллеливания); самооптимизацию вычислительного процесса;«природный» иммунитет против вирусов.
* объемом: реальный ежегодный объем производимых аудиопроцессоров составляет 8-10 млн. шт.(150-200 млн.долларов). Потенциальный, по данным ВОЗ - 45-50 млн.шт.(800-1000 млн. долларов);
* неразвитостью рынка: наличием огромного слоя возможных потребителей, которые не используют слуховые аппараты только потому, что существующие на рынке аппараты не отвечают их требованиям (только каждый четвертый из общего числа глухих/плохослышащих имеет слуховой аппарат);
* наличием очевидного потенциала рынка к росту (драйверами роста для рынка слуховых аппаратов являются: абсолютный рост населения; повышение благосостояния Азии и Африки и снижение цен на изделие; старение населения (особенно, в Европе); рост культуры медицины), высокими потребительскими ожиданиями на рынке слуховых аппаратов, которые могут быть удовлетворены только путем создания принципиально нового слухового аппарата (соответственно, аудиопроцессора);
* высокими конкурентными преимуществами и уникальностью аудиопроцессора (слуховой аппарат, созданный на его основе будет востребован потребителями в силу своего высокого качества, низкой цены, минимальных размеров, минимального энергопотребления);
* снижением коммерческих рисков, а именно: в сегменте отсутствуют серьёзные барьеры для входа (на рынке 10-12 компаний производителей и нет явного монополиста); есть подтвержденный интерес потенциальных покупателей (см. приложения 3,4,5).
Следует отметить, что вся история развития цифровых слуховых аппаратов неразрывно связана с совершенствованием характеристик используемых аудиопроцессоров. Повышение их производительности, снижение энергопотребления и микроминиатюризация непосредственно отражаются на функциях слуховых аппаратов. Расширяют их возможности, улучшают качество звука, увеличивают сроки службы элементов питания, улучшают их эстетический вид - делают их менее заметными.
1. Разработка технического задания
а). на аудиопроцессор (III кв. 2010г.)
Ожидаемый результат - ТЗ на аудиопроцессор
б). на систему автоматизации программирования и отладки для мультиклеточного процессора и для аудиопроцессора (III кв. 2010г.)
Ожидаемый результат - ТЗ на систему программирования и отладки для мультиклеточного процессора и аудиопроцессора
2. Рабочее проектирование
а). аудиопроцессора (III кв. 2011г.)
Ожидаемый результат - FPGA-модель аудиопроцессора, Модель SoC
б). комплекса средств программирования и отладки для мультиклеточного процессора и аудиопроцессора. (III кв. 2011г.)
Ожидаемый результат - Комплекс средств автоматизации и отладки для мультиклеточного процессора и аудиопроцессора
3. Отработка опытных образцов и доработка техдокументации для аудиопроцессора (I кв. 2012)
Ожидаемый результат - Опытные образцы аудиопроцессоров
4. Выпуск опытной серии аудиопроцессоров (I кв. 2012)
Ожидаемый результат - Опытная серия аудиопроцессоров
5. Серийное производство аудиопроцессоров (В соответсвии с графиком продаж)
Организационная схема
В настоящее время компания состоит из 3-х штатных сотрудников и 5 сотрудников, работающих по совместительству. Для вывода на рынок первого продукта - аудиопроцессора, оптимальный размер компании должен составлять ~27 человек, из них ~19 штатных сотрудников и 8 сотрудников, работающих по совместительству.
1. Для проведения работ по интеграции периферийного оборудования (АЦП и ЦАП) и процессорного ядра в единую систему на кристалле, для разработки комплекса средств программирования и отладки, а также для выпуска технической, конструкторской, программной и технологической документации (104 млн.руб). В данную сумму включены расходы на оплату труда ИТР, аренду, накладные расходы а также расходы на модернизацию существующего лабораторного инструментария (приобретение дополнительных программных средств автоматизации проектирования аналого-цифровых SoC). Для выбора компании поставщика был проведен анализ данных средств, поставляемых компаний SYNOPSYS, Mentor Graphics и Cadence. Учитывая положительный опыт работы с программными средствами компании Mentor Graphics , их комплексность и высокий уровень интеграции средств проектирования аналого-цифровых SoС в один сквозной маршрут проектирования, предварительно выбор был сделан в пользу данной компании. Этот выбор будет уточнен после завершения предпроектных работ, проводимых в настоящее время и направленных на подготовку ТЗ. Состав средств приведен в приложении 8. Продавец – Megratec (Москва). Общая стоимость средств 35 млн.руб. Имеется договоренность с продавцом о 20% скидке. Таким образом планируемая стоимость средств 28 млн.руб.
2. Для производства опытных образцов и выпуска опытной серии (140 млн.руб). В данной сумме предусматривается приобретение специализированных IP-ядер (аналоговых ЦАП и АЦП) общей стоимостью 12 млн.руб., а также оплата контрагентских работ по изготовлению опытных образцов (три итерации) общей стоимостью 96 млн.руб. и запуск производства (изготовление фотошаблонов и выпуск опытной партии) – 30 млн.руб.
3. Для маркетинга и продвижения продукта на рынок (56 млн.руб).
Распределение этих расходов на ближайшие пять лет приведены в Финансовом плане.
* Прототип мультиклеточного процессора - синпьютер получил в 2003 году приз «Лучший продукт года» на форуме новых продуктов, представленных на ежегодной международной конференции по цифровой обработке сигналов «International Signal Processing Conference» в Далласе (США).
* Проект мультиклеточной архитектуры стал победителем конкурса русских инноваций в 2006 году в номинации «Белая книга», как инновационный проект, имеющий прорывной характер.
* На Женевском салоне изобретений в 2008 году усовершенствованная модель синпьютера была награждена серебряной медалью.
