Битовые маски: о системном программировании простыми словами

В 29 выпуске «Битовых масок» к Алине Галичиной и Антону Афанасьеву присоединился Богдан Колбов — ведущий инженер по модульной верификации YADRO, специалист с широким опытом на разных инженерных позициях в индустрии.

Начав разговор с верификации кеша в многоядерных системах, собеседники перешли к сложностям для верификаторов в разных компаниях. Вспомнили о воспроизводимости багов и других рабочих проблемах, балансе энтерпрайза и open source в индустрии. Оценили успехи AI в RTL-разработке, а также обсудили его сбалансированное использование в личных проектах.

Среди тем подкаста:

в чем основная головная боль при построении чекеров кеша,

почему в верификации сложно разделить само тестирование и его автоматизацию,

как верификаторы в крупных компаниях оказываются «меж трех огней»,

в чем заключается «проклятие воспроизводимости»,

в какие open source-проекты вкладывается Богдан,

как стоит использовать AI для разработки «в свободное время»,

как актуальные AI-модели справляются с RTL-разработкой,

что интересного можно найти в телеграм-канале Богдана.

Полезные ссылки:

open source инструмент Corsair для построения карт регистров https://github.com/esynr3z/corsair,

«позитивслэк» — канал Богдана об аппаратной разработке с уклоном в верификациюhttps://t.me/positiveslack,

упомянутые выпуски подкаста:  

FPGA / Разработка на FPGA / Создание FPGA-сообщества https://youtu.be/UvJxCEgaTNQ

Верификация аппаратных блоков / UVM / Рынок труда в hardware https://youtu.be/A3Y5gb4YIt4

00:00:50 - Как Богдан попал в полупроводниковую отрасль

00:05:35 - В чем особенность кешей для многоядерных систем

00:13:22 - Сложности освоения протокола AMBA CHI

00:21:34 - Верификация когерентности кеша

00:42:53 - Место автоматизации в сфере верификации

00:47:12 - Как добиваться воспроизводимости багов

01:00:28 - Чего не хватает современным инструментам верификации и ее автоматизации

01:15:10 - Open source-проект Corsair и подходы к разработке с помощью AI

01:32:29 - Как обстоят дела с внедрением AI в RTL-разработку

01:39:28 - Консолидация крупных производителей ПО для аппаратной разработки

01:49:39 - О телеграм-канале Богдана «Позитивслэк»

#БитовыеМаски #Верификация #SystemVerilog #RTL #HardwareVerification #UVM #CacheCoherency #AMBA #AMBA_CHI #SoC #ASIC #EDA #OpenSource #AI #Microelectronics #HardwareEngineering #YADRO #СистемноеПрограммирование

В новом выпуске «Битовые маски» возвращаются к своим истокам, а именно к компиляторам для процессоров. И процессоров весьма специфических — на базе архитектуры VLIW (Very Long Instruction Word). Разобраться в теме ведущим Елене Лепилкиной и Алине Галичиной поможет Виктор Шампаров — разработчик компилятора LCC для микропроцессоров «Эльбрус».

Виктор провел подробную экскурсию по особенностям «Эльбруса» и архитектуры VLIW с точки зрения системного программирования. Кроме того, Виктор как опытный преподаватель оценил, как сегодня осваивают компиляторы студенты технических вузов. Среди тем подкаста:

почему сложно сделать хороший компилятор под VLIW;

в чем разница между советским и российским «Эльбрусом»;

почему в разработке для «Эльбруса» очень важно знание компилятора;

почему в архитектуре «Эльбруса» сравнительно больше регистров;

существуют ли «Эльбрусы» для нейросетей;

что делают студенты на курсе Виктора по оптимизациям в компиляции;

в каких вузах стоит учиться работе с компиляторами.

Полезные ссылки:

доклад Виктора «Компилятор LCC и оптимизация слияния кода» https://jrg.su/FzxcY2,

доклад Виктора «PGO: как профиль используется для оптимизации» https://jrg.su/XDSELb,

портал о разработке на платформе «Эльбрус» https://dev.mcst.ru/.

В новом выпуске «Битовых масок» главной темой стали нейросети — и, конечно же, системное программирование и аппаратная разработка в этой области. К Елене Лепилкиной и Антону Афанасьеву присоединился Андрей Камаев. Андрей стартовал в ИИ-разработке с популярнейшей библиотеки компьютерного зрения OpenCV еще в те времена, когда этим занималась независимая компания Itseez.

Затем он продолжил карьеру в Intel, а сейчас является экспертом по разработке ПО искусственного интеллекта YADRO.

В ходе выпуска Андрей рассказал об истории развития современных нейросетей и осветил текущий рынок «железа» для ИИ. После этого разговор перешел к специфике разработки LLM «изнутри» и завершился полезными советами для тех, кто только начинает искать место разработчика и боится конкуренции с нейросетями. Основные темы подкаста:

как сфера искусственного интеллекта пришла к LLM и другим современным концепциям;

как устроены гонки на рынке больших языковых моделей сегодня;

как поделен рынок «железа» для тренировки LLM;

почему в лидеры ИИ-железа не вышла AMD;

почему сложно сделать специальный аппаратный акселератор для LLM, как для криптовалюты;

что особенного в компиляторах для нейросетей;

почему любая нейросеть — это вредный джинн;

что важно разработчикам-джунам для успешной конкуренции с LLM.

Как стандарты беспроводной связи воплощают в «железе»

Мы стартуем новый сезон «Битовых масок»! Гостем 26 выпуска стал Антон Бобков — опытный инженер YADRO, работающий в сфере цифровой обработки сигналов едва ли не с начала широкого распространения интернета. Собеседники Антона Бобкова — уже знакомый вам Антон Афанасьев и Алина Галичина, новая ведущая подкаста.

Антон подробно рассказал о существующих стандартах сотовой связи, о том, зачем их столько нужно и во что упирается потенциал их развития. А также оценил свою область с точки зрения классической аппаратной разработки. Среди тем подкаста:

почему нельзя просто взять и поставить базовую станцию;

чем ограничены возможности беспроводной передачи информации;

как стандарт WiMAX впервые объединил разные типы трафика и в итоге был забыт;

зачем нужен Wi-Fi, Bluetooth и другие стандарты связи, если есть LTE;

актуальны ли еще DSP-процессоры в разработке для ЦОС;

почему верификация — самый сложный этап в аппаратной телеком-разработке.

В юбилейном, 25 выпуске «Битовых масок» гостем стал Михаил Коробков — основатель сообщества FPGA-Systems и одноименной конференции, издатель FPGA-Systems Magazine. Михаил более 10 лет занимается FPGA и программируемой логикой, работает в отделе прототипирования YADRO.

Михаил провел для ведущих подкаста Елены Лепилкиной и Антона Афанасьева обзорную экскурсию в мир FPGA — от начала отрасли до актуальных проблем, включая особенности российского рынка. Помимо аппаратной части, в подкасте осветили и языки ПЛИС-разработки (спойлер: тема оказалась весьма острой). Наконец, Михаил поделился «теплыми ламповыми» воспоминаниями о том, как зарождалось сообщество FPGA-Systems, как появилась одноименная конференция и журнал.

Героем 24 выпуска «Битовых масок» стал Артём Кашканов из группы мониторинга производительности ПО YADRO, ранее — специалист по аппаратной трассировке в Intel.

Артём — создатель популярного YouTube-канала, где он показывает, как создает новые необычные вычислительные устройства и возвращает к жизни старые, основанные на устаревших элементных базах. Также Артём пишет о своем увлечении на Хабре и регулярно участвует с восстановленной техникой в тематических мероприятиях.

С Еленой Лепилкиной и Антоном Афанасьевым герой обсудил свое увлечение вычислительной техникой, рассказал о пути к нему и об интересных устройствах, над которыми работает сейчас. Кроме того, Артём подробно остановился на аппаратной и других видах трассировки — применительно как к современным, так и к ретрокомпьютерам.

YouTube-канал Артёма: https://youtube.com/c/ArtemKashkanov/

Телеграм-канал BrainfuckPC: https://t.me/brainfuckpc

Статьи Артёма на Хабре: https://habr.com/ru/users/radiolok/articles/

Мы готовим новый сезон «Битовых масок» и хотим учесть вашу обратную связь при планировании выпусков. Пожалуйста, пройдите опрос(https://surveys.yadro.com/s/cmfe1uvat04a6so01l9leghnv/?utm_source=surveys&utm_medium=referral&utm_campaign=bitmask_podcast&utm_content=opros), чтобы подкаст стал еще более интересным и полезным для вас.

В 23 выпуске «Битовых масок» к Антону Афанасьеву и Елене Лепилкиной присоединилась Алина Галичина из группы модульной верификации YADRO. Алина получила высшее образование на кафедре волоконно-оптических систем связи и перешла в разработку и верификацию цифровых схем. Кроме того, у героини есть несколько патентов, связанных с реализацией алгоритмов цифровой обработки сигнала.

С Алиной ведущие обсудили множество вопросов, связанных с разными типами верификации, погрузились в трассировку печатных плат и порассуждали об аппаратной разработке в принципе. Как обещали, прилагаем ссылки на публикации и патенты Алины.

Видео на YouTube: https://youtu.be/1Syc3UQ4BWg

Видео на Rutube: https://rutube.ru/video/457793032a3949795ad34d07204f41bc/

Статья https://habr.com/ru/articles/588703/

Тайм-коды:

00:05 - Тизер

01:05 - Представление Алины Галичиной

01:54 - Путь Алины в RTL-разработку. Источники знаний по RTL и верификации

07:43 - Связь цифровой обработки сигналов и FPGA

12:05 - В чем разница написания под FPGA и под ASIC

17:01 - Симуляторы для FPGA: зачем они нужны, какие ограничения имеют

22:54 - Трассировка печатных плат и цена ошибки на этом этапе

29:14 - Искусственный интеллект в САПР

33:23 - Какие существуют виды верификации

38:18 - Инструменты для функциональной и формальной верификации

42:01 - На каких этапах лучше использовать функциональную, а на каких — формальную верификацию

47:39 - Полное функциональной покрытие: насколько оно реализуемо

52:54 - UVM-методология и новые фреймворки для верификации

56:31 - Нужна ли функциональная верификация для маленьких блоков

1:00:36 - Влияние архитектуры процессора на его верификацию

1:05:25 - Случайные тесты в верификации

1:06:48 - Специфика верификации Wi-Fi-чипов

1:11:21 - Дополнительные задачи в процессе верификации

1:13:17 - Разница в верификации аналоговых и аналогово-цифровых схем

1:16:03 - Дороговизна верификации аналогово-цифровых схем

1:17:50 - Автоматизация для верификаторов

1:25:05 - Чем должна заканчиваться работа верификатора

1:29:27 - Методологии автоматизации в верификации

1:33:38 - Как упростить анализ верификационных тестов в RTL

1:36:58 - Консервативность и мотивация в разработке «железа» по сравнению с разработкой ПО

1:40:01 - Оптимизация рабочих процессов в верификации

1:47:25 - Создание тестового окружения с нуля

1:49:49 - Проблемы при автоматизации верификационных тестов

1:52:25 - Open-source в RTL и верификации

1:54:38 - Заключение

#RTL #FPGA #верификация

Гостем 22 выпуска подкаста «Битовые маски» стал Сергей Пушкарёв — руководитель отдела разработки BIOS в YADRO. Сергей начал работу с BIOS и UEFI ещё в университете и может очень много рассказать об этой области.

С Еленой Лепилкиной и Антоном Афанасьевым наш герой во всех подробностях разобрал, что происходит на самом низком уровне софта после того, как пользователь нажимает кнопку включения компьютера. Параллельно осветил разные подходы и типичные проблемы разработки в своей сфере, тонкости взаимодействия драйверов, а также разницу между BIOS и UEFI. А напоследок ответил, к чему приводят баги в BIOS и как стараются их избежать, если цена ошибки слишком высока.

Видео на YouTube: https://youtu.be/W2Ekb4cYyu4?si=5f48Q_I0EPNPR0oC

Видео на Rutube: https://rutube.ru/video/195cd63bef2d862bdbeb39daabc461cb/?r=wd&p=JPSKHjFN3o9HGlK5Ipi72A

0:00 - Тизер

1:12 - Представление Сергея Пушкарева

2:11 - Карьерный путь Сергея

4:50 - История развития BIOS и UEFI и разница между ними

11:28 - Достоинства UEFI

14:14 - Стадии работы UEFI

15:09 - Что работает до UEFI

18:25 - Стадия SEC и режим Cache-Is-RAM

22:58 - Стадия PEI

27:54 - Переход в 64-битный режим

28:42 - PE-файлы,Terse Executable и вопросы производительности

30:46 - DXE стадия и запуск драйверов

33:02 - Протоколы для взаимодействия драйверов

37:58 - Эволюция спецификации: новые архитектуры, Device path для нового железа

40:31 - Загрузка ноутбука через Wi-Fi, разница драйверов Linux и UEFI

42:58 - Работа разработчиков BIOS

44:06 - Баги в UEFI

46:45 - Разработка UEFI под новую платформу

50:38 - Взаимодействие BIOS с BMC, Redfish

53:22 - Разработка драйвера на EDK2

59:55 - Нужен ли ассемблер разработчику BIOS

1:04:13 - Как поменялся процесс загрузки с приходом UEFI

1:05:51 - Взаимодействие BIOS и операционной системы

1:07:20 - Как UEFI работает на ARM

1:11:29 - VFR - DSL-язык для описания меню

1:14:23 - Активное использование Open-Source

1:16:22 - Рынок компаний разработчиков UEFI

1:20:33 - Разработка UEFI для системы, которой нет в железе

1:21:37 - Баги в релизах и процесс тестирования

1:25:59 - Дальнейшее развитие BIOS: ускорение работы, драйверы на Rust

1:35:07 - Заключение

#UEFI #BIOS #драйвер #x86

В 21-м выпуске подкаста «Битовые маски» к Антону Афанасьеву присоединились сразу два гостя из YADRO. Валентин Петров — главный архитектор отдела исследований производительности и моделирования архитектур, ранее разрабатывал суперкомпьютеры в Mellanox и Nvidia. Евгений Бесчастнов — эксперт группы разработки симуляторов и моделей производительности, до этого занимался симуляторами ядер процессоров в Synopsys.

Главной темой выпуска стали симуляторы процессорных архитектур. Наши герои обсудили, что представляют собой и чем различаются симуляторы и эмуляторы, связанные с ними проблемы и их решения. Отдельно рассмотрели саму разработку симуляторов, сценарии их использования и, основываясь на своем опыте, вывели три компонента успеха в разработке симуляторов процессорных архитектур. В завершение выпуска Валентин и Евгений оценили, какие качества наиболее важны для специалистов в их сфере, а также где можно научиться разработке симуляторов процессорных архитектур.

Видео на YouTube: https://youtu.be/4rgJuQNpINI
Видео на Rutube: https://rutube.ru/video/dd89e58319604e6de760ef208304178f/

00:00:00 — Тизер

00:00:44 — Представление Валентина и Евгения

00:01:45 — Карьерный путь Валентина

00:03:24 — Карьерный путь Евгения

00:07:58 — В чем разница симулятора и эмулятора

00:11:13 — Классификация симуляторов

00:16:41 — Скорость работы симуляторов и способы ее увеличить

00:21:08 — Пользователи симуляторов

00:22:52 — Процесс разработки симулятора и связь с разработкой процессора

00:25:48 — Насколько быстрее разработать симулятор, чем железо

00:33:46 — Какой софт можно запустить на симуляторах и в каких режимах

00:36:54 — Необходимые знания и фреймворки для создания симуляторов

00:44:44 — Баги в симуляторах и их причины

00:54:50 — SystemC

01:00:02 — Самые сложные аспекты для симуляции

01:06:04 — Использование AI в разработке симуляторов

01:09:14 — Что нужно знать для разработки симуляторов

01:14:50 — Заключение

В юбилейном, 20-м выпуске подкаста «Битовые маски» мы решили затронуть новую для себя сферу высоких технологий. На этот раз к ведущим присоединился Василий Рамаданов, один из разработчиков базовой станции YADRO. Василий успел поработать во многих компаниях, в том числе «Океанприбор» и Pelengator, Luxoft и Nokia, а сейчас также выступает на конференциях по C++.

С Василием мы обсудили профессию инженера в телекоме, разобрали первые два уровня модели OSI, особенности DSP-процессоров, а также специфику тестирования и других рабочих процессов. Наш гость рассказал про использование стандартов индустрии, объяснил, почему код для радиоаппаратуры все еще пишут на C++, а не на других высокоуровневых языках. Не осталась без внимания и преподавательская работа: Василий рассказал о предмете, который преподаёт в СПбГЭТУ «ЛЭТИ», и о том, достаточна ли вообще вузовская программа для будущих телеком-специалистов.

Видеоверсия выпуска: https://youtu.be/9es958WfSOE 

0:00 - Тизер

0:49 - Представление Василия

2:13 - Работа в аналоговой схемотехнике

5:04 - Переход в цифровую обработку сигналов и работа с радиолокаторами

10:38 - DSP-процессоры и их отличие от CPU

14:22 - Зачем писать высокоэффективный код в телекоме

16:58 - Роль FPGA в программно-аппаратных комплексах

21:08 - Выбор конфигурации архитектором

23:30 - Устройство базовой станции

27:15 - Модель OSI и уровни L1-L3 в базовой станции

33:40 - Задачи радиомодуля

36:20 - Real-time в телекоме

42:03 - Дополнительное ПО для разработки базовой станции

47:09 - Оптимизации алгоритмов для базовых станций

57:35 - Тестирование и профилирование базовой станции

1:08:43 - Критерии качества базовой станции

1:13:21 - Отличия шумов и искажений

1:15:54 - Разработка новой базовой станции с использованием другой аппаратуры

1:21:24 - Высшее образование в сфере телеком

1:29:04 - Анонс конференции: https://sysconf.pro/