Město snů
V roce 1963 bylo v Zelenogradu otevřeno centrum mikroelektroniky.
Z vůle osudu se stal ředitelem Lukin, známý ministra Shokina, a ne Staros (zatímco Lukin nebyl nikdy viděn ve špinavých intrikách, naopak - byl to čestný a přímočarý člověk, ironicky to tak shodovalo, že právě jeho dodržování zásad mu pomohlo zaujmout tento post, kvůli ní se pohádal s předchozím šéfem a odešel a Shokin potřeboval místo Starose, kterého nenáviděl, alespoň někoho).
Pro stroje SOK to znamenalo vzlet (alespoň si to zpočátku mysleli) - nyní je bylo možné za stálé podpory Lukina implementovat pomocí mikroobvodů. Za tímto účelem vzal Yuditsky a Akushsky do Zelenogradu společně s vývojovým týmem K340A a vytvořili oddělení pokročilých počítačů v NIIFP. Téměř 1, 5 let neexistovaly pro oddělení žádné konkrétní úkoly a trávili čas zábavou s modelem T340A, který si vzali s sebou od NIIDAR, a přemýšlením o budoucím vývoji.
Je třeba poznamenat, že Yuditsky byl extrémně vzdělaný člověk s širokým rozhledem, aktivně se zajímal o nejnovější vědecké úspěchy v různých oblastech nepřímo souvisejících s počítačovou vědou a sestavil tým velmi talentovaných mladých specialistů z různých měst. Pod jeho záštitou se konaly semináře nejen o modulární aritmetice, ale také o neurocybernetice a dokonce biochemii nervových buněk.
Jak V. I Stafeev připomíná:
Než jsem přišel na NIIFP jako ředitel, díky úsilí Davleta Islamoviče to byl ještě malý, ale již fungující institut. První rok byl věnován hledání společného komunikačního jazyka mezi matematiky, kybernetikou, fyziky, biology, chemiky … To bylo období ideologické formace kolektivu, který Yuditsky, jeho požehnaná paměť, výstižně nazýval „Období zpívat revoluční písně “na téma:„ Jak cool tohle je dělat! Jakmile bylo dosaženo vzájemného porozumění, byl zahájen seriózní společný výzkum v přijatých směrech.
V tuto chvíli se Kartsev a Yuditsky setkali a stali se přáteli (vztahy s Lebedevovou skupinou nějak nefungovaly kvůli jejich elitářství, blízkosti moci a neochotě studovat takové neortodoxní architektury strojů).
Jak připomíná M. D. Kornev:
S Kartsevem jsme měli pravidelná zasedání Vědeckotechnické rady (Vědeckotechnická rada), na kterých specialisté diskutovali o způsobech a problémech při stavbě počítačů. Obvykle jsme se navzájem pozývali na tato setkání: chodili jsme k nim, oni k nám a aktivně se účastnili diskuse.
Obecně platí, že pokud by těmto dvěma skupinám byla poskytnuta akademická svoboda, pro SSSR nemyslitelná, bylo by obtížné i přemýšlet, do jakých technických výšin by se nakonec dostali a jak by změnili informatiku a konstrukci hardwaru.
A konečně, v roce 1965 Rada ministrů rozhodla o dokončení vícekanálového palebného komplexu Argun (MKSK) pro druhou etapu A-35. Podle předběžných odhadů ISSC vyžadoval počítač s kapacitou asi 3,0 milionu tun ropného ekvivalentu. „Algoritmické“operace za sekundu (termín, který je obecně extrémně obtížně interpretovatelný, znamenalo operace pro zpracování radarových dat). Jak připomněl NK Ostapenko, jedna algoritmická operace na problémech MKSK odpovídala přibližně 3-4 jednoduchým počítačovým operacím, to znamená, že byl zapotřebí počítač s výkonem 9-12 MIPS. Na konci roku 1967 dokonce i CDC 6600 přesahovala kapacitu CDC 6600.
Téma bylo do soutěže zasláno třem podnikům najednou: Centrum pro mikroelektroniku (Minelektronprom, F. V. Lukin), ITMiVT (Ministerstvo pro rozhlasový průmysl, S. A. Lebedev) a INEUM (Minpribor, M. A. Kartsev).
Yuditsky se přirozeně dostal k podnikání v CM a je snadné hádat, jaké schéma stroje si vybral. Všimněte si, že ze skutečných konstruktérů těch let mu mohl konkurovat pouze Kartsev se svými unikátními stroji, o kterých si povíme níže. Lebeděv byl zcela mimo rámec jak superpočítačů, tak radikálních architektonických inovací. Jeho žák Burtsev navrhl stroje pro prototyp A-35, ale z hlediska produktivity se ani zdaleka nepřiblížili tomu, co bylo potřeba pro kompletní komplex. Počítač pro A-35 (kromě spolehlivosti a rychlosti) musel pracovat se slovy proměnné délky a několika instrukcí v jednom příkazu.
Všimněte si, že NIIFP měl výhodu v elementární základně - na rozdíl od skupin Kartsev a Lebedev měli přímý přístup ke všem mikroelektronickým technologiím - sami je vyvinuli. V této době začal v NIITT vývoj nového GIS „Ambassadora“(pozdější řada 217). Jsou založeny na bezbalitelné verzi tranzistoru vyvinuté v polovině 60. let Moskevským výzkumným ústavem polovodičové elektroniky (nyní JE Pulsar) na téma „Parabola“. Sestavy byly vyrobeny ve dvou verzích základny prvků: na tranzistorech 2T318 a diodových matricích 2D910B a 2D911A; na tranzistorech KTT-4B (dále 2T333) a diodových matricích 2D912. Charakteristické vlastnosti této řady ve srovnání s tlustovrstvými schématy „Path“(řady 201 a 202) - zvýšená odolnost vůči rychlosti a hluku. První sestavy v sérii byly LB171 - logický prvek 8I -NOT; 2LB172 - dva logické prvky 3I -NOT a 2LB173 - logický prvek 6I -NOT.
V roce 1964 už to byla zaostávající, ale stále živá technologie a systémoví architekti projektu Almaz (jak byl prototyp pokřtěn) měli možnost nejen tyto GIS okamžitě uvést do provozu, ale také ovlivnit jejich složení a vlastnosti. ve skutečnosti si objednáte vlastní čipy. Bylo tedy možné mnohonásobně zvýšit výkon - hybridní obvody se místo 150 zapojily do cyklu 25–30 ns.
Překvapivě byl GIS vyvinutý Yuditskyho týmem rychlejší než skutečné mikroobvody, například řady 109, 121 a 156, vyvinuté v letech 1967-1968 jako základna prvků pro podmořské počítače! Neměli přímý zahraniční analog, protože to bylo daleko od Zelenogradu, řady 109 a 121 vyráběly minské továrny Mion a Planar a Lvovův Polyaron, řada 156 - Vilnius Research Institute Venta (na periferii SSSR, daleko od ministři se obecně dělo mnoho zajímavých věcí). Jejich výkon byl asi 100 ns. Řada 156, mimochodem, se proslavila tím, že na jejím základě byla sestavena zcela chtonická věc - multikrystalový GIS, známý jako řada 240 „Varduva“, vyvinutý poslancem EP z Vilniusu Design Bureau (1970).
V té době se na Západě vyráběly plnohodnotné LSI, v SSSR do této technologické úrovně zbývalo 10 let a já jsem opravdu chtěl získat LSI. Výsledkem bylo, že z hromady (až 13 kusů!) Vyrobili jakési ersatzy z bezčipových mikroobvodů nejmenší integrace, oddělené na společném substrátu v jednom balení. Je těžké říci, co je v tomto rozhodnutí více - vynalézavost nebo technoschizofrenie. Tento zázrak se jmenoval „hybridní LSI“nebo jednoduše GBIS a můžeme o něm hrdě říci, že taková technologie neměla na světě obdoby, už jen proto, že nikdo jiný nemusel být tak zvrácený (což jsou pouze dvě (!) Dodávky napětí, + 5V a + 3V, které byly potřebné pro práci tohoto zázraku strojírenství). Aby to byla úplná zábava, byly tyto GBIS kombinovány na jedné desce, čímž byly získány opět jakési záblesky vícečipových modulů a použity k sestavení lodních počítačů projektu Karat.
Když se vrátíme k projektu Almaz, všimneme si, že byl mnohem vážnější než K340A: jak zdroje, tak týmy, které jsou do něj zapojeny, byly kolosální. NIIFP byl zodpovědný za vývoj architektury a počítačového procesoru, NIITM - základní návrh, napájecí systém a systém vstupu / výstupu dat, NIITT - integrované obvody.
Spolu s použitím modulární aritmetiky byl nalezen další architektonický způsob, který výrazně zvyšuje celkový výkon: řešení, které bylo později široce používáno v systémech zpracování signálu (ale v té době jedinečné a první v SSSR, ne -li na světě) - zavedení koprocesoru DSP do systému a našeho vlastního návrhu!
Výsledkem je, že „Almaz“se skládal ze tří hlavních bloků: jednoúlohový DSP pro předběžné zpracování radarových dat, programovatelný modulární procesor, který provádí výpočty navádění raket, programovatelný skutečný koprocesor, který provádí nemodulární operace, zejména související k ovládání počítače.
Přidání DSP vedlo ke snížení požadovaného výkonu modulárního procesoru o 4 MIPS a úspoře zhruba 350 KB RAM (téměř dvakrát). Samotný modulární procesor měl výkon asi 3,5 MIPS - jeden a půlkrát vyšší než K340A. Návrh návrhu byl dokončen v březnu 1967. Základy systému byly ponechány stejné jako v K340A, kapacita paměti byla zvýšena na 128K 45bitových slov (přibližně 740 KB). Mezipaměť procesoru - 32 55bitových slov. Spotřeba energie byla snížena na 5 kW a objem stroje se snížil na 11 skříní.
Akademik Lebeděv, který se seznámil s pracemi Yuditsky a Kartsev, okamžitě stáhl svou verzi z úvah. Obecně byl problém skupiny Lebeděv trochu nejasný. Přesněji není jasné, jaký typ vozidla ze soutěže vyřadili, protože současně vyvíjeli předchůdce Elbrusu - 5E92b, právě pro misi protiraketové obrany.
Ve skutečnosti se do té doby Lebeděv úplně proměnil ve zkamenělinu a nedokázal nabídnout žádné radikálně nové myšlenky, zvláště ty, které jsou lepší než stroje SOC nebo Kartsevovy vektorové počítače. Ve skutečnosti jeho kariéra skončila na BESM-6, nevytvořil nic lepšího a vážnějšího a buď dohlížel na vývoj čistě formálně, nebo více překážel, než pomáhal skupině Burtsev, která byla zapojena do Elbrusu a všech vojenských vozidel ITMiVT.
Lebeděv však disponoval silným administrativním zdrojem, kterým byl někdo jako Korolev ze světa počítačů - idol a bezpodmínečná autorita, takže pokud chtěl své auto snadno tlačit, bez ohledu na to, jaké to bylo. Kupodivu to neudělal. Mimochodem, 5E92b byl přijat, možná to byl ten projekt? Navíc o něco později byla vydána jeho modernizovaná verze 5E51 a mobilní verze počítače pro protivzdušnou obranu 5E65. Současně se objevily E261 a 5E262. Je trochu nejasné, proč všechny zdroje uvádějí, že se Lebeděv závěrečné soutěže nezúčastnil. Ještě divnější bylo, že 5E92b byl vyroben, dodán na skládku a dočasně připojen k Argunu, dokud nebyl dokončen Yuditskyho vůz. Obecně toto tajemství na své výzkumníky stále čeká.
Zbývají dva projekty: Almaz a M-9.
M-9
Kartsev lze přesně popsat jediným slovem - génius.
M-9 překonal téměř vše (ne-li všechno), které bylo v té době dokonce v plánech po celém světě. Připomeňme, že referenční podmínky zahrnovaly výkon asi 10 milionů operací za sekundu a dokázali to z Almazu vytlačit pouze pomocí DSP a modulární aritmetiky. Kartsev bez toho všeho vytlačil ze svého auta miliarda … Byl to skutečně světový rekord, neporušený, dokud se superpočítač Cray-1 neobjevil o deset let později. Zprávy o projektu M-9 v roce 1967 v Novosibirsku, Kartsev žertoval:
M-220 se nazývá tak, protože má produktivitu 220 tisíc operací / s, a M-9 se nazývá tak proto, že poskytuje produktivitu od 10 do 9. síly operací / s.
Vyvstává jedna otázka - ale jak?
Kartsev navrhl (poprvé na světě) velmi propracovanou architekturu procesorů, jejíž kompletní strukturální analogie nebyla nikdy vytvořena. Částečně to bylo podobné systolickým polím Inmos, částečně vektorovým procesorům Cray a NEC, částečně Connection Machine - ikonickému superpočítači 80. let a dokonce i moderním grafickým kartám. M-9 měl úžasnou architekturu, pro kterou neexistoval ani adekvátní jazyk k popisu, a Kartsev musel všechny termíny představit sám.
Jeho hlavní myšlenkou bylo postavit počítač provozující třídu objektů, která je pro strojovou aritmetiku zásadně nová - funkce jedné nebo dvou proměnných, dané bodově. Pro ně definoval tři hlavní typy operátorů: operátory, které přiřazují třetinu dvojici funkcí, operátory, které vracejí číslo v důsledku akce na funkci. Pracovali se speciálními funkcemi (v moderní terminologii - masky), které nabíraly hodnoty 0 nebo 1 a sloužily k výběru podoblasti z daného pole, operátorů, které v důsledku akce vrací pole hodnot spojených s touto funkcí na funkci.
Vůz se skládal ze tří párů bloků, které Kartsev nazýval „svazky“, přestože připomínaly spíše mříže. Každý pár obsahoval výpočetní jednotku jiné architektury (samotný procesor) a pro ni výpočetní jednotku masky (odpovídající architektura).
První svazek (hlavní, „funkční blok“) se skládal z výpočetního jádra - matice 32x32 16bitových procesorů, podobných transputerům INMOS 80. let, s jeho pomocí bylo možné provést v jednom hodinovém cyklu všechny základní operace lineární algebry - násobení matic a vektorů v libovolných kombinacích a jejich sčítání.
Teprve v roce 1972 byl v USA postaven experimentální masivně paralelní počítač Burroughs ILLIAC IV, poněkud podobný architektuře a srovnatelnému výkonu. Obecné aritmetické řetězce by mohly provádět sčítání s akumulací výsledku, což umožnilo v případě potřeby zpracovat matice o rozměrech více než 32. Operátorům prováděným mřížkou procesorů funkčního odkazu by mohla být uložena pouze maska omezující provedení označeným procesorům. Druhá jednotka (Kartsevova „obrazová aritmetika“) s ní pracovala v tandemu, skládala se ze stejné matice, ale jednobitových procesorů pro operace s maskami („obrázky“, jak se jim tehdy říkalo). Na obrazech byla k dispozici široká škála operací, které byly také prováděny v jednom cyklu a popsány lineárními deformacemi.
Druhý balíček rozšířil možnosti prvního a sestával z vektorového koprocesoru o 32 uzlech. Musela provádět operace na jedné funkci nebo na dvojici funkcí uvedených v 32 bodech nebo operace na dvou funkcích nebo na dvou párech funkcí uvedených v 16 bodech. Podobně pro něj existoval vlastní blok masky, nazývaný „aritmetika funkcí“.
Třetí (také volitelný) odkaz sestával z asociativního bloku provádějícího operace porovnávání a třídění dílčích polí podle obsahu. K ní šla i dvojice masek.
Stroj se mohl skládat z různých sad, v základní konfiguraci - jen funkční blok, maximálně - osm: dvě sady funkční a obrázkové aritmetiky a jedna sada dalších. Zejména se předpokládalo, že M-10 se skládá z 1 bloku, M-11-z osmi. Výkon této možnosti byl vynikající dvě miliardy operace za sekundu.
Abychom čtenáře konečně dokončili, poznamenáváme, že Kartsev zajistil synchronní kombinaci několika strojů do jednoho superpočítače. S takovou kombinací byly všechny stroje spouštěny z jednoho generátoru hodin a prováděly operace na matricích obrovských rozměrů v 1–2 hodinových cyklech. Na konci aktuálního provozu a na začátku dalšího bylo možné vyměňovat mezi jakýmkoli aritmetickým a paměťovým zařízením strojů integrovaných do systému.
V důsledku toho byl Kartsevův projekt skutečným monstrem. Něco podobného se z architektonického hlediska objevilo na Západě teprve koncem 70. let v dílech Seymoura Craye a Japonců z NEC. V SSSR byl tento stroj naprosto jedinečný a architektonicky nadřazený nejen veškerému vývoji těch let, ale obecně všemu, co bylo vyrobeno v celé naší historii. Byl tu jen jeden problém - nikdo ho nehodlal implementovat.
Diamant
Soutěž vyhrál projekt Almaz. Důvody jsou vágní a nesrozumitelné a souvisejí s tradičními politickými hrami na různých ministerstvech.
Kartsev na setkání věnovaném 15. výročí Výzkumného ústavu počítačových komplexů (NIIVK) v roce 1982 řekl:
V roce 1967 jsme přišli s docela odvážným projektem pro počítačový komplex M-9 …
Pro ministerstvo nástrojů SSSR, kde jsme tehdy pobývali, se tento projekt ukázal být příliš …
Bylo nám řečeno: jděte za V. D. Kalmykovem, protože pro něj pracujete. Projekt M-9 zůstal nesplněn …
Ve skutečnosti to bylo Kartsevovo auto příliš mnoho dobré pro SSSR, jeho vzhled by jednoduše směle opustil desku všech ostatních hráčů, včetně mocné bandy Lebedevitů z ITMiVT. Přirozeně by nikdo nedovolil některým povýšeným Kartsevům překonat suverénní oblíbence, kteří opakovaně zasypali cenami a laskavostmi.
Všimněte si, že tato soutěž nejenže nezničila přátelství mezi Kartsevem a Yuditsky, ale ještě více sjednotila tyto různé, ale svým způsobem brilantní architekty. Jak si pamatujeme, Kalmykov byl kategoricky proti systému protiraketové obrany i proti myšlence superpočítače, a v důsledku toho byl Kartsevův projekt potichu sloučen a ministerstvo Pribor odmítlo pokračovat v práci na vytváření výkonných počítačů úplně.
Kartsevův tým byl požádán, aby přešel na MRP, což udělal v polovině roku 1967 a vytvořil pobočku číslo 1 OKB „Vympel“. V roce 1958 pracoval Kartsev na zakázce známého akademika AL Mints z RTI, který se zabýval vývojem systémů varování před raketovým útokem (to nakonec vyústilo ve zcela chtonické, nepředstavitelně drahé a absolutně zbytečné radary nad horizontem projektu Duga, kteří neměli čas jej skutečně uvést do provozu, protože SSSR se zhroutil). Lidé z RTI mezitím zůstali relativně při smyslech a Kartsev pro ně dokončil stroje M-4 a M4-2M (mimochodem je velmi, velmi zvláštní, že nebyli použity k protiraketové obraně!).
Další historie připomíná špatnou anekdotu. Projekt M-9 byl zamítnut, ale v roce 1969 dostal na základě svého stroje novou zakázku, a aby loď nerozhoupal, dali veškerou jeho konstrukční kancelář podřízenosti mincoven z Kalmykova oddělení. M -10 (konečný index 5E66 (pozor!) - v mnoha zdrojích byl zcela mylně přičítán architektuře SOK) byl nucen konkurovat Elbrusu (který však řezala jako mikrokontrolér Xeon) a co je ještě úžasnější, to se opět hrálo s auty Yuditsky a v důsledku toho ministr Kalmykov předvedl naprosto brilantní více tah.
Nejprve mu M-10 pomohl selhat v sériové verzi Almazu a poté byl prohlášen za nevhodného pro protiraketovou obranu a Elbrus vyhrál novou soutěž. Následkem toho byl šokem celého tohoto špinavého politického boje nešťastný Kartsev na infarkt a náhle zemřel, než mu bylo 60 let. Yuditsky krátce přežil svého přítele a zemřel ve stejném roce. Mimochodem, jeho partner Akushsky nepřepracoval a zemřel jako člen zpravodaje, s nímž se laskavě zachází všemi cenami (Yuditsky vyrostl pouze na doktora technických věd), v roce 1992 ve věku 80 let. Jednou ranou tedy Kalmykov, který Kisunko urputně nenáviděl a nakonec svůj projekt protiraketové obrany neuspěl, zabil dva, pravděpodobně nejtalentovanější vývojáře počítačů v SSSR a jedny z nejlepších na světě. Tento příběh zvážíme podrobněji později.
Mezitím se vrátíme k vítězi na téma ABM - vozidlo Almaz a jeho potomci.
„Almaz“byl přirozeně velmi dobrý počítač pro své úzké úkoly a měl zajímavou architekturu, ale srovnávat jej s M-9 bylo, mírně řečeno, nesprávné, příliš odlišné třídy. Soutěž však byla vyhrána a byla přijata objednávka na návrh již sériového stroje 5E53.
Pro provedení projektu byl Yuditskyho tým v roce 1969 rozdělen na nezávislý podnik - Specializované výpočetní středisko (SVC). Sám Yuditsky se stal ředitelem, zástupcem pro vědeckou práci - Akushsky, který se jako lepkavá ryba „podílel“na každém projektu až do 70. let minulého století.
Znovu si všimněte, že jeho role při vytváření strojů SOK je zcela mystická. Absolutně všude je zmiňován jako dvojka po Yuditském (a někdy i prvním), zatímco zastával posty související s něčím nesrozumitelným, všechna jeho díla o modulární aritmetice jsou výhradně spoluautorem a co přesně udělal během vývoje „Almaz“a 5E53 to obecně není jasné - architektem stroje byl Yuditsky a algoritmy vyvinuli také zcela samostatní lidé.
Stojí za zmínku, že Yuditsky měl velmi málo publikací o RNS a modulárních aritmetických algoritmech v otevřeném tisku, hlavně proto, že tyto práce byly klasifikovány po dlouhou dobu. Davlet Islamovich se také vyznačoval jednoduše fenomenální skrupulitou v publikacích a nikdy se nestal spoluautorem (nebo ještě hůře prvním spoluautorem, jak téměř všichni sovětští režiséři a šéfové zbožňovali) v jakékoli práci svých podřízených a postgraduálních studentů. Podle svých vzpomínek obvykle odpovídal na návrhy tohoto druhu:
Napsal jsem tam něco? Ne? Pak odeberte mé příjmení.
Nakonec se tedy ukázalo, že v 90% domácích zdrojů je Akushsky považován za hlavního a hlavního otce SOK, který naopak bez spoluautorů nemá práci, protože podle sovětské tradice nalepil své jméno na všechno, co udělali všichni jeho podřízení.
5E53
Implementace 5E53 vyžadovala titánské úsilí obrovského týmu talentovaných lidí. Počítač byl navržen tak, aby vybíral skutečné cíle mezi falešnými a mířil na ně antirakety, což byl výpočetně nejobtížnější úkol, který tehdy stál před výpočetní technologií světa. U tří ISSC druhého stupně A-35 byla produktivita vylepšena a zvýšena 60krát (!) Na 0,6 GFLOP / s. Tuto kapacitu mělo zajišťovat 15 počítačů (5 v každém ISSK) s výkonem na úkoly protiraketové obrany 10 milionů algoritmických op / s (asi 40 milionů konvenčních operací / s), 7,0 Mbit RAM, 2, 9 Mbit EPROM, 3 Gbit VZU a zařízení pro přenos dat na stovky kilometrů. 5E53 by měl být výrazně výkonnější než Almaz a měl by být jedním z nejvýkonnějších (a rozhodně nejoriginálnějších) strojů na světě.
V. M. Amerbaev připomíná:
Lukin jmenoval Yuditskyho hlavním designérem produktu 5E53 a svěřil mu vedení SVT. Davlet Islamovich byl skutečný hlavní designér. Zahloubal se do všech podrobností vyvíjeného projektu, od výrobní technologie nových prvků až po strukturální řešení, počítačovou architekturu a software. Ve všech oblastech své intenzivní práce dokázal klást takové otázky a úkoly, jejichž řešení vedlo k vytvoření nových originálních bloků navrženého produktu, a v řadě případů sám Davlet Islamovich taková řešení naznačil. Davlet Islamovich pracoval sám, bez ohledu na čas nebo okolnosti, stejně jako všichni jeho spolupracovníci. Byla to bouřlivá a jasná doba a Davlet Islamovich byl samozřejmě centrem a organizátorem všeho.
Zaměstnanci SVC jednali se svými vedoucími odlišně a to se odráželo na způsobu, jakým je zaměstnanci nazývali ve svém kruhu.
Yuditsky, který hodnostem nepřikládal velký význam a oceňoval především inteligenci a obchodní kvality, byl v týmu jednoduše nazýván Davlet. Akushsky se jmenoval Dědeček, protože byl znatelně starší než drtivá většina odborníků na SVC a jak píšou, vyznačoval se zvláštním snobstvím - podle vzpomínek si ho nebylo možné představit s páječkou v ruce (s největší pravděpodobností prostě nevěděl, kterým koncem ho držet), a Davlet Islamovič to udělal více než jednou.
Jako součást Argunu, což byla zkrácená verze boje ISSK, bylo plánováno použít 4 sady počítačů 5E53 (1 v cílovém radaru Istra, 1 v protiraketovém naváděcím radaru a 2 ve velitelském a řídicím středisku), sjednoceni v jeden komplex. Používání SOC mělo také negativní aspekty. Jak jsme již řekli, srovnávací operace jsou nemodulární a pro jejich implementaci je nutný přechod na poziční systém a zpět, což vede k monstróznímu poklesu výkonu. VM Amerbaev a jeho tým pracovali na vyřešení tohoto problému.
M. D. Kornev připomíná:
V noci si Vilzhan Mavlyutinovich myslí, že ráno přináší výsledky VM Radunsky (hlavní vývojář). Obvodní inženýři se podívají na hardwarovou implementaci nové verze, kladou Amerbaevovi otázky, odchází znovu přemýšlet a tak dlouho, dokud jeho nápady nepodlehnou dobré hardwarové implementaci.
Zákazník vyvinul specifické a celosystémové algoritmy a strojní algoritmy vyvinul na SVC tým matematiků vedený I. A. Bolshakovem. Během vývoje 5E53 byla tehdy ještě vzácná konstrukce strojů široce používána v SVC, zpravidla její vlastní konstrukce. Celý personál podniku pracoval s mimořádným nadšením, nešetřil se, 12 a více hodin denně.
V. M. Radunsky:
„Včera jsem pracoval tak tvrdě, že jsem při vstupu do bytu ukázal své ženě průkaz.“
E. M. Zverev:
V té době existovaly stížnosti na odolnost proti rušení integrovaných obvodů řady 243. Jednou ve dvě hodiny ráno přišel Davlet Islamovich k modelu, vzal sondy osciloskopu a dlouho sám chápal příčiny rušení.
V architektuře 5E53 byly týmy rozděleny na manažerské a aritmetické týmy. Stejně jako v K340A obsahovalo každé příkazové slovo dva příkazy, které byly provedeny různými zařízeními současně. Jedna po druhé byla provedena aritmetická operace (na procesorech SOK), druhá - manažerská: přenos z registru do paměti nebo z paměti do registru, podmíněný nebo bezpodmínečný skok atd. na tradičním koprocesoru, takže bylo možné radikálně vyřešit problém zatraceně podmíněných skoků.
Všechny hlavní procesy byly propojeny, v důsledku toho bylo současně provedeno několik (až 8) sekvenčních operací. Harvardská architektura byla zachována. Bylo použito hardwarové vrstvení paměti do 8 bloků se střídáním adresování bloků. To umožnilo přístup k paměti s taktovací frekvencí procesoru 166 ns v době získávání informací z RAM rovných 700 ns. Do roku 5E53 nebyl tento přístup implementován v hardwaru nikde na světě; byl popsán pouze v nerealizovaném projektu IBM 360/92.
Řada specialistů SVC také navrhla přidání plnohodnotného (nejen pro řízení) materiálového procesoru a zajištění skutečné univerzálnosti počítače. To nebylo provedeno ze dvou důvodů.
Za prvé to prostě nebylo nutné pro použití počítače jako součásti ISSC.
Za druhé, I. Ya. Akushsky, který je fanatikem SOK, nesdílel názor na nedostatek univerzálnosti 5E53 a radikálně potlačil všechny pokusy o zavedení materiální pobuřování (zjevně to byla jeho hlavní role v konstrukci stroje).
RAM se stala kamenem úrazu pro 5E53. Feritové bloky obrovských rozměrů, pracnost výroby a vysoká spotřeba energie byly v té době standardem sovětské paměti. Kromě toho byly desítkykrát pomalejší než procesor, což však nezabránilo ultrakonzervátorovi Lebeděvovi vytesat všude jeho milované feritové kostky-od BESM-6 po palubní počítač raketového systému protivzdušné obrany S-300, vyráběný v této podobě, na feritech (!), až do poloviny 90. let (!), z velké části díky tomuto rozhodnutí, tento počítač zabírá celý kamion.
Problémy
Na pokyn FV Lukina se samostatné divize NIITT zavázaly vyřešit problém RAM a výsledkem této práce bylo vytvoření paměti na válcových magnetických fóliích (CMP). Fyzika operace paměti na CMP je poměrně komplikovaná, mnohem komplikovanější než u feritů, ale nakonec bylo vyřešeno mnoho vědeckých a technických problémů a RAM na CMP fungovala. K možnému zklamání vlastenců poznamenáváme, že koncept paměti na magnetických doménách (což je zvláštní případ CMF) byl poprvé navržen nikoli v NIITT. Tento druh RAM poprvé představil jeden člověk, inženýr Bell Labs Andrew H. Bobeck. Bobek byl proslulým odborníkem na magnetickou technologii a dvakrát navrhl revoluční průlomy v paměti RAM.
Vynalezl Jay Wright Forrester a nezávisle dva harvardští vědci, kteří pracovali na projektu Harward Mk IV An Wang a Way-Dong Woo v roce 1949, paměť na feritových jádrech (která tolik miloval Lebeděv) byla nedokonalá nejen díky své velikosti, ale také kvůli kolosální pracnosti výroby (mimochodem, u nás téměř neznámý Wang An byl jedním z nejznámějších počítačových architektů a založil slavné Wang Laboratories, které existovaly v letech 1951 až 1992 a produkovaly velké množství průlomové technologie, včetně minipočítače Wang 2200, klonovaného v SSSR jako Iskra 226).
Když se vrátíme k feritům, všimneme si, že fyzická paměť na nich byla prostě obrovská, bylo by extrémně nepohodlné pověsit na počítač koberec 2 x 2 metry, takže feritová řetězová pošta byla vetkána do malých modulů, jako vyšívací obruče, což způsobilo obludná pracnost jeho výroby. Nejslavnější techniku pro tkaní takových 16x16 bitových modulů vyvinula britská společnost Mullard (velmi slavná britská společnost - výrobce elektronek, špičkových zesilovačů, televizorů a rádií, která se také zabývala vývojem v oblasti tranzistorů a integrované obvody, později zakoupené společností Phillips). Moduly byly zapojeny do série v sekcích, ze kterých byly namontovány feritové kostky. Je zřejmé, že chyby se vkrádaly do procesu tkaní modulů a do procesu skládání feritových kostek (práce byla téměř ruční), což vedlo ke zvýšení doby ladění a odstraňování problémů.
Díky palčivému problému pracnosti vývoje paměti na feritových prstencích měl Andrew Bobek příležitost ukázat svůj vynalézavý talent. Telefonní gigant AT&T, tvůrce Bell Labs, se více než kdokoli zajímal o vývoj efektivních technologií magnetické paměti. Bobek se rozhodl radikálně změnit směr výzkumu a první otázka, kterou si položil, byla - je nutné použít magneticky tvrdé materiály jako ferit jako materiál pro ukládání zbytkové magnetizace? Koneckonců, nejsou jediní s vhodnou implementací paměti a smyčkou magnetické hystereze. Bobek zahájil experimenty s permalloy, ze kterých lze prstencové struktury získat jednoduchým navinutím fólie na nosný drát. Říkal tomu zkroucený kabel (twist).
Takto navinutou pásku lze poskládat tak, aby vznikla cikcaková matrice a zabalit ji například do igelitu. Unikátní vlastností twistorové paměti je schopnost číst nebo zapisovat celou řadu permalloových pseudokroužků umístěných na paralelních twistorových kabelech procházejících přes jednu sběrnici. To výrazně zjednodušilo konstrukci modulu.
V roce 1967 tedy Bobek vyvinul jednu z nejúčinnějších modifikací magnetické paměti té doby. Myšlenka twistorů zapůsobila na Bellův management natolik, že do jeho komercializace bylo vrženo impozantní úsilí a prostředky. Zjevné výhody spojené s úsporami při výrobě twistorové pásky (dalo by se to tkát, v pravém slova smyslu) byly vyváženy výzkumem využití polovodičových prvků. Vzhled SRAM a DRAM byl pro telefonní gigant bleskem z čistého nebe, zejména proto, že AT&T bylo více než kdy jindy blízko uzavření lukrativní smlouvy s americkým letectvem na dodávku twistorových paměťových modulů pro jejich LIM-49 Nike Zeus air obranný systém (přibližný analog A-35, který se objevil o něco později, již jsme o něm psali).
Samotná telefonní společnost aktivně implementovala nový druh paměti do svého spínacího systému TSPS (Traffic Service Position System). Řídicí počítač pro Zeus (Sperry UNIVAC TIC) nakonec stále dostal twistorovou paměť, navíc byl používán v řadě projektů AT & T téměř až do poloviny osmdesátých let minulého století, ale v těch letech to bylo více agónie než pokrok, jak vidíme, nejen v SSSR věděli, jak tlačit technologii zastaralou po celá léta na hranici možností.
Z vývoje twistorů však byl jeden pozitivní moment.
Při studiu magnetostrikčního účinku v kombinacích permalloyových filmů s ortoferity (ferity na bázi prvků vzácných zemin) si Bobek všiml jedné z jejich vlastností spojených s magnetizací. Při experimentování s granátem gadolinium gallium (GGG) jej použil jako substrát pro tenkou vrstvu permalloy. Ve výsledném sendviči byly v nepřítomnosti magnetického pole magnetizační oblasti uspořádány ve formě domén různých tvarů.
Bobek se podíval, jak by se takové domény chovaly v magnetickém poli kolmém na magnetizační oblasti permalloy. K jeho překvapení, jak se síla magnetického pole zvyšovala, se domény shromažďovaly v kompaktních oblastech. Bobek jim říkal bubliny. Tehdy se zformovala myšlenka bublinové paměti, ve které byly nosiči logické jednotky doménou spontánní magnetizace v listu permalloy - bubliny. Bobek se naučil pohybovat bublinami po povrchu permalloy a ve svém novém paměťovém vzorku přišel s důmyslným řešením čtení informací. Téměř všichni klíčoví hráči té doby a dokonce i NASA získali právo na bublinovou paměť, zejména proto, že bublinová paměť se ukázala být téměř necitlivá na elektromagnetické impulsy a tvrdé vytvrzování.
NIITT šel podobnou cestou a do roku 1971 nezávisle vyvinul domácí verzi twistoru - RAM s celkovou kapacitou 7 Mbit s vysokými časovacími charakteristikami: vzorkovací frekvence 150 ns, doba cyklu 700 ns. Každý blok měl kapacitu 256 Kbit, do skříně byly umístěny 4 takové bloky, sada obsahovala 7 skříněk.
Problém byl v tom, že v roce 1965 postavili Arnold Farber a Eugene Schlig z IBM prototyp tranzistorové paměťové buňky a Benjamin Agusta a jeho tým vytvořili 16bitový křemíkový čip založený na buňce Farber-Schlig, obsahující 80 tranzistorů, 64 odpory a 4 diody. Tak se zrodila extrémně účinná SRAM - statická paměť s náhodným přístupem, která rázem ukončila kroucení.
Ještě horší je to pro magnetickou paměť - ve stejném IBM o rok později, pod vedením Dr. Roberta Dennarda, byl zvládnut proces MOS a již v roce 1968 se objevil prototyp dynamické paměti - DRAM (dynamická paměť s náhodným přístupem).
V roce 1969 začal systém Advanced Memory prodávat první kilobajtové čipy a o rok později mladá společnost Intel, původně založená pro vývoj DRAM, představila vylepšenou verzi této technologie a vydala svůj první čip, paměťový čip Intel 1103.
Teprve o deset let později byl zvládnut v SSSR, když byl na začátku 80. let vydán první sovětský paměťový mikroobvod Angstrem 565RU1 (4 Kbit) a 128 kB paměťových bloků na jeho základě. Předtím se nejsilnější stroje spokojily s feritovými kostkami (Lebedev respektoval pouze ducha staré školy) nebo domácími verzemi zkroucení, při jejichž vývoji P. V. Nesterov, P. P. Silantyev, P. N. Petrov, V. A. N. T. T. Kopersako a další.
Dalším zásadním problémem byla konstrukce paměti pro ukládání programů a konstant.
Jak si pamatujete, v K340A ROM byla vyrobena na feritových jádrech, informace byly do takové paměti vkládány pomocí technologie velmi podobné šití: drát byl přirozeně prošit jehlou skrz otvor ve feritu (od té doby termín „firmware“zapustila kořeny v procesu zadávání informací do jakékoli ROM). Kromě pracnosti procesu je téměř nemožné změnit informace v takovém zařízení. Proto byla pro 5E53 použita jiná architektura. Na desce s plošnými spoji byl implementován systém ortogonálních sběrnic: adresa a bit. K organizaci indukční komunikace mezi adresou a bitovými sběrnicemi byla nebo nebyla superponována uzavřená smyčka komunikace na jejich průsečíku (v NIIVK pro M-9 byla nainstalována kapacitní vazba). Cívky byly umístěny na tenkou desku, která je pevně přitlačena na sběrnicovou matici - ruční změnou karty (navíc bez vypnutí počítače) došlo ke změně informací.
Pro 5E53 byla vyvinuta datová ROM s celkovou kapacitou 2,9 Mbit s poměrně vysokými časovými charakteristikami pro takovou primitivní technologii: vzorkovací frekvence 150 ns, doba cyklu 350 ns. Každý blok měl kapacitu 72 kbit, do skříně bylo umístěno 8 bloků o celkové kapacitě 576 kbit, počítačová sestava obsahovala 5 skříněk. Jako velkokapacitní externí paměť bylo vyvinuto paměťové zařízení založené na jedinečném optickém pásku. Záznam a čtení byly prováděny pomocí světelných diod na fotografický film, v důsledku čehož se kapacita pásky se stejnými rozměry zvýšila o dva řády ve srovnání s magnetickou a dosáhla 3 Gbit. Pro systémy protiraketové obrany to bylo atraktivní řešení, protože jejich programy a konstanty měly obrovský objem, ale měnily se jen velmi zřídka.
Hlavní elementární základna 5E53 nám již byla známá GIS „Path“a „Ambassador“, ale jejich výkon v některých případech chyběl, proto specialisté SIC (včetně úplně stejného VLDshkhunyan - později otec prvního originálu domácí mikroprocesor!) A závod Exiton „Speciální řada GIS byla vyvinuta na základě nenasycených prvků se sníženým napájecím napětím, zvýšenou rychlostí a vnitřní redundancí (řada 243,„ Kužel “). Pro NIIME RAM byly vyvinuty speciální zesilovače řady Ishim.
Pro 5E53 byl vyvinut kompaktní design, který zahrnuje 3 úrovně: skříň, blok, buňka. Skříň byla malá: šířka vpředu - 80 cm, hloubka - 60 cm, výška - 180 cm. Skříň obsahovala 4 řady bloků, v každém 25. Nahoře byly umístěny napájecí zdroje. Pod bloky byly umístěny vzduchové chladicí ventilátory. Blok byl spínací deska v kovovém rámu, buňky byly položeny na jednom z povrchů desky. Intercell a instalace mezi jednotkami byla provedena obalením (dokonce ani pájením!).
To bylo argumentováno skutečností, že v SSSR neexistovalo zařízení pro automatizované vysoce kvalitní pájení a pro ruční pájení - můžete se zbláznit a kvalita bude trpět. Výsledkem je, že testování a provoz zařízení prokázaly výrazně vyšší spolehlivost sovětského obalu ve srovnání se sovětským pájením. Kromě toho byla zavinovací instalace ve výrobě mnohem technologicky pokročilejší: během instalace i opravy.
V podmínkách s nižšími technologiemi je obal mnohem bezpečnější: neexistuje horká páječka a pájka, neexistují tavidla a není nutné jejich následné čištění, vodiče jsou vyloučeny z nadměrného šíření pájky, nedochází k lokálnímu přehřívání, které se někdy kazí prvky atd. Pro implementaci instalace zabalením vyvinuly podniky MEP speciální konektory a montážní nástroj ve formě pistole a tužky.
Cely byly vyrobeny na sklolaminátových deskách s oboustranným tištěným zapojením. Obecně to byl vzácný příklad mimořádně úspěšné architektury systému jako celku - na rozdíl od 90% počítačových vývojářů v SSSR se tvůrci 5E53 starali nejen o výkon, ale také o pohodlí instalace, údržba, chlazení, rozvod energie a další drobnosti. Pamatujte si tento okamžik, bude se vám hodit při porovnávání 5E53 s tvorbou ITMiVT - „Elbrus“, „Electronics SS BIS“a dalších.
Jeden procesor SOK nestačil na spolehlivost a bylo nutné majorizovat všechny součásti stroje v trojité kopii.
V roce 1971 byl připraven 5E53.
Ve srovnání s Almazem byl změněn základní systém (o 17, 19, 23, 25, 26, 27, 29, 31) a bitová hloubka dat (20 a 40 bitů) a příkazů (72 bitů). Taktovací frekvence procesoru SOK je 6,0 MHz, výkon je 10 milionů algoritmických operací za sekundu při úkolech protiraketové obrany (40 MIPS), 6, 6 MIPS na jednom modulárním procesoru. Počet procesorů je 8 (4 modulární a 4 binární). Příkon - 60 kW. Průměrná doba provozu je 600 hodin (M-9 Kartsev má 90 hodin).
Vývoj 5E53 byl proveden v rekordně krátké době - za jeden a půl roku. Počátkem roku 1971 skončila. 160 typů článků, 325 typů podjednotek, 12 typů napájecích zdrojů, 7 typů skříní, inženýrský ovládací panel, hmotnost stojanů. Byl vyroben a testován prototyp.
Velkou roli v projektu hráli zástupci armády, kteří se ukázali být nejen pečliví, ale také inteligentní: V. N. Kalenov, A. I. Abramov, E. S. Klenzer a T. N. Remezova. Neustále sledovali soulad produktu s požadavky technického úkolu, přinášeli týmu zkušenosti získané účastí na vývoji na předchozích místech a brzdili radikální koníčky vývojářů.
Yu. N. Cherkasov připomíná:
Bylo mi potěšením pracovat s Vyacheslavem Nikolajevičem Kalenovem. Jeho náročnost byla vždy uznávána. Snažil se pochopit podstatu navrhovaného, a pokud ho to zaujalo, vydal se k jakýmkoli myslitelným a nepředstavitelným opatřením k provedení návrhu. Když jsem dva měsíce před dokončením vývoje zařízení pro přenos dat navrhl jeho radikální revizi, v důsledku které se jeho objem třikrát snížil, uzavřel mi vynikající práci před plánovaným termínem pod příslibem provést revize ve zbývajících 2 měsících. Výsledkem bylo, že místo tří skříní a 46 typů podjednotek zůstal jeden rozvaděč a 9 typů podjednotek, vykonávajících stejné funkce, ale s vyšší spolehlivostí.
Kalenov také trval na provedení úplných kvalifikačních zkoušek stroje:
Trval jsem na provedení testů a hlavní inženýr Yu. D. Sasov kategoricky namítal v domnění, že je vše v pořádku a testování je plýtvání námahou, penězi a časem. Podpořil mě zástupce. hlavní konstruktér N. N. Antipov, který má rozsáhlé zkušenosti s vývojem a výrobou vojenské techniky.
Yuditsky, který má také rozsáhlé zkušenosti s laděním, iniciativu podpořil a ukázal se jako správný: testy ukázaly spoustu drobných nedostatků a vad. V důsledku toho byly buňky a podjednotky dokončeny a hlavní inženýr Sasov byl odvolán ze své funkce. Aby se usnadnil vývoj počítačů v sériové výrobě, byla do SVC vyslána skupina specialistů ZEMZ. Malaševič (v této době branec) vzpomíná, jak jeho přítel G. M. Bondarev řekl:
Je to úžasný stroj, o ničem podobném jsme neslyšeli. Obsahuje spoustu nových originálních řešení. Studiem dokumentace jsme se hodně naučili, hodně jsme se naučili.
Řekl to s takovým nadšením, že BM Malashevich se po dokončení služby nevrátil do ZEMZ, ale šel pracovat do SVT.
Na testovacím místě Balkhash probíhaly přípravy na spuštění komplexu 4 strojů v plném proudu. Zařízení Argun bylo v zásadě již nainstalováno a upraveno ve spojení s 5E92b. Strojovna pro čtyři 5E53 byla připravena a čekala na dodání strojů.
V archivu FV Lukina se dochoval náčrt rozvržení elektronického vybavení ISSC, ve kterém jsou naznačena i umístění počítačů. 27. února 1971 bylo do ZEMZ dodáno osm sad projektové dokumentace (po 97 272 listech). Začala příprava na výrobu a …
Objednaný, schválený, prošel všemi testy, přijat do výroby, stroj nebyl nikdy vydán! O tom, co se stalo, si povíme příště.
