Mesto snov
V roku 1963 bolo teda v Zelenograde otvorené centrum mikroelektroniky.
Z vôle osudu sa stáva riaditeľom Lukin, známy ministra Shokina, a nie Staros (zatiaľ čo Lukina nikdy nevideli v špinavých intrigách, naopak - bol to úprimný a priamy človek, ironicky to tak náhodou bolo) bolo to práve dodržiavanie zásad, ktoré mu pomohlo zaujať tento post, kvôli nej sa pohádal s predchádzajúcim šéfom a odišiel a Shokin namiesto Starosa, ktorého nenávidel, potreboval aspoň niekoho.
Pre stroje SOK to znamenalo vzlet (aspoň si to najskôr mysleli) - teraz ich bolo možné za stálej podpory Lukina implementovať pomocou mikroobvodov. Za týmto účelom vzal Yuditskyho a Akushského do Zelenogradu spolu s vývojovým tímom K340A a vytvorili oddelenie pokročilých počítačov v NIIFP. Takmer 1, 5 roka neexistovali pre oddelenie žiadne konkrétne úlohy a trávili čas zábavou s modelom T340A, ktorý si vzali so sebou od spoločnosti NIIDAR, a premýšľaním nad budúcim vývojom.
Je potrebné poznamenať, že Yuditsky bol mimoriadne vzdelaný človek so širokým rozhľadom, aktívne sa zaujímal o najnovšie vedecké úspechy v rôznych oblastiach nepriamo súvisiacich s počítačovou vedou a zostavil tím veľmi talentovaných mladých špecialistov z rôznych miest. Pod jeho patronátom sa konali semináre nielen o modulárnej aritmetike, ale aj o neurocybernetike a dokonca o biochémii nervových buniek.
Ako pripomína V. I Stafeev:
Kým som prišiel na NIIFP ako riaditeľ, vďaka úsiliu Davleta Islamoviča to už bol malý, ale už fungujúci inštitút. Prvý rok bol venovaný hľadaniu spoločného komunikačného jazyka medzi matematikmi, kybernetikou, fyzikmi, biológmi, chemikmi … Bolo to obdobie ideologického formovania kolektívu, ktorý Yuditsky, jeho požehnaná pamäť, výstižne nazýval „Obdobie spievanie revolučných piesní “na tému:„ Aké skvelé toto je urob! Keď sa dosiahlo vzájomné porozumenie, v prijatých smeroch sa začal seriózny spoločný výskum.
V tejto chvíli sa Kartsev a Yuditsky stretli a stali sa priateľmi (vzťahy s Lebedevovou skupinou nejak nefungovali kvôli ich elitizmu, blízkosti moci a neochote študovať také neortodoxné strojové architektúry).
Ako pripomína M. D. Kornev:
S Kartsevom sme mali pravidelné zasadnutia Vedecko -technickej rady (Vedecko -technická rada), na ktorých špecialisti diskutovali o spôsoboch a problémoch pri stavbe počítačov. Na tieto stretnutia sme sa obvykle navzájom pozývali: chodili sme k nim, oni k nám a aktívne sa zúčastňovali diskusie.
Všeobecne platí, že ak by týmto dvom skupinám bola poskytnutá akademická sloboda, pre ZSSR nemysliteľná, bolo by ťažké dokonca premýšľať o tom, do akej technickej výšky sa nakoniec dostanú a ako by zmenili informatiku a návrh hardvéru.
Nakoniec v roku 1965 Rada ministrov rozhodla o dokončení komplexu viackanálových streľieb Argun (MKSK) pre druhú etapu A-35. Podľa predbežných odhadov ISSC vyžadoval počítač s kapacitou asi 3,0 milióna ton ropného ekvivalentu. „Algoritmické“operácie za sekundu (termín, ktorý je vo všeobecnosti mimoriadne ťažké interpretovať, znamenal operácie na spracovanie radarových údajov). Ako pripomenul NK Ostapenko, jedna algoritmická operácia problémov MKSK zodpovedala približne 3-4 jednoduchým počítačovým operáciám, to znamená, že bol potrebný počítač s výkonom 9-12 MIPS. Na konci roku 1967 bol dokonca aj CDC 6600 nad kapacitou CDC 6600.
Téma bola predložená do súťaže trom podnikom naraz: Centrum pre mikroelektroniku (Minelektronprom, F. V. Lukin), ITMiVT (Ministerstvo rádiového priemyslu, S. A. Lebedev) a INEUM (Minpribor, M. A. Kartsev).
Prirodzene, Yuditsky sa dostal k podnikaniu v CM a je ľahké uhádnuť, akú schému stroja si vybral. Všimnite si toho, že zo skutočných dizajnérov tých rokov mu mohol konkurovať iba Kartsev so svojimi unikátnymi strojmi, o ktorých budeme hovoriť nižšie. Lebedev bol úplne mimo rámec superpočítačov a takýchto radikálnych architektonických inovácií. Jeho študent Burtsev navrhol stroje pre prototyp A-35, ale z hľadiska produktivity sa ani zďaleka nepribližovali tomu, čo bolo potrebné pre kompletný komplex. Počítač pre A-35 (okrem spoľahlivosti a rýchlosti) musel pracovať so slovami rôznej dĺžky a niekoľkými pokynmi v jednom príkaze.
Všimnite si toho, že NIIFP mal výhodu v elementárnej základni - na rozdiel od skupín Kartsev a Lebedev mali priamy prístup ku všetkým mikroelektronickým technológiám - sami ich vyvinuli. V tejto dobe sa v NIITT začal vývoj nového „Ambassadora“GIS (neskoršia séria 217). Sú založené na bezbalenej verzii tranzistora, ktorú v polovici 60. rokov vyvinul Moskovský výskumný ústav polovodičovej elektroniky (teraz JE Pulsar) na tému „Parabola“. Zostavy boli vyrobené v dvoch verziách základne prvkov: na tranzistoroch 2T318 a diódových matriciach 2D910B a 2D911A; na tranzistoroch KTT-4B (ďalej 2T333) a diódových matriciach 2D912. Charakteristické vlastnosti tejto série v porovnaní s hrubovrstvovými schémami „Path“(série 201 a 202) - zvýšená odolnosť voči rýchlosti a hluku. Prvé zostavy v sérii boli LB171 - logický prvok 8I -NOT; 2LB172 - dva logické prvky 3I -NOT a 2LB173 - logický prvok 6I -NOT.
V roku 1964 už išlo o zaostávajúcu, ale stále živú technológiu a systémoví architekti projektu Almaz (ako bol prototyp pokrstený) mali možnosť nielen okamžite uviesť tieto GIS do prevádzky, ale tiež ovplyvniť ich zloženie a vlastnosti. v skutočnosti si objednáva vlastné čipy. Bolo teda možné mnohonásobne zvýšiť výkon - hybridné obvody sa hodia do cyklu 25 - 30 ns, namiesto 150.
Prekvapivo bol GIS vyvinutý tímom Yuditskyho rýchlejší ako skutočné mikroobvody, napríklad série 109, 121 a 156, vyvinuté v rokoch 1967-1968 ako základňa prvkov pre podmorské počítače! Nemali priamy zahraničný analóg, pretože bol ďaleko od Zelenogradu, série 109 a 121 vyrábali minské továrne Mion a Planar a ľvovský Polyaron, rad 156 - Vilnius Research Institute Venta (na okraji ZSSR, ďaleko od ministri, vo všeobecnosti sa dialo veľa zaujímavých vecí). Ich výkon bol asi 100 ns. Mimochodom, séria 156 sa preslávila tým, že na jej základe bola zostavená úplne chtonická vec - multikryštalický GIS, známy ako rad „Varduva“radu 240, vyvinutý poslancom EP z Vilniusu Design Bureau (1970).
V tom čase sa na Západe vyrábali plnohodnotné LSI, v ZSSR do tejto technologickej úrovne zostalo 10 rokov a ja som veľmi chcel získať LSI. Výsledkom bolo, že z haldy (až 13 kusov!) Z bezhrotých mikroobvodov najmenšej integrácie vyrobili akýsi ersatz, oddelený na spoločnom substráte v jednom balení. Je ťažké povedať, čo je v tomto rozhodnutí viac - vynaliezavosť alebo technoschizofrénia. Tento zázrak sa volal „hybridný LSI“alebo jednoducho GBIS a môžeme o ňom hrdo povedať, že taká technológia nemala na svete obdoby, už len preto, že nikto iný nepotreboval byť tak zvrátený (čo sú iba dve (!) Dodávky napätie, + 5V a + 3V, ktoré boli potrebné na prácu tohto zázraku inžinierstva). Aby to bola úplná zábava, tieto GBIS boli skombinované na jednej doske, čím sa opäť získal akýsi vrchol viacerých čipových modulov a použili sa na zostavenie lodných počítačov projektu Karat.
Keď sa vrátime k projektu Almaz, poznamenávame, že bol oveľa vážnejší ako K340A: zdroje aj tímy, ktoré sú do neho zapojené, boli kolosálne. NIIFP bol zodpovedný za vývoj architektúry a počítačového procesora, NIITM - základný dizajn, systém napájania a systém vstupu / výstupu údajov, NIITT - integrované obvody.
Spolu s použitím modulárnej aritmetiky sa zistil aj ďalší architektonický spôsob, ktorý výrazne zvyšuje celkový výkon: riešenie, ktoré sa neskôr široko používa v systémoch na spracovanie signálu (ale v tom čase jedinečné a prvé v ZSSR, ak nie vo svete) - zavedenie koprocesora DSP do systému a nášho vlastného návrhu!
Výsledkom bolo, že „Almaz“pozostával z troch hlavných blokov: jednoúlohový DSP na predbežné spracovanie radarových údajov, programovateľný modulárny procesor, ktorý vykonáva výpočty navádzania rakiet, programovateľný skutočný koprocesor, ktorý vykonáva nemodulárne operácie, a to predovšetkým na ovládanie počítača.
Pridanie DSP viedlo k zníženiu potrebného výkonu modulárneho procesora o 4 MIPS a úspore zhruba 350 KB pamäte RAM (takmer dvakrát). Samotný modulárny procesor mal výkon asi 3,5 MIPS - jeden a pol krát vyšší ako K340A. Návrh návrhu bol dokončený v marci 1967. Základy systému zostali rovnaké ako v K340A, kapacita pamäte sa zvýšila na 128 K 45-bitových slov (približne 740 KB). Cache procesora - 32 55 -bitových slov. Spotreba energie sa znížila na 5 kW a objem stroja sa znížil na 11 skriniek.
Akademik Lebedev, ktorý sa zoznámil s dielami Yuditskyho a Kartseva, okamžite stiahol svoju verziu z úvahy. Vo všeobecnosti bol problém skupiny Lebedev trochu nejasný. Presnejšie nie je jasné, aké vozidlo zo súťaže vyradili, pretože súčasne vyvíjali predchodcu Elbrusu - 5E92b, práve pre misiu protiraketovej obrany.
V skutočnosti sa v tom čase samotný Lebedev úplne zmenil na fosíliu a nedokázal ponúknuť žiadne radikálne nové nápady, najmä tie, ktoré sú nadradené strojom SOC alebo Kartsevovým vektorovým počítačom. V skutočnosti sa jeho kariéra skončila na BESM-6, nevytvoril nič lepšie a vážnejšie a buď dohliadal na vývoj čisto formálne, alebo viac prekážal, než pomáhal skupine Burtsev, ktorá bola zapojená do Elbrusu a všetkých vojenských vozidiel ITMiVT.
Lebedev však mal silný administratívny zdroj, pretože bol niekým ako Korolev zo sveta počítačov - idol a bezpodmienečná autorita, takže ak chcel svoje auto ľahko vytlačiť, bez ohľadu na to, aké to bolo. Zvláštne je, že nie. 5E92b, mimochodom, bol prijatý, možno to bol ten projekt? Navyše, o niečo neskôr bola vydaná jeho modernizovaná verzia 5E51 a mobilná verzia počítača pre protivzdušnú obranu 5E65. Súčasne sa objavili E261 a 5E262. Je trochu nejasné, prečo všetky zdroje uvádzajú, že Lebedev sa nezúčastnil finálovej súťaže. Ešte podivnejšie bolo, že 5E92b bol vyrobený, dodaný na skládku a dočasne napojený na Argun, kým nebolo dokončené Yuditskyho auto. Toto tajomstvo vo všeobecnosti na svojich výskumníkov stále čaká.
Zostávajú dva projekty: Almaz a M-9.
M-9
Kartsev sa dá presne opísať jediným slovom - génius.
M-9 prekonal takmer všetko (ak nie všetko), čo bolo v tej dobe dokonca v plánoch po celom svete. Pripomeňme, že referenčný rámec zahŕňal výkon asi 10 miliónov operácií za sekundu a dokázali ho z Almazu vytlačiť iba pomocou DSP a modulárnej aritmetiky. Kartsev bez toho všetkého vytlačil zo svojho auta miliarda … Bol to skutočne svetový rekord, neporušený, kým sa superpočítač Cray-1 neobjavil o desať rokov neskôr. Kartsev, ktorý informoval o projekte M-9 v roku 1967 v Novosibirsku, žartoval:
M-220 sa nazýva tak, pretože má produktivitu 220 tisíc operácií / s, a M-9 sa nazýva tak preto, že poskytuje produktivitu od 10 do 9. sily operácií / s.
Vynára sa jedna otázka - ale ako?
Kartsev navrhol (po prvýkrát na svete) veľmi sofistikovanú architektúru procesorov, ktorej úplný štrukturálny analóg nebol nikdy vytvorený. Čiastočne sa podobal na systolické polia Inmos, čiastočne na vektorové procesory Cray a NEC, čiastočne na Connection Machine - ikonický superpočítač osemdesiatych rokov a dokonca aj na moderné grafické karty. M-9 mal úžasnú architektúru, pre ktorú neexistoval ani adekvátny jazyk na popis a Kartsev musel všetky pojmy predstaviť sám.
Jeho hlavnou myšlienkou bolo postaviť počítač prevádzkujúci triedu predmetov, ktorá je pre strojovú aritmetiku zásadne nová - funkcie jednej alebo dvoch premenných, dané bodovo. Pre nich definoval tri hlavné typy operátorov: operátory, ktoré dvojici funkcií priradia tretinu, operátory, ktoré vrátia číslo v dôsledku akcie na funkciu. Pracovali so špeciálnymi funkciami (v modernej terminológii - masky), ktoré nadobúdali hodnoty 0 alebo 1 a slúžili na výber podoblasti z daného poľa, operátorov, ktoré v dôsledku akcie vracajú pole hodnôt spojených s touto funkciou. na funkciu.
Auto sa skladalo z troch párov blokov, ktoré Kartsev nazýval „zväzky“, aj keď boli skôr ako mriežky. Každý pár obsahoval výpočtovú jednotku inej architektúry (samotný procesor) a pre ňu výpočtovú jednotku masky (zodpovedajúca architektúra).
Prvý zväzok (hlavný, „funkčný blok“) pozostával z výpočtového jadra - matice 32 -bitových 16 -bitových procesorov, podobných prevodníkom INMOS v osemdesiatych rokoch, s jeho pomocou bolo možné vykonať v jednom hodinovom cykle všetky základné operácie lineárnej algebry - násobenie matíc a vektorov v ľubovoľných kombináciách a ich sčítanie.
Až v roku 1972 bol v USA postavený experimentálny masívne paralelný počítač Burroughs ILLIAC IV, trochu podobný architektúre a porovnateľnému výkonu. Všeobecné aritmetické reťazce by mohli vykonávať súčet s akumuláciou výsledku, čo umožnilo v prípade potreby spracovať matice s rozmermi viac ako 32. Operátorom vykonaným mriežkou procesorov funkčného spojenia by mohla byť uložená iba maska obmedzujúca výkon. označeným procesorom. Druhá jednotka (nazývaná Kartsevovou „obrazovou aritmetikou“) s ňou pracovala v tandeme, pozostávala z tej istej matice, ale jednobitových procesorov na operácie s maskami („obrázky“, ako sa im vtedy hovorilo). Na obrazoch bola k dispozícii široká škála operácií, ktoré sa tiež vykonávali v jednom cykle a boli popísané lineárnymi deformáciami.
Druhý zväzok rozšíril možnosti prvého a pozostával z vektorového koprocesora s 32 uzlami. Mal vykonávať operácie s jednou funkciou alebo dvojicou funkcií uvedených v 32 bodoch alebo operácie s dvoma funkciami alebo s dvoma pármi funkcií uvedených v 16 bodoch. Podobne pre to existoval aj vlastný blok masky, nazývaný „aritmetika funkcií“.
Tretí (tiež voliteľný) odkaz pozostával z asociatívneho bloku vykonávajúceho operácie porovnávania a triedenia podoblastí podľa obsahu. Išlo k nej aj pár masiek.
Stroj sa mohol skladať z rôznych sád, v základnej konfigurácii - iba funkčný blok, maximálne - osem: dve sady funkčnej a obrázkovej aritmetiky a jedna sada ďalších. Najmä sa predpokladalo, že M-10 pozostáva z 1 bloku, M-11-z ôsmich. Výkon tejto možnosti bol vynikajúci dve miliardy operácií za sekundu.
Aby sme čitateľa konečne dokončili, poznamenávame, že Kartsev zabezpečil synchrónnu kombináciu niekoľkých strojov do jedného superpočítača. S takouto kombináciou boli všetky stroje spustené z jedného generátora hodín a vykonávali operácie s maticami obrovských rozmerov v 1–2 hodinových cykloch. Na konci aktuálnej operácie a na začiatku ďalšej bolo možné vymeniť akékoľvek aritmetické a skladovacie zariadenie strojov integrovaných do systému.
Výsledkom bolo, že Kartsevov projekt bol skutočným monštrom. Niečo podobné sa z architektonického hľadiska objavilo na Západe až koncom 70. rokov v dielach Seymoura Craya a Japoncov z NEC. V ZSSR bol tento stroj úplne jedinečný a architektonicky nadradený nielen všetkému vývoju tých rokov, ale vo všeobecnosti všetkému, čo bolo vyrobené v celej našej histórii. Problém bol iba jeden - nikto ho nechcel implementovať.
Diamant
Súťaž vyhral projekt Almaz. Dôvody sú nejasné a nepochopiteľné a spájajú sa s tradičnými politickými hrami na rôznych ministerstvách.
Kartsev na stretnutí k 15. výročiu Výskumného ústavu počítačových komplexov (NIIVK) v roku 1982 povedal:
V roku 1967 sme prišli s dosť odvážnym projektom pre počítačový komplex M-9 …
Pre ministerstvo nástrojov ZSSR, kde sme vtedy bývali, sa tento projekt ukázal ako príliš …
Bolo nám povedané: choďte k V. D. Kalmykovovi, pretože pre neho pracujete. Projekt M-9 zostal nesplnený …
V skutočnosti bolo Kartsevovo auto príliš veľa dobré pre ZSSR, jeho vzhľad by jednoducho odvážne opustil predstavenstvo všetkých ostatných hráčov vrátane mocnej bandy Lebedevitov z ITMiVT. Prirodzene, nikto by nedovolil niektorým povýšeneckým Kartsevom prekonať favoritov panovníka opakovane zaplavených cenami a láskavosťami.
Všimnite si toho, že táto súťaž nielenže nezničila priateľstvo medzi Kartsevom a Yuditskym, ale ešte viac zjednotila týchto rôznych, ale svojim spôsobom geniálnych architektov. Ako si pamätáme, Kalmykov bol kategoricky proti systému protiraketovej obrany a myšlienke superpočítača, v dôsledku čoho bol Kartsevov projekt ticho zlúčený a ministerstvo Pribor odmietlo pokračovať v práci na vytváraní výkonných počítačov úplne.
Kartsevov tím bol požiadaný, aby prešiel na MRP, čo urobil v polovici roku 1967 a vytvoril pobočku číslo 1 OKB „Vympel“. V roku 1958 pracoval Kartsev na objednávke známeho akademika AL Mintsa z RTI, ktorý sa zaoberal vývojom systémov varovania pred raketovým útokom (to nakoniec vyústilo do úplne chtonických, nepredstaviteľne drahých a absolútne zbytočných radarov nad horizontom) projektu Duga, ktoré nemali čas skutočne uviesť do prevádzky, pretože ZSSR sa zrútil). Ľudia z RTI medzitým zostali relatívne pri zmysloch a Kartsev pre nich dokončil stroje M-4 a M4-2M (mimochodom je veľmi, veľmi zvláštne, že neboli použité na protiraketovú obranu!).
Ďalšia história pripomína zlú anekdotu. Projekt M-9 bol odmietnutý, ale v roku 1969 dostal nový príkaz na základe svojho stroja, a aby sa loďou nerozkývala, dali všetku jeho konštrukčnú kanceláriu podriadenosti mincovní z oddelenia Kalmyk. M -10 (konečný index 5E66 (pozor!) - v mnohých zdrojoch bol úplne mylne pripisovaný architektúre SOK) bol nútený konkurovať Elbrusu (ktorý však strihala ako mikrokontrolér Xeon) a čo je ešte úžasnejšie, opäť sa to hralo s autami Yuditsky a v dôsledku toho minister Kalmykov predviedol absolútne brilantný ťah.
Najprv mu M-10 pomohol zlyhať v sériovej verzii Almazu a potom bol vyhlásený za nevhodný na protiraketovú obranu a Elbrus vyhral novú súťaž. Výsledkom bolo, že zo šoku z tohto špinavého politického boja dostal nešťastný Kartsev infarkt a náhle zomrel, než mal 60 rokov. Yuditsky krátko prežil svojho priateľa a zomrel v tom istom roku. Akushsky, jeho partner, mimochodom, neprepracoval sa a zomrel ako člen korešpondenta, s ktorým sa láskavo zaobchádzalo podľa všetkých ocenení (Yuditsky vyrástol až na doktora technických vied), v roku 1992 vo veku 80 rokov. Takže jednou ranou Kalmykov, ktorý Kisunka urputne nenávidel a nakoniec jeho projekt protiraketovej obrany zlyhal, zabil dvoch, pravdepodobne najtalentovanejších počítačových vývojárov v ZSSR a jedných z najlepších na svete. Tento príbeh zvážime podrobnejšie neskôr.
Medzitým sa vrátime k víťazovi na tému ABM - vozidlo Almaz a jeho potomkovia.
„Almaz“bol prirodzene na svoje úzke úlohy veľmi dobrým počítačom a mal zaujímavú architektúru, ale porovnávať ho s M-9 bolo, mierne povedané, nesprávne, príliš odlišné triedy. Napriek tomu bola súťaž vyhraná a bola prijatá objednávka na návrh už sériového stroja 5E53.
Na realizáciu projektu bol Yuditskyho tím v roku 1969 rozdelený na nezávislý podnik - Specialized Computing Center (SVC). Riaditeľom sa stal sám Yuditsky, zástupca pre vedeckú prácu - Akushsky, ktorý sa ako lepkavá ryba „podieľal“na každom projekte až do 70. rokov minulého storočia.
Znovu si všimnite, že jeho úloha pri vytváraní strojov SOK je úplne mystická. Absolútne všade je uvedený ako dvojka po Yuditskom (a niekedy aj prvom), zatiaľ čo zastával funkcie súvisiace s niečím nepochopiteľným, všetky jeho práce o modulárnej aritmetike sú výlučne spoluautormi a čo presne urobil počas vývoja „Almaz“a 5E53 to spravidla nie je jasné - architektom stroja bol Yuditsky a algoritmy vyvinuli aj úplne oddelení ľudia.
Stojí za zmienku, že Yuditsky mal veľmi málo publikácií o RNS a modulárnych aritmetických algoritmoch v otvorenej tlači, hlavne preto, že tieto práce boli dlho klasifikované. Davlet Islamovič sa tiež vyznačoval jednoducho fenomenálnou svedomitosťou v publikáciách a nikdy sa nestal spoluautorom (alebo ešte horšie, prvým spoluautorom, ako ho zbožňovali takmer všetci sovietski režiséri a šéfovia) pri akejkoľvek práci svojich podriadených a postgraduálnych študentov.. Podľa svojich spomienok zvyčajne odpovedal na návrhy tohto druhu:
Napísal som tam niečo? Nie? Potom odneste moje priezvisko.
Nakoniec sa ukázalo, že v 90% domácich zdrojov je Akushsky považovaný za hlavného a hlavného otca SOK, ktorý naopak nemá prácu bez spoluautorov, pretože podľa sovietskej tradície prilepil svoje meno na všetko, čo urobili všetci jeho podriadení.
5E53
Implementácia 5E53 si vyžiadala titánske úsilie obrovského tímu talentovaných ľudí. Počítač bol navrhnutý tak, aby vybral skutočné ciele medzi falošnými a namieril na ne protirakety, čo je výpočtovo najnáročnejšia úloha, s ktorou sa potom stretla výpočtová technológia sveta. U troch ISSC druhého stupňa A-35 bola produktivita vylepšená a zvýšila sa 60-krát (!) Na 0,6 GFLOP / s. Túto kapacitu malo poskytovať 15 počítačov (5 v každom ISSK) s výkonom 10 miliónov algoritmických operácií protiraketovej obrany (asi 40 miliónov bežných operácií / operácií), 7,0 Mbit RAM, 2, 9 Mbit EPROM, 3 Gbit VZU a zariadenie na prenos dát na stovky kilometrov. 5E53 by mal byť výrazne výkonnejší ako Almaz a mal by byť jedným z najvýkonnejších (a určite najoriginálnejších) strojov na svete.
V. M. Amerbaev pripomína:
Lukin vymenoval Yuditskyho za hlavného konštruktéra produktu 5E53 a poveril ho vedením SVT. Davlet Islamovich bol skutočným hlavným dizajnérom. Zahĺbil sa do všetkých podrobností vyvíjaného projektu, od výrobnej technológie nových prvkov až po konštrukčné riešenia, počítačovú architektúru a softvér. Vo všetkých oblastiach svojej intenzívnej práce dokázal klásť také otázky a úlohy, ktorých riešenie viedlo k vytvoreniu nových originálnych blokov navrhovaného produktu a v mnohých prípadoch také riešenia naznačil samotný Davlet Islamovič. Davlet Islamovich pracoval sám, bez ohľadu na čas alebo okolnosti, rovnako ako všetci jeho spolupracovníci. Bolo to búrlivé a svetlé obdobie a Davlet Islamovič bol, samozrejme, centrom a organizátorom všetkého.
Zamestnanci SVC zaobchádzali so svojimi vedúcimi odlišne a to sa odzrkadlilo na spôsobe, akým ich zamestnanci volali vo svojom kruhu.
Yuditsky, ktorý neprikladal hodnostiam veľký význam a oceňoval predovšetkým inteligenciu a obchodné kvality, sa v tíme jednoducho nazýval Davlet. Akushsky sa volal dedko, pretože bol výrazne starší ako drvivá väčšina špecialistov na SVC a, ako píšu, sa vyznačoval zvláštnym snobstvom - podľa spomienok si ho nebolo možné predstaviť s spájkovačkou v ruke (s najväčšou pravdepodobnosťou jednoducho nevedel, ktorým koncom ho má držať) a Davlet Islamovič to urobil viackrát.
Ako súčasť programu Argun, ktorý bol skrátenou verziou boja ISSK, sa plánovalo použitie 4 súprav počítačov 5E53 (1 v cieľovom radare Istra, 1 v protiraketovom navádzacom radare a 2 vo veliteľskom a riadiacom stredisku), zjednotení do jedného komplexu. Používanie SOC malo aj negatívne aspekty. Ako sme už povedali, porovnávacie operácie sú nemodulárne a na ich implementáciu je potrebný prechod na pozičný systém a späť, čo vedie k monštruóznemu poklesu výkonu. VM Amerbaev a jeho tím pracovali na vyriešení tohto problému.
M. D. Kornev pripomína:
V noci si myslí Vilzhan Mavlyutinovich, ráno prináša výsledky VM Radunsky (vedúci vývojár). Obvodoví inžinieri sa pozerajú na hardvérovú implementáciu novej verzie, kladú Amerbaevovi otázky, odchádza znova premýšľať a tak ďalej, kým jeho nápady nepodľahnú dobrej hardvérovej implementácii.
Zákazník vyvinul špecifické a celosystémové algoritmy a strojové algoritmy vyvinul v SVC tím matematikov pod vedením I. A. Bolshakova. Počas vývoja 5E53 sa v SVC spravidla často používala vtedy ešte vzácna konštrukcia stroja. Celý personál podniku pracoval s mimoriadnym nadšením, nešetril, 12 alebo viac hodín denne.
V. M. Radunský:
„Včera som pracoval tak tvrdo, že keď som vošiel do bytu, ukázal som svojej manželke preukaz.“
E. M. Zverev:
V tom čase boli sťažnosti na odolnosť proti šumu integrovaných obvodov radu 243. Raz o druhej hodine ráno prišiel Davlet Islamovich k modelu, vzal sondy osciloskopu a dlho sám chápal príčiny rušenia.
V architektúre 5E53 boli tímy rozdelené na manažérske a aritmetické tímy. Rovnako ako v K340A, každé príkazové slovo obsahovalo dva príkazy, ktoré boli vykonávané rôznymi zariadeniami súčasne. Jedna po druhej bola vykonaná aritmetická operácia (na procesoroch SOK), druhá - manažérska: prenos z registra do pamäte alebo z pamäte do registra, podmienený alebo bezpodmienečný skok atď. na tradičnom koprocesore, takže bolo možné radikálne vyriešiť problém sakra podmienených skokov.
Všetky hlavné procesy boli prepojené, v dôsledku čoho bolo súčasne vykonaných niekoľko (až 8) sekvenčných operácií. Harvardská architektúra sa zachovala. Použité bolo hardvérové vrstvenie pamäte do 8 blokov so striedavým adresovaním blokov. To umožnilo prístup k pamäti s hodinovou frekvenciou procesora 166 ns v čase získavania informácií z RAM rovných 700 ns. Do roku 5E53 nebol tento prístup implementovaný v hardvéri nikde na svete; bol popísaný iba v nerealizovanom projekte IBM 360/92.
Niekoľko špecialistov na SVC tiež navrhlo doplnenie plnohodnotného (nielen kontrolného) materiálového procesora a zaistenie skutočnej univerzálnosti počítača. Neuskutočnilo sa to z dvoch dôvodov.
Po prvé, to sa jednoducho nevyžadovalo na používanie počítača ako súčasti ISSC.
Za druhé, I. Ya. Akushsky, ako fanatik SOK, nezdieľa názor o nedostatku univerzálnosti 5E53 a radikálne potlačil všetky pokusy o zavedenie materiálneho poburovania (zrejme to bola jeho hlavná úloha pri konštrukcii stroja)).
RAM sa stala kameňom úrazu pre 5E53. Feritové bloky obrovských rozmerov, prácnosť výroby a vysoká spotreba energie boli v tej dobe štandardom sovietskej pamäte. Okrem toho boli desaťkrát pomalšie ako procesor, to však nezabránilo ultrakonzervátorovi Lebedevovi vyrezávať svoje milované feritové kocky kdekoľvek-od BESM-6 po palubný počítač raketového systému protivzdušnej obrany S-300, ktorý bol vyrobený. v tejto forme, na feritoch (!), až do polovice 90. rokov (!), väčšinou kvôli tomuto rozhodnutiu, tento počítač zaberá celé nákladné auto.
Problémy
Na pokyn FV Lukina sa samostatné divízie NIITT zaviazali vyriešiť problém RAM a výsledkom tejto práce bolo vytvorenie pamäte na valcových magnetických filmoch (CMP). Fyzika operácie pamäte na CMP je dosť komplikovaná, oveľa komplikovanejšia ako na feritoch, ale nakoniec bolo vyriešených mnoho vedeckých a technických problémov a RAM na CMP fungovala. K možnému sklamaniu vlastencov poznamenávame, že koncept pamäte na magnetických doménach (špeciálnym prípadom je CMF) bol prvýkrát navrhnutý nie v NIITT. Tento druh pamäte RAM prvýkrát predstavila jedna osoba, inžinier spoločnosti Bell Labs Andrew H. Bobeck. Bobek bol uznávaným odborníkom na magnetickú technológiu a dvakrát navrhol revolučné objavy v pamäti RAM.
Vymyslel Jay Wright Forrester a nezávisle na sebe dvaja harvardskí vedci, ktorí pracovali na projekte Harward Mk IV An Wang a Way-Dong Woo v roku 1949, pamäť na feritových jadrách (ktoré tak miloval Lebedev) bola nedokonalá nielen kvôli svojej veľkosti., ale aj kvôli kolosálnej náročnosti výroby (mimochodom, u nás takmer neznámy Wang An bol jedným z najznámejších počítačových architektov a založil slávne Wang Laboratories, ktoré existovali v rokoch 1951 až 1992 a produkovali veľké množstvo prelomovej technológie, vrátane minipočítača Wang 2200, klonovaného v ZSSR ako Iskra 226).
Keď sa vrátime k feritom, všimneme si, že fyzická pamäť na nich bola jednoducho obrovská, zavesiť koberec 2 x 2 metre vedľa počítača by bolo mimoriadne nepohodlné, takže feritová reťazová pošta bola tkaná do malých modulov, ako vyšívacie obruče, čo spôsobilo obludná prácnosť jeho výroby. Najslávnejšiu techniku tkania takýchto 16 x 16 bitových modulov vyvinula britská spoločnosť Mullard (veľmi slávna britská spoločnosť - výrobca elektrónok, špičkových zosilňovačov, televízorov a rádií) sa zaoberala aj vývojom v oblasti tranzistorov a integrované obvody, neskôr kúpil Phillips). Moduly boli zapojené do série v častiach, z ktorých boli namontované feritové kocky. Je zrejmé, že chyby sa vkrádali do procesu tkania modulov a do procesu montáže feritových kociek (práca bola takmer manuálna), čo viedlo k zvýšeniu času na ladenie a odstraňovanie problémov.
Vďaka pálčivému problému náročnosti vývoja pamäte na feritových krúžkoch mal Andrew Bobek príležitosť predviesť svoj vynaliezavý talent. Telefónny gigant AT&T, tvorca spoločnosti Bell Labs, sa viac ako ktokoľvek iný zaujímal o vývoj efektívnych technológií magnetickej pamäte. Bobek sa rozhodol radikálne zmeniť smer výskumu a prvá otázka, ktorú si položil, bola - je potrebné použiť magneticky tvrdé materiály ako ferit ako materiál na uchovávanie zvyškovej magnetizácie? Koniec koncov, nie sú jediní s vhodnou implementáciou pamäte a magnetickou hysteréznou slučkou. Bobek začal experimentovať s permalloy, z ktorej sa dajú prstencové štruktúry získať jednoduchým navinutím fólie na nosný drôt. Nazval to skrútený kábel (twist).
Takto navinutú pásku je možné zložiť tak, aby sa vytvorila kľukatá matrica, a zabaliť ju napríklad do plastového obalu. Unikátnou vlastnosťou twistorovej pamäte je schopnosť čítať alebo zapisovať celý rad permalónových pseudokrúžkov umiestnených na paralelných twistorových kábloch prechádzajúcich po jednej zbernici. To výrazne zjednodušilo návrh modulu.
V roku 1967 teda Bobek vyvinul jednu z najúčinnejších modifikácií vtedajšej magnetickej pamäte. Myšlienka twistorov zapôsobila na Bellino vedenie natoľko, že do jeho komercializácie bolo vrhnuté pôsobivé úsilie a zdroje. Zjavné výhody spojené s úsporami pri výrobe twistorovej pásky (dalo by sa tkať, v pravom zmysle slova) boli však vyvážené výskumom používania polovodičových prvkov. Vzhľad SRAM a DRAM bol pre telefónneho giganta bleskom z jasného neba, najmä preto, že AT&T bola viac ako kedykoľvek predtým blízko k uzavretiu lukratívnej zmluvy s americkým letectvom na dodávku twistorových pamäťových modulov pre ich LIM-49 Nike Zeus air obranný systém (približný analóg A-35, ktorý sa objavil o niečo neskôr, už sme o ňom písali).
Samotná telefónna spoločnosť aktívne implementovala nový druh pamäte do svojho spínacieho systému TSPS (Traffic Service Position System). Riadiaci počítač pre Zeus (Sperry UNIVAC TIC) nakoniec stále dostal twistorovú pamäť, navyše bol použitý v mnohých projektoch AT & T takmer až do polovice osemdesiatych rokov minulého storočia, ale v tých rokoch to bolo viac agónia ako pokrok, ako vidíme, nielen v ZSSR vedeli, ako vytlačiť roky zastaranú technológiu na hranicu.
Existuje však jeden pozitívny moment z vývoja twistorov.
Pri štúdiu magnetostrikčného účinku v kombináciách permalónových fólií s ortoferitmi (ferity na základe prvkov vzácnych zemín) si Bobek všimol jednu z ich vlastností spojených s magnetizáciou. Pri experimentovaní s granátom gadolinium gallium (GGG) ho použil ako substrát pre tenký plát permalloy. Vo výslednom sendviči boli v neprítomnosti magnetického poľa magnetizačné oblasti usporiadané vo forme domén rôznych tvarov.
Bobek sa pozrel na to, ako sa tieto domény budú správať v magnetickom poli kolmom na magnetizačné oblasti permalloy. Na jeho prekvapenie, keď sa sila magnetického poľa zvyšovala, domény sa zhromaždili v kompaktných oblastiach. Bobek ich nazval bublinami. V tom čase sa vytvorila myšlienka bublinovej pamäte, v ktorej nositeľmi logickej jednotky boli domény spontánnej magnetizácie v hárku permalloy - bubliny. Bobek sa naučil presúvať bubliny po povrchu permalloy a vo svojej novej ukážke pamäte prišiel s geniálnym riešením na čítanie informácií. Takmer všetci kľúčoví hráči tej doby a dokonca aj NASA získali právo na bublinovú pamäť, najmä preto, že bublinová pamäť bola takmer necitlivá na elektromagnetické impulzy a tvrdé vytvrdzovanie.
NIITT nasledoval podobnú cestu a do roku 1971 nezávisle vyvinul domácu verziu twistora - RAM s celkovou kapacitou 7 Mbit s vysokými časovacími charakteristikami: vzorkovacia frekvencia 150 ns, doba cyklu 700 ns. Každý blok mal kapacitu 256 Kbit, do skrine boli umiestnené 4 takéto bloky, sada obsahovala 7 skriniek.
Problém bol v tom, že v roku 1965 Arnold Farber a Eugene Schlig z IBM zostrojili prototyp tranzistorovej pamäťovej bunky a Benjamin Agusta a jeho tím vytvorili 16-bitový kremíkový čip založený na článku Farber-Schlig, obsahujúci 80 tranzistorov, 64 odpory a 4 diódy. Tak sa zrodila mimoriadne účinná SRAM - statická pamäť s náhodným prístupom, ktorá naraz urobila koniec skrúcačom.
Ešte horšie je to s magnetickou pamäťou - v tej istej IBM o rok neskôr, pod vedením Dr. Roberta Dennarda, bol zvládnutý proces MOS a už v roku 1968 sa objavil prototyp dynamickej pamäte - DRAM (dynamická pamäť s náhodným prístupom).
V roku 1969 začal systém Advanced Memory predávať prvé kilobajtové čipy a o rok neskôr mladá spoločnosť Intel, pôvodne založená na vývoji DRAM, predstavila vylepšenú verziu tejto technológie a vydala svoj prvý čip, pamäťový čip Intel 1103..
Až o desať rokov neskôr bol v ZSSR zvládnutý, keď bol na začiatku osemdesiatych rokov minulého storočia vydaný prvý sovietsky pamäťový mikroobvod Angstrem 565RU1 (4 Kbit) a 128 Kbyte pamäťové bloky. Predtým sa najsilnejšie stroje uspokojili s feritovými kockami (Lebedev rešpektoval iba ducha starej školy) alebo domácimi verziami skrútencov, pri vývoji ktorých P. V. Nesterov, P. P. Silantyev, P. N. Petrov, V. A. N. T. Kopersako a ďalší.
Ďalším veľkým problémom bola konštrukcia pamäte na ukladanie programov a konštánt.
Ako si pamätáte, v K340A ROM bola vyrobená na feritových jadrách, informácie boli do takej pamäte vkladané technológiou veľmi podobnou šitiu: drôt bol prirodzene prešitý ihlou cez otvor vo ferite (odvtedy termín „firmvér“sa udomácnil v procese zadávania informácií do ľubovoľnej pamäte ROM). Okrem namáhavosti procesu je takmer nemožné zmeniť informácie v takom zariadení. Preto bola pre 5E53 použitá iná architektúra. Na doske s plošnými spojmi bol implementovaný systém ortogonálnych zberníc: adresa a bit. Na organizáciu induktívnej komunikácie medzi adresou a bitovými zbernicami bola alebo nebola superponovaná uzavretá slučka komunikácie na ich priesečníku (v NIIVK bola nainštalovaná kapacitná väzba M-9). Cievky boli umiestnené na tenkú dosku, ktorá je pevne pritlačená k matici zbernice - ručnou výmenou karty (navyše bez vypnutia počítača) došlo k zmene informácií.
Pre 5E53 bola vyvinutá dátová ROM s celkovou kapacitou 2,9 Mbit s pomerne vysokými časovými charakteristikami pre takú primitívnu technológiu: vzorkovacia frekvencia 150 ns, doba cyklu 350 ns. Každý blok mal kapacitu 72 kbit, v skrini bolo umiestnených 8 blokov s celkovou kapacitou 576 kbit, počítačová zostava obsahovala 5 skriniek. Ako veľkokapacitná externá pamäť bolo vyvinuté pamäťové zariadenie založené na unikátnej optickej páske. Zaznamenávanie a čítanie sa uskutočňovalo pomocou svetelných diód na fotografickom filme, v dôsledku čoho sa kapacita pásky s rovnakými rozmermi zvýšila o dva rády v porovnaní s magnetickou a dosiahla 3 Gbit. Pre systémy protiraketovej obrany to bolo atraktívne riešenie, pretože ich programy a konštanty mali obrovský objem, ale menili sa len veľmi zriedka.
Hlavnú základňu prvkov 5E53 sme už poznali ako GIS „Path“a „Ambassador“, ale ich výkon v niektorých prípadoch chýbal, preto špecialisti SIC (vrátane toho istého VLDshkhunyan - neskôr otec prvého originálu domáci mikroprocesor!) A závod Exiton „Špeciálna séria GIS bola vyvinutá na základe nenasýtených prvkov so zníženým napájacím napätím, zvýšenou rýchlosťou a vnútornou redundanciou (séria 243,„ kužeľ “). Pre NIIME RAM boli vyvinuté špeciálne zosilňovače radu Ishim.
Pre 5E53 bol vyvinutý kompaktný dizajn, ktorý zahŕňa 3 úrovne: skrinka, blok, komora. Skrinka bola malá: šírka vpredu - 80 cm, hĺbka - 60 cm, výška - 180 cm. Skrinka obsahovala 4 rady blokov, v každom 25. Na vrchu boli umiestnené napájacie zdroje. Pod bloky boli umiestnené ventilátory vzduchového chladenia. Blok bol rozvádzač v kovovom ráme, bunky boli položené na jednom z povrchov dosky. Inštalácia medzibunky a medzijednotky bola vykonaná obalením (dokonca ani spájkovaním!).
Toto bolo argumentované skutočnosťou, že v ZSSR neexistovalo zariadenie na automatizované vysokokvalitné spájkovanie a na jeho ručné spájkovanie - môžete sa zblázniť a kvalita bude trpieť. Výsledkom bolo, že testovanie a prevádzka zariadenia preukázala výrazne vyššiu spoľahlivosť sovietskeho obalu v porovnaní so sovietskym spájkovaním. Inštalácia typu wrap-around bola navyše vo výrobe oveľa technologicky pokročilejšia: počas inštalácie aj opravy.
V podmienkach nízkych technológií je balenie oveľa bezpečnejšie: neexistuje horúca spájkovačka a spájka, neexistujú tavivá a nevyžaduje sa ich následné čistenie, vodiče sú vylúčené z nadmerného šírenia spájky, nedochádza k miestnemu prehriatiu, ktoré sa niekedy kazí prvky atď. Na implementáciu inštalácie balením vyvinuli podniky poslanca EP špeciálne konektory a montážny nástroj vo forme pištole a ceruzky.
Bunky boli vyrobené na sklolaminátových doskách s obojstranným potlačeným zapojením. Vo všeobecnosti to bol vzácny príklad mimoriadne úspešnej architektúry systému ako celku - na rozdiel od 90% počítačových vývojárov v ZSSR sa tvorcovia 5E53 starali nielen o silu, ale aj o pohodlie inštalácie, údržba, chladenie, rozvod energie a ďalšie drobnosti. Pamätajte si tento moment, bude sa vám hodiť pri porovnaní 5E53 s tvorbou ITMiVT - „Elbrus“, „Electronics SS BIS“a ďalších.
Jeden procesor SOK nestačil na spoľahlivosť a bolo potrebné majorizovať všetky súčasti stroja v trojitom vyhotovení.
V roku 1971 bol pripravený 5E53.
V porovnaní s Almazom sa zmenil základný systém (o 17, 19, 23, 25, 26, 27, 29, 31) a bitová hĺbka údajov (20 a 40 bitov) a príkazov (72 bitov). Taktovacia frekvencia procesora SOK je 6,0 MHz, výkon je 10 miliónov algoritmických operácií za sekundu pri úlohách protiraketovej obrany (40 MIPS), 6, 6 MIPS na jednom modulárnom procesore. Počet procesorov je 8 (4 modulárne a 4 binárne). Spotreba energie - 60 kW. Priemerná doba prevádzky je 600 hodín (M-9 Kartsev má 90 hodín).
Vývoj 5E53 sa uskutočnil v rekordne krátkom čase - za jeden a pol roka. Začiatkom roku 1971 sa to skončilo. 160 typov článkov, 325 typov podjednotiek, 12 typov napájacích zdrojov, 7 typov skriniek, inžiniersky ovládací panel, hmotnosť stojanov. Bol vyrobený a testovaný prototyp.
Veľkú úlohu v projekte zohrali vojenskí predstavitelia, ktorí sa ukázali byť nielen starostliví, ale aj inteligentní: V. N. Kalenov, A. I. Abramov, E. S. Klenzer a T. N. Remezova. Neustále monitorovali súlad produktu s požiadavkami technickej úlohy, prinášali do tímu skúsenosti získané účasťou na vývoji na predchádzajúcich miestach a brzdili radikálne záľuby vývojárov.
Yu. N. Cherkasov pripomína:
Bolo potešením pracovať s Vyacheslavom Nikolaevičom Kalenovom. Jeho náročnosť bola vždy uznávaná. Snažil sa porozumieť podstate navrhovaného a, ak ho to považovalo za zaujímavé, prešiel na všetky mysliteľné a nepredstaviteľné opatrenia na implementáciu návrhu. Keď som dva mesiace pred dokončením vývoja zariadenia na prenos údajov navrhol jeho radikálnu revíziu, v dôsledku ktorej sa jeho objem znížil trikrát, zatvoril pre mňa vynikajúcu prácu v predstihu pod prísľubom vykonať revízia vo zvyšných 2 mesiacoch. Výsledkom bolo, že namiesto troch skriniek a 46 typov podjednotiek zostala jedna skrinka a 9 typov podjednotiek, ktoré vykonávali rovnaké funkcie, ale s vyššou spoľahlivosťou.
Kalenov tiež trval na vykonaní úplných kvalifikačných skúšok stroja:
Trval som na vykonaní testov a hlavný inžinier Yu. D. Sasov kategoricky namietal v domnení, že všetko je v poriadku a testovanie je plytvanie námahou, peniazmi a časom. Podporil ma zástupca. hlavný konštruktér N. N. Antipov, ktorý má rozsiahle skúsenosti s vývojom a výrobou vojenskej techniky.
Yuditsky, ktorý má tiež rozsiahle skúsenosti s ladením, iniciatívu podporil a ukázal sa ako správny: testy ukázali veľa drobných nedostatkov a chýb. V dôsledku toho boli bunky a podjednotky finalizované a hlavný inžinier Sasov bol prepustený zo svojej funkcie. Na uľahčenie vývoja počítačov v sériovej výrobe bola do SVC vyslaná skupina špecialistov ZEMZ. Malaševič (v tejto dobe branec) spomína, ako jeho priateľ G. M. Bondarev povedal:
Je to úžasný stroj, o ničom takom sme nepočuli. Obsahuje množstvo nových originálnych riešení. Pri štúdiu dokumentácie sme sa veľa naučili, veľa sme sa naučili.
Povedal to s takým nadšením, že BM Malashevich sa po ukončení služby nevrátil do ZEMZ, ale išiel pracovať do SVT.
Na testovacom mieste Balkhash prebiehali prípravy na spustenie komplexu 4 strojov v plnom prúde. Zariadenie Argun bolo v zásade už nainštalované a prispôsobené v spojení s 5E92b. Strojovňa pre štyri 5E53 bola pripravená a čakala na dodanie strojov.
V archíve FV Lukina sa zachoval náčrt rozloženia elektronického zariadenia ISSC, v ktorom sú uvedené aj umiestnenia počítačov. 27. februára 1971 bolo do ZEMZ dodaných osem sád projektovej dokumentácie (po 97 272 listov). Začala sa príprava na výrobu a …
Objednaný, schválený, prešiel všetkými testami, prijatý do výroby, stroj nebol nikdy prepustený! O tom, čo sa stalo, si povieme nabudúce.
