Drömmarnas stad
Så, 1963, öppnades ett mikroelektronikcenter i Zelenograd.
Av ödets vilja blir Lukin, en bekant av minister Shokin, dess direktör, och inte Staros (medan Lukin aldrig sågs i smutsiga intriger, tvärtom - han var en ärlig och rak person, ironiskt nog så sammanföll det att det var hans efterlevnad av principer som hjälpte honom att ta denna post, på grund av henne grälade han med den tidigare chefen och gick, och Shokin behövde åtminstone någon istället för Staros, som han hatade).
För SOK -maskiner innebar detta en start (åtminstone trodde de det först) - nu kunde de, med ständigt stöd från Lukin, implementeras med mikrokretsar. För detta ändamål tog han Yuditsky och Akushsky till Zelenograd tillsammans med utvecklingsteamet K340A, och de bildade en avdelning för avancerade datorer på NIIFP. I nästan 1, 5 år fanns det inga specifika uppgifter för avdelningen, och de tillbringade sin tid med att ha kul med T340A -modellen, som de tog med sig från NIIDAR, och funderade på framtida utveckling.
Det bör noteras att Yuditsky var en extremt utbildad person med en bred syn, var aktivt intresserad av de senaste vetenskapliga prestationerna inom olika områden som indirekt relaterade till datavetenskap och samlade ett team av mycket begåvade unga specialister från olika städer. Under hans beskydd hölls seminarier inte bara om modulär aritmetik, utan också om neurocybernetik och till och med biokemi av nervceller.
Som V. I Stafeev påminner om:
När jag kom till NIIFP som direktör, tack vare insatserna från Davlet Islamovich, var det fortfarande ett litet, men redan fungerande institut. Det första året ägnades åt att hitta ett gemensamt kommunikationsspråk mellan matematiker, cybernetik, fysiker, biologer, kemister … Detta var perioden för kollektivets ideologiska bildning, som Yuditsky, hans välsignade minne, passande kallade "Perioden av sjunga revolutionära sånger "om ämnet:" Vad coolt detta är do!" När ömsesidig förståelse nåddes, inleddes seriös gemensam forskning i de accepterade riktningarna.
Det var vid detta ögonblick som Kartsev och Yuditsky träffades och blev vänner (relationer med Lebedevs grupp fungerade på något sätt inte på grund av deras elitism, närhet till makt och ovilja att studera sådana oortodoxa maskinarkitekturer).
Som M. D. Kornev påminner om:
Kartsev och jag hade regelbundna möten i Vetenskapliga och tekniska rådet (Vetenskapliga och tekniska rådet), där specialister diskuterade sätt och problem med att bygga datorer. Vi brukade bjuda in varandra till dessa möten: vi gick till dem, de - till oss och deltog aktivt i diskussionen.
I allmänhet, om dessa två grupper fick akademisk frihet, otänkbart för Sovjetunionen, skulle det vara svårt att ens tänka på vilka tekniska höjder de så småningom skulle få och hur de skulle ändra datavetenskap och hårdvarudesign.
Slutligen, 1965, beslutade ministerrådet att slutföra Argun flerkanaligt eldningskomplex (MKSK) för den andra etappen av A-35. Enligt preliminära uppskattningar krävde ISSC en dator med en kapacitet på cirka 3,0 miljoner ton oljeekvivalenter. "Algoritmiska" operationer per sekund (en term som i allmänhet är extremt svår att tolka, innebar operationer för behandling av radardata). Som NK Ostapenko erinrade om, en algoritmisk operation på MKSK-problem motsvarade ungefär 3-4 enkla datoroperationer, det vill säga en dator med en prestanda på 9-12 MIPS behövdes. I slutet av 1967 var till och med CDC 6600 utanför kapaciteten för CDC 6600.
Temat lämnades för tävlingen till tre företag samtidigt: Center for Microelectronics (Minelektronprom, F. V. Lukin), ITMiVT (Ministry of Radio Industry, S. A. Lebedev) och INEUM (Minpribor, M. A. Kartsev).
Naturligtvis började Yuditsky att göra affärer i CM, och det är lätt att gissa vilket system för maskinen han valde. Observera att av de årens verkliga konstruktörer kunde endast Kartsev med hans unika maskiner, som vi kommer att prata om nedan, tävla med honom. Lebedev låg helt utanför ramen för både superdatorer och sådana radikala arkitektoniska innovationer. Hans student Burtsev konstruerade maskiner för A-35-prototypen, men när det gäller produktivitet var de inte ens nära vad som behövdes för ett komplett komplex. Datorn för A-35 (förutom tillförlitlighet och hastighet) fick arbeta med ord av variabel längd och flera instruktioner i ett kommando.
Observera att NIIFP hade en fördel i elementbasen - till skillnad från Kartsev- och Lebedev -grupperna hade de direkt tillgång till all mikroelektronisk teknik - de utvecklade dem själva. Vid denna tid började utvecklingen av en ny GIS "Ambassador" (senare serie 217) på NIITT. De är baserade på en paketlös version av transistorn som utvecklades i mitten av 60-talet av Moscow Research Institute of Semiconductor Electronics (nu NPP Pulsar) om ämnet "Parabola". Enheterna tillverkades i två versioner av elementbasen: på transistorerna 2T318 och diodmatriserna 2D910B och 2D911A; på transistorer KTT-4B (nedan 2T333) och diodmatriser 2D912. Kännetecken för denna serie i jämförelse med tjockfilmsscheman "Path" (201 och 202 -serien) - ökad hastighet och brusimmunitet. De första sammansättningarna i serien var LB171 - logiskt element 8I -NOT; 2LB172 - två logiska element 3I -NOT och 2LB173 - logiskt element 6I -NOT.
År 1964 var det redan en eftersläpande, men fortfarande levande teknik, och systemarkitekterna för Almaz -projektet (när prototypen döptes) hade möjlighet att inte bara omedelbart sätta igång dessa GIS utan också att påverka deras sammansättning och egenskaper i själva verket beställa egna chips under dig själv. Således var det möjligt att öka prestandan många gånger om - hybridkretsarna passar in i en 25–30 ns cykel, istället för 150.
Överraskande nog var GIS som utvecklats av Yuditskys team snabbare än riktiga mikrokretsar, till exempel 109, 121 och 156-serierna, utvecklade 1967-1968 som en elementbas för ubåtsdatorer! De hade inte en direkt utländsk analog, eftersom den var långt ifrån Zelenograd, 109 och 121 -serien producerades av Minsk -fabrikerna Mion och Planar och Lvovs Polyaron, 156 -serien - av Vilnius Research Institute Venta (i Sovjetunionens periferi, långt ifrån ministrar, i allmänhet hände många intressanta saker). Deras prestanda var cirka 100 ns. Serie 156 blev förresten känd för det faktum att en helt chtonisk sak monterades på grundval - en multikristall GIS, känd som 240 -serien "Varduva", utvecklad av Vilnius Design Bureau MEP (1970).
På den tiden, i väst, producerades fullvärdiga LSI: er, i Sovjetunionen var det 10 år kvar till denna tekniknivå, och jag ville verkligen få LSI. Som ett resultat gjorde de ett slags ersatz från en hög (upp till 13 stycken!) Av chiplösa mikrokretsar med minsta integration, separerade på ett gemensamt substrat i ett enda paket. Det är svårt att säga vad som är mer i detta beslut - uppfinningsrikedom eller teknoskizofreni. Detta mirakel kallades "hybrid LSI" eller helt enkelt GBIS, och vi kan stolt säga om det att en sådan teknik inte hade några analoger i världen, bara för att ingen annan behövde vara så pervers (vilket bara är två (!) Utbud spänning, + 5V och + 3V, som behövdes för arbetet med detta underverk av konstruktion). För att göra det helt roligt kombinerades dessa GBIS på ett bräde och fick igen ett slags ersatz av flerkretsmoduler och används för att montera fartygsdatorer från Karat-projektet.
När vi återvänder till Almaz -projektet noterar vi att det var mycket allvarligare än K340A: både resurserna och teamen som var involverade i det var kolossala. NIIFP var ansvarig för utvecklingen av arkitekturen och datorprocessorn, NIITM - grunddesignen, strömförsörjningssystemet och datainmatning / utmatningssystemet, NIITT - de integrerade kretsarna.
Tillsammans med användningen av modulär aritmetik hittades ett annat arkitektoniskt sätt att avsevärt öka den totala prestandan: en lösning som ofta användes senare i signalbehandlingssystem (men unik på den tiden och den första i Sovjetunionen, om inte i världen) - införandet av en DSP -coprocessor i systemet och av vår egen design!
Som ett resultat bestod "Almaz" av tre huvudblock: en enkel uppgift DSP för förbehandling av radardata, en programmerbar modulär processor som utför beräkningar av missilstyrning, en programmerbar verklig samprocessor som utför icke-modulära operationer, främst relaterade till datorstyrning.
Tillägget av DSP ledde till en minskning av den erforderliga effekten hos den modulära processorn med 4 MIPS och besparingar på cirka 350 KB RAM (nästan två gånger). Den modulära processorn i sig hade en prestanda på cirka 3,5 MIPS - en och en halv gånger högre än K340A. Utkastet till designen slutfördes i mars 1967. Grunden för systemet lämnades densamma som i K340A, minneskapaciteten ökades till 128K 45-bitars ord (cirka 740 KB). Processorcache - 32 55 -bitars ord. Strömförbrukningen har reducerats till 5 kW, och maskinens volym har reducerats till 11 skåp.
Akademikern Lebedev, efter att ha bekantat sig med Yuditskijs och Kartsevs verk, drog omedelbart tillbaka sin version från övervägande. I allmänhet är det lite oklart vad som var problemet med Lebedev -gruppen. Mer exakt är det inte klart vilken typ av fordon de tog bort från tävlingen, eftersom de samtidigt utvecklade föregångaren till Elbrus - 5E92b, bara för missilförsvaret.
Faktum är att vid den tiden hade Lebedev själv helt förvandlats till ett fossil och kunde inte erbjuda några radikalt nya idéer, särskilt de som var överlägsna SOC -maskiner eller Kartsevs vektordatorer. Egentligen slutade hans karriär på BESM-6, han skapade inget bättre och allvarligare och antingen övervakade utvecklingen rent formellt eller hindrade mer än hjälpte Burtsev-gruppen, som var engagerade i Elbrus och alla ITMiVT: s militära fordon.
Lebedev hade dock en kraftfull administrativ resurs, som någon som Korolev från datorns värld - en idol och en ovillkorlig auktoritet, så om han ville skjuta sin bil lätt, oavsett vad det var. Konstigt nog gjorde han inte det. 5E92b, förresten, antogs, kanske var det det projektet? Dessutom släpptes lite senare dess moderniserade version 5E51 och en mobilversion av datorn för luftförsvar 5E65. Samtidigt dök E261 och 5E262 upp. Det är lite oklart varför alla källor säger att Lebedev inte deltog i den sista tävlingen. Ännu främling, 5E92b tillverkades, levererades till deponin och kopplades till Argun som en tillfällig åtgärd tills Yuditskys bil var klar. I allmänhet väntar denna hemlighet fortfarande på sina forskare.
Det finns två projekt kvar: Almaz och M-9.
M-9
Kartsev kan beskrivas exakt med bara ett ord - geni.
M-9 överträffade nästan allt (om inte allt) som fanns i ritningarna över hela världen vid den tiden. Kom ihåg att uppdragsvillkoren innehöll en prestanda på cirka 10 miljoner operationer per sekund, och de kunde bara pressa bort detta från Almaz genom att använda DSP och modulär aritmetik. Kartsev klämde ur bilen utan allt detta miljard … Det var verkligen ett världsrekord, obrutet tills Superdator Cray-1 dök upp tio år senare. Kartsev skämtade om M-9-projektet 1967 i Novosibirsk, skämtade:
M-220 kallas så för att den har en produktivitet på 220 tusen operationer / s, och M-9 kallas så för att den ger en produktivitet på 10 till den 9: e effekten / operationerna.
En fråga uppstår - men hur?
Kartsev föreslog (för första gången i världen) en mycket sofistikerad processorarkitektur, vars kompletta strukturella analog aldrig har skapats. Det liknade dels Inmos systoliska matriser, dels Cray- och NEC -vektorprocessorer, dels Connection Machine - den ikoniska superdatorn på 1980 -talet och till och med moderna grafikkort. M-9 hade en fantastisk arkitektur, för vilken det inte ens fanns ett tillräckligt språk att beskriva, och Kartsev var tvungen att introducera alla termer på egen hand.
Hans huvudsakliga idé var att bygga en dator som driver en klass av objekt som är i grunden ny för maskinräkning - funktioner av en eller två variabler, som ges punktvis. För dem definierade han tre huvudtyper av operatörer: operatörer som tilldelar en tredjedel till ett par funktioner, operatörer som returnerar ett nummer som ett resultat av en åtgärd på en funktion. De arbetade med specialfunktioner (i modern terminologi - masker) som tog värden 0 eller 1 och tjänade till att välja en delruta från en given array, operatörer som returnerar en rad värden som är associerade med denna funktion som ett resultat av en åtgärd på en funktion.
Bilen bestod av tre par block, som Kartsev kallade "buntar", även om de var mer som galler. Varje par inkluderade en beräkningsenhet med en annan arkitektur (själva processorn) och en maskberäkningsenhet för den (motsvarande arkitektur).
Det första paketet (det huvudsakliga "funktionsblocket") bestod av en datorkärna - en matris med 32x32 16 -bitars processorer, som liknar INMOS -omvandlare på 1980 -talet, med dess hjälp var det möjligt att utföra i en klockcykel alla grundläggande operationer för linjär algebra - multiplikation av matriser och vektorer i godtyckliga kombinationer och deras tillägg.
Det var först 1972 som en experimentellt massivt parallell dator Burroughs ILLIAC IV byggdes i USA, något liknande arkitektur och jämförbar prestanda. Allmänna aritmetiska kedjor kan utföra summering med ackumulering av resultatet, vilket gjorde det möjligt att vid behov bearbeta matriser med dimension mer än 32. Operatörerna som utförs av gitteret av processorer i den funktionella länken kunde endast åläggas en maskbegränsande utförande till märkta processorer. Den andra enheten (kallad av Kartsev "bildaritmetik") fungerade parallellt med den, den bestod av samma matris, men en-bitars processorer för operationer på masker ("bilder", som de kallades då). Ett brett spektrum av operationer var tillgängligt över målningarna, också utförda i en cykel och beskrivs av linjära deformationer.
Det andra paketet utökade möjligheterna för det första och bestod av en vektorsamprocessor med 32 noder. Den var tvungen att utföra operationer på en funktion eller ett par funktioner specificerade vid 32 punkter, eller operationer på två funktioner eller på två par funktioner som specificerades vid 16 punkter. För det fanns det också ett eget maskblock, kallat "funktionsaritmetik".
Den tredje (även valfria) länken bestod av ett associerat block som utför jämförelser och sorteringsoperationer av delarrayer efter innehåll. Ett par masker gick också till henne.
Maskinen kan bestå av olika uppsättningar, i grundkonfigurationen - bara ett funktionsblock, maximalt - åtta: två uppsättningar funktions- och bildaritmetik och en uppsättning andra. I synnerhet antogs att M-10 består av 1 block, M-11-av åtta. Utförandet av detta alternativ var överlägset två miljarder operationer per sekund.
För att äntligen avsluta läsaren noterar vi att Kartsev möjliggjorde den synkrona kombinationen av flera maskiner till en superdator. Med en sådan kombination startades alla maskiner från en klockgenerator och utförde operationer på matriser med enorma dimensioner i 1-2 klockcykler. I slutet av den nuvarande operationen och i början av nästa var det möjligt att byta mellan alla aritmetiska enheter och lagringsenheter för de maskiner som är integrerade i systemet.
Som ett resultat var Kartsevs projekt ett riktigt monster. Något liknande, ur arkitektonisk synvinkel, dök upp i väst bara i slutet av 1970 -talet i Seymour Crays och japanernas verk från NEC. I Sovjetunionen var denna maskin helt unik och arkitektoniskt överlägsen, inte bara för alla utvecklingar under dessa år, utan i allmänhet för allt som producerades i hela vår historia. Det var bara ett problem - ingen skulle genomföra det.
Diamant
Tävlingen vanns av Almaz -projektet. Orsakerna till detta är vaga och obegripliga och förknippas med traditionella politiska spel i olika ministerier.
Kartsev, vid ett möte dedikerat till 15 -årsjubileet för Research Institute of Computer Complexes (NIIVK), 1982:
1967 kom vi ut med ett ganska vågat projekt för datorkomplexet M-9 …
För USSR: s instrumentdepartement, där vi då bodde, visade sig detta projekt vara för mycket …
Vi fick höra: gå till V. D. Kalmykov, eftersom du arbetar för honom. M-9-projektet förblev ouppfylld …
Faktum är att Kartsevs bil var det för mycket bra för Sovjetunionen, skulle dess utseende helt enkelt djärvt lämna styrelsen för alla andra spelare, inklusive det mäktiga gänget Lebedevites från ITMiVT. Naturligtvis skulle ingen ha tillåtit någon nystartad Kartsev att överträffa suveränens favoriter upprepade gånger fyllda med utmärkelser och förmåner.
Observera att denna tävling inte bara förstörde vänskapen mellan Kartsev och Yuditsky, utan förenade ännu mer dessa olika, men på sitt eget sätt, lysande arkitekter. Som vi minns var Kalmykov kategoriskt emot både missilförsvarssystemet och tanken på en superdator, och som ett resultat slogs Kartsevs projekt samman i tysthet och ministeriet för Pribor vägrade att fortsätta arbetet med att skapa kraftfulla datorer helt och hållet.
Kartsevs team ombads flytta till MRP, vilket han gjorde i mitten av 1967 och bildade en gren nummer 1 på OKB "Vympel". Redan 1958 arbetade Kartsev på order av den välkända akademikern AL Mints från RTI, som var engagerad i utvecklingen av varningssystem för missilattacker (detta resulterade så småningom i helt chtoniska, ofattbart dyra och helt värdelösa radar över horisonten av Duga -projektet, som inte har haft tid att verkligen ta det i drift, eftersom Sovjetunionen kollapsade). Under tiden förblev människorna från RTI relativt sunda och Kartsev gjorde färdiga M-4 och M4-2M-maskinerna för dem (förresten, det är väldigt, väldigt konstigt att de inte användes för missilförsvar!).
Ytterligare historia påminner om en dålig anekdot. M-9-projektet avvisades, men 1969 fick han en ny order baserad på sin maskin, och för att inte gunga båten gav de hela hans designbyrå till underordning av Mints från Kalmyk-avdelningen. M -10 (slutindex 5E66 (uppmärksamhet!) - i många källor tillskrevs det helt felaktigt SOK -arkitekturen) tvingades tävla med Elbrus (som hon dock klippte som en Xeon -mikrokontroller) och, vad som är ännu mer fantastiskt, det spelades igen med Yuditskys bilar, och som ett resultat utförde minister Kalmykov ett helt lysande multirörelse.
Först hjälpte M-10 honom att misslyckas med serieversionen av Almaz, och sedan förklarades den olämplig för missilförsvar, och Elbrus vann en ny tävling. Som ett resultat av chocken över all denna smutsiga politiska kamp fick den olyckliga Kartsev en hjärtattack och dog plötsligt innan han var 60 år gammal. Yuditsky överlevde kortvarigt sin vän och dog samma år. Akushsky, hans partner, förresten, överarbetade inte och dog som medlem av korrespondenten, vänligt behandlad av alla utmärkelser (Yuditsky växte bara upp till en doktor i tekniska vetenskaper), 1992 vid 80 års ålder. Så med ett slag Kalmykov, som hatade Kisunko hårt och i slutändan misslyckades med sitt missilförsvarsprojekt, smällde två, förmodligen de mest begåvade datorutvecklare i Sovjetunionen och några av de bästa i världen. Vi kommer att överväga den här historien mer i detalj senare.
Under tiden kommer vi tillbaka till vinnaren om ABM -ämnet - Almaz -fordonet och dess ättlingar.
Naturligtvis var "Almaz" en mycket bra dator för sina smala uppgifter och hade en intressant arkitektur, men att jämföra den med M-9 var mildt sagt felaktiga, för olika klasser. Trots det vann tävlingen, och en beställning mottogs för design av en redan seriell maskin 5E53.
För att genomföra projektet separerades Yuditskys team 1969 i ett oberoende företag - Specialized Computing Center (SVC). Yuditsky blev själv direktör, ställföreträdare för vetenskapligt arbete - Akushsky, som liksom en klibbig fisk "deltog" i varje projekt fram till 1970 -talet.
Notera igen att hans roll i skapandet av SOK -maskiner är helt mystisk. Absolut överallt nämns han nummer två efter Yuditsky (och ibland den första), medan han innehöll inlägg relaterade till något obegripligt, är alla hans verk om modulär aritmetik exklusivt medförfattare, och vad exakt gjorde han under utvecklingen av "Almaz" och 5E53 är det i allmänhet inte klart - maskinens arkitekt var Yuditsky, och helt separata personer utvecklade också algoritmerna.
Det är värt att notera att Yuditsky hade väldigt få publikationer om RNS och modulära aritmetiska algoritmer i den öppna pressen, främst för att dessa verk klassificerades under lång tid. Davlet Islamovich utmärktes också av helt enkelt fenomenal noggrannhet i publikationer och satte aldrig sig själv som medförfattare (eller ännu värre, den första medförfattaren, som nästan alla sovjetiska regissörer och chefer älskade att göra) i något arbete av hans underordnade och doktorander. Enligt hans minnen svarade han vanligtvis på förslag av detta slag:
Skrev jag något där? Nej? Ta sedan bort mitt efternamn.
Så i slutändan visade det sig att i 90% av inhemska källor anses Akushsky vara den huvudsakliga fadern till SOK, som tvärtom inte har något arbete utan medförfattare, för enligt sovjetisk tradition, han klistrade sitt namn på allt som alla hans underordnade gjorde.
5E53
Implementeringen av 5E53 krävde en titanisk insats från ett stort team av begåvade människor. Datorn var utformad för att välja riktiga mål bland falska och rikta mot missiler mot dem, den mest beräkningsmässigt svåra uppgiften som då stod inför världens datorteknik. För tre ISSC i det andra steget i A-35 förfinades produktiviteten och ökades 60 gånger (!) Till 0,6 GFLOP / s. Denna kapacitet var tänkt att tillhandahållas av 15 datorer (5 i varje ISSK) med en prestanda på missilförsvarsuppgifter på 10 miljoner algoritmiska op / s (cirka 40 miljoner konventionella op / s), 7,0 Mbit RAM, 2, 9 Mbit EPROM, 3 Gbit VZU och dataöverföringsutrustning för hundratals kilometer. 5E53 bör vara betydligt kraftfullare än Almaz och vara en av de mest kraftfulla (och säkert de mest originella) maskinerna i världen.
V. M. Amerbaev påminner om:
Lukin utsåg Yuditsky till chefsdesigner för 5E53 -produkten och anförtrott honom SVT: s ledarskap. Davlet Islamovich var en sann chefdesigner. Han fördjupade sig i alla detaljer i projektet som utvecklas, från produktionsteknik för nya element till strukturella lösningar, datorarkitektur och programvara. På alla områden av sitt intensiva arbete kunde han ställa sådana frågor och uppgifter, vars lösning ledde till skapandet av nya originalblock av den designade produkten, och i ett antal fall angav Davlet Islamovich själv sådana lösningar. Davlet Islamovich arbetade på egen hand, oavsett tid eller omständigheter, precis som alla sina medarbetare. Det var en stormig och ljus tid, och naturligtvis var Davlet Islamovich centrum och organisatör för allt.
SVC -personalen behandlade sina ledare annorlunda, och detta återspeglades i hur de anställda kallade dem i sin krets.
Yuditsky, som inte lade stor vikt vid led och uppskattade främst intelligens och affärskvaliteter, kallades helt enkelt Davlet i teamet. Akushskijs namn var farfar, eftersom han var märkbart äldre än den överväldigande majoriteten av SVC -specialister och, som de skriver, utmärktes av speciellt snobberi - enligt memoarer var det omöjligt att föreställa sig honom med ett lödkolv i handen (troligtvis han visste helt enkelt inte vilket slut han skulle hålla honom vid), och Davlet Islamovich gjorde detta mer än en gång.
Som en del av Argun, som var en förkortad version av ISSK-striden, var det planerat att använda 4 uppsättningar 5E53-datorer (1 i Istra-målradaren, 1 i antimissilstyrningsradaren och 2 i kommando- och kontrollcentralen), förenade till ett enda komplex. Användningen av SOC hade också negativa aspekter. Som vi redan har sagt är jämförelseoperationer icke-modulära och för deras genomförande krävs en övergång till positionssystemet och tillbaka, vilket leder till en monsterförlust i prestanda. VM Amerbaev och hans team arbetade för att lösa detta problem.
M. D. Kornev påminner om:
På natten, tror Vilzhan Mavlyutinovich, på morgonen kommer han med resultat till VM Radunsky (huvudutvecklare). Kretsingenjörerna tittar på hårdvaruimplementeringen av den nya versionen, ställer Amerbaev -frågor, han låter sig tänka om och så tills hans idéer faller för en bra hårdvaruimplementering.
Specifika och systemomfattande algoritmer utvecklades av kunden, och maskinalgoritmer utvecklades vid SVC av ett team av matematiker som leds av I. A. Bolshakov. Under utvecklingen av 5E53 användes den då fortfarande sällsynta maskindesignen i stor utsträckning i SVC, som regel, av sin egen design. Hela personalen i företaget arbetade med extraordinär entusiasm, utan att spara sig själva, i 12 eller fler timmar om dagen.
V. M. Radunsky:
"Igår arbetade jag så hårt att när jag kom in i lägenheten visade jag min fru ett pass."
E. M. Zverev:
Vid den tiden klagades det över bullerimmuniteten i IC: erna i 243 -serien. En gång vid två -tiden på morgonen kom Davlet Islamovich till modellen, tog oscilloskopproberna och under lång tid förstod han själv orsakerna till störningen.
I 5E53 -arkitekturen delades lagen in i chefs- och aritmetiska team. Liksom i K340A innehöll varje kommandoord två kommandon som kördes av olika enheter samtidigt. En efter en utfördes en räkneoperation (på SOK -processorer), den andra - en ledande: överföring från register till minne eller från minne till register, villkorligt eller ovillkorligt hopp, etc. på en traditionell coprocessor, så det var möjligt att radikalt lösa problemet med förbannade villkorliga hopp.
Alla huvudprocesser rörleddes, vilket resulterade i att flera (upp till 8) sekventiella operationer utfördes samtidigt. Harvard -arkitekturen har bevarats. Hårdvaruskiktning av minne i 8 block med alternerande blockadressering tillämpades. Detta gjorde det möjligt att komma åt minnet med en processorklockfrekvens på 166 ns vid tidpunkten för informationshämtning från RAM lika med 700 ns. Fram till 5E53 implementerades detta tillvägagångssätt inte i hårdvara någonstans i världen; det beskrivs bara i ett orealiserat IBM 360/92 -projekt.
Ett antal SVC-specialister föreslog också att man skulle lägga till en fullvärdig (inte bara för kontroll) materialprocessor och säkerställa datorns verkliga mångsidighet. Detta gjordes inte av två skäl.
För det första var detta helt enkelt inte nödvändigt för användning av en dator som en del av ISSC.
För det andra, I. Ya. Akushsky, som var en SOK -fanatiker, delade inte åsikten om bristen på universalitet hos 5E53 och undertryckte radikalt alla försök att införa materiell uppror i den (tydligen var detta hans huvudroll i designen av maskinen).
RAM blev en stötesten för 5E53. Ferritblock med enorma dimensioner, mödosam tillverkning och hög strömförbrukning var standarden för sovjetminnet vid den tiden. Dessutom var de dussintals gånger långsammare än processorn, men detta hindrade inte ultrakonservatorn Lebedev från att skulptera sina högt älskade ferritkuber överallt-från BESM-6 till omborddatorn i luftförsvarets missilsystem S-300, producerat i denna form, på ferrit (!), fram till mitten av 1990-talet (!), till stor del på grund av detta beslut, tar denna dator upp en hel lastbil.
Problem
På ledning av FV Lukin åtog sig separata divisioner av NIITT att lösa RAM -problemet, och resultatet av detta arbete var skapandet av minne på cylindriska magnetiska filmer (CMP). Fysiken för minnesoperationen på CMP är ganska komplicerad, mycket mer komplicerad än för ferrit, men i slutändan löstes många vetenskapliga och tekniska problem och RAM -minnet på CMP fungerade. Till patrioternas möjliga besvikelse noterar vi att begreppet minne på magnetiska domäner (ett särskilt fall är CMF) föreslogs för första gången inte vid NIITT. Denna typ av RAM introducerades först av en person, Bell Labs -ingenjören Andrew H. Bobeck. Bobek var en känd expert inom magnetteknik, och han föreslog revolutionerande genombrott i RAM två gånger.
Uppfunnet av Jay Wright Forrester och oberoende av två Harvard-forskare som arbetade med Harward Mk IV-projektet An Wang och Way-Dong Woo 1949, var minnet om ferritkärnor (som han älskade så mycket Lebedev) ofullkomligt, inte bara på grund av dess storlek, men också på grund av den kolossala arbetskraften i tillverkningen (förresten, Wang An, nästan okänd i vårt land, var en av de mest kända datorarkitekterna och grundade de berömda Wang Laboratories, som fanns från 1951 till 1992 och producerade ett stort antal banbrytande teknik, inklusive minidatorn Wang 2200, klonad i Sovjetunionen som Iskra 226).
När vi återvänder till ferriterna noterar vi att det fysiska minnet på dem helt enkelt var enormt, det skulle vara extremt obekvämt att hänga en 2x2 meter matta bredvid datorn, så ferritkedjeposten var vävd i små moduler, som broderiringar, vilket orsakade den monströsa mödosamhet i tillverkningen. Den mest kända tekniken för vävning av sådana 16x16 bitars moduler utvecklades av det brittiska företaget Mullard (ett mycket känt brittiskt företag - en tillverkare av vakuumrör, avancerade förstärkare, tv och radio, var också engagerad i utvecklingen inom transistorer och integrerade kretsar, senare köpta av Phillips). Modulerna var seriekopplade i sektioner, varifrån ferritkuber monterades. Det är uppenbart att fel smugit sig in i processen med vävning av moduler och i processen att montera ferritterningar (arbetet var nästan manuellt), vilket ledde till en ökad felsökning och felsökningstid.
Det var tack vare den brinnande frågan om mödosamheten att utveckla minne på ferritringar som Andrew Bobek fick möjlighet att visa sin uppfinningsrik talang. Telefonjätten AT&T, skaparen av Bell Labs, var mer intresserad än någon annan av att utveckla effektiva magnetiska minnetekniker. Bobek bestämde sig för att radikalt ändra forskningsriktningen och den första frågan han ställde sig var - är det nödvändigt att använda magnetiskt hårda material som ferrit som material för lagring av kvarvarande magnetisering? De är trots allt inte de enda med en lämplig minnesimplementering och en magnetisk hystereslinga. Bobek började experimentera med permalloy, från vilken ringformade strukturer kan erhållas helt enkelt genom att linda folie på en bärtråd. Han kallade det en vridkabel (vridning).
Efter att ha lindat tejpen på detta sätt kan den vikas för att skapa en sicksackmatris och packa den till exempel i plastfolie. En unik egenskap hos twistorminnet är förmågan att läsa eller skriva en hel rad permalloy-pseudoringar placerade på parallella twistorkablar som passerar över en buss. Detta förenklade designen av modulen kraftigt.
Så 1967 utvecklade Bobek en av de mest effektiva modifieringarna av tidens magnetiska minne. Idén om twistors imponerade Bells ledning så mycket att imponerande ansträngningar och resurser kastades in i dess kommersialisering. De uppenbara fördelarna i samband med besparingar vid tillverkning av twistorband (det kan vävas, i ordets egentliga bemärkelse) uppvägdes dock av forskning om användningen av halvledarelement. Utseendet på SRAM och DRAM var en bult från det blå för telefonjätten, särskilt eftersom AT&T mer än någonsin var nära att ingå ett lukrativt kontrakt med det amerikanska flygvapnet för leverans av twistor-minnesmoduler för deras LIM-49 Nike Zeus air försvarssystem (en ungefärlig analog av A-35, som dök upp lite senare, vi skrev redan om det).
Telefonföretaget själv implementerade aktivt en ny typ av minne i sitt TSPS (Traffic Service Position System) växlingssystem. I slutändan fick styrdatorn för Zeus (Sperry UNIVAC TIC) fortfarande ett twistor-minne, dessutom användes den i ett antal AT & T-projekt nästan fram till mitten av åttiotalet av förra seklet, men under de åren var det mer smärta än framsteg, som vi ser, inte bara i Sovjetunionen visste de hur de skulle driva tekniken föråldrad i åratal till gränsen.
Det fanns dock ett positivt ögonblick från utvecklingen av twistors.
När han studerade den magnetostriktiva effekten i kombinationer av permalloyfilmer med ortoferriter (ferrit baserade på sällsynta jordartsmetaller), märkte Bobek en av deras funktioner i samband med magnetisering. Medan han experimenterade med gadolinium gallium granat (GGG) använde han det som ett substrat för ett tunt ark permalloy. I den resulterande mackan, i frånvaro av ett magnetfält, var magnetiseringsregionerna anordnade i form av domäner av olika former.
Bobek tittade på hur sådana domäner skulle bete sig i ett magnetfält vinkelrätt mot magnetiseringsregionerna i permalloy. Till hans förvåning, när styrkan i magnetfältet ökade, samlades domänerna i kompakta områden. Bobek kallade dem bubblor. Det var då som tanken på bubbelminne bildades, där bärarna för den logiska enheten var domänerna för spontan magnetisering i permalloyarket - bubblor. Bobek lärde sig att flytta bubblor över ytan av permalloy och kom på en genial lösning för att läsa information i sitt nya minnesprov. Nästan alla den tidens nyckelspelare och till och med NASA förvärvade rätten till bubbelminne, särskilt eftersom bubbelminnet visade sig vara nästan okänsligt för elektromagnetiska impulser och hård bot.
NIITT följde en liknande väg och utvecklade 1971 oberoende av en inhemsk version av twistorn - RAM med en total kapacitet på 7 Mbit med höga timingegenskaper: en samplingshastighet på 150 ns, en cykeltid på 700 ns. Varje block hade en kapacitet på 256 Kbit, 4 sådana block placerades i skåpet, uppsättningen inkluderade 7 skåp.
Problemet var att 1965 byggde Arnold Farber och Eugene Schlig från IBM en prototyp av en transistorminnescell, och Benjamin Agusta och hans team skapade ett 16-bitars kiselchip baserat på cellen Farber-Schlig, innehållande 80 transistorer, 64 motstånd och 4 dioder. Så här föddes den extremt effektiva SRAM - statiskt slumpmässigt åtkomstminne - vilket satte stopp för vridarna på en gång.
Ännu värre för magnetminnet - i samma IBM ett år senare, under ledning av Dr. Robert Dennard, behärskades MOS -processen, och redan 1968 dök en prototyp av dynamiskt minne upp - DRAM (dynamiskt slumpmässigt åtkomstminne).
1969 började Advanced Memory -systemet sälja de första kilobyte -chipsen, och ett år senare presenterade det unga företaget Intel, som ursprungligen grundades för utvecklingen av DRAM, en förbättrad version av denna teknik och släppte sitt första chip, Intel 1103 -minneskretsen.
Det var bara tio år senare som den behärskades i Sovjetunionen, när den första sovjetiska minnesmikrokretsen Angstrem 565RU1 (4 Kbit) och 128 Kbyte minnesblock baserade på den släpptes i början av 1980 -talet. Före detta var de mest kraftfulla maskinerna nöjda med ferritterningar (Lebedev respekterade bara andan i den gamla skolan) eller inhemska versioner av twistors, i vilka P. V. Nesterov, P. P. Silantyev, P. N. Petrov, V. A. N. T. Kopersako och andra utvecklades.
Ett annat stort problem var konstruktionen av minne för lagring av program och konstanter.
Som du kommer ihåg, i K340A ROM gjordes på ferritkärnor, matades information in i sådant minne med en teknik som liknar mycket mycket sömnad: tråden sys naturligt med en nål genom ett hål i ferrit (sedan dess har termen "firmware" har rotat sig i processen för att mata in information i valfri ROM). Förutom processens mödosamhet är det nästan omöjligt att ändra informationen i en sådan enhet. Därför användes en annan arkitektur för 5E53. På kretskortet implementerades ett system med ortogonala bussar: adress och bit. För att organisera induktiv kommunikation mellan adress- och bitbussarna var en sluten kommunikationsslinga överlagrad på deras skärningspunkt (vid NIIVK för M-9 installerades kapacitiv koppling). Spolarna placerades på ett tunt bräda, som pressas tätt mot bussmatrisen - genom att manuellt byta kortet (dessutom utan att stänga av datorn) ändrades informationen.
För 5E53 utvecklades en data -ROM med en total kapacitet på 2,9 Mbit med ganska höga tidskarakteristika för en sådan primitiv teknik: en samplingshastighet på 150 ns, en cykeltid på 350 ns. Varje block hade en kapacitet på 72 kbit, 8 block med en total kapacitet på 576 kbit placerades i skåpet, datorsatsen inkluderade 5 skåp. Som ett externt minne med stor kapacitet utvecklades en minnesenhet baserad på ett unikt optiskt band. Inspelning och läsning utfördes med hjälp av ljusemitterande dioder på fotografisk film, vilket resulterade i att bandets kapacitet med samma dimensioner ökade med två storleksordningar jämfört med den magnetiska och nådde 3 Gbit. För missilförsvarssystem var detta en attraktiv lösning, eftersom deras program och konstanter hade en enorm volym, men de förändrades mycket sällan.
Huvudelementbasen för 5E53 var redan känd för oss GIS "Path" och "Ambassador", men deras prestanda saknades i vissa fall, därför specialister på SIC (inklusive samma VLDshkhunyan - senare fadern till det första originalet inhemsk mikroprocessor!) Och Exiton -anläggningen "En speciell serie GIS utvecklades på grundval av omättade element med minskad matningsspänning, ökad hastighet och intern redundans (serie 243," Cone "). För NIIME RAM har speciella förstärkare, Ishim -serien, utvecklats.
En kompakt design utvecklades för 5E53, som innehåller tre nivåer: skåp, block, cell. Skåpet var litet: bredd fram - 80 cm, djup - 60 cm, höjd - 180 cm. Skåpet innehöll 4 rader block, 25 i varje. Strömförsörjningarna placerades ovanpå. Luftkylningsfläktar placerades under blocken. Blocket var ett växelbräda i en metallram, celler lades på en av brädytorna. Intercell- och mellanenhetsinstallation utfördes genom inslagning (inte ens lödning!).
Detta argumenterades av det faktum att det inte fanns någon utrustning för automatiserad högkvalitativ lödning i Sovjetunionen, och att lödda den för hand - du kan bli galen och kvaliteten kommer att drabbas. Som ett resultat visade testning och drift av utrustningen en betydligt högre tillförlitlighet för den sovjetiska omslaget, i jämförelse med den sovjetiska lödningen. Dessutom var wrap-around-installationen mycket mer tekniskt avancerad i produktionen: både under installation och reparation.
Under lågteknologiska förhållanden är förpackningen mycket säkrare: det finns inget varmt lödkolv och löd, det finns inga flussmedel och deras efterföljande rengöring krävs inte, ledare är uteslutna från överdriven spridning av löd, det finns ingen lokal överhettning, som ibland förstör elementen osv. För att genomföra installationen genom omslag har MEP: s företag utvecklat och tillverkat speciella kontakter och ett monteringsverktyg i form av en pistol och en penna.
Cellerna gjordes på glasfiberskivor med dubbelsidiga tryckta ledningar. I allmänhet var detta ett sällsynt exempel på en extremt framgångsrik arkitektur av systemet som helhet - till skillnad från 90% av datorutvecklare i Sovjetunionen, tog skaparna av 5E53 inte bara hand om strömmen utan även om det var bekvämt att installera, underhåll, kylning, kraftfördelning och andra bagateller. Kom ihåg detta ögonblick, det kommer att vara praktiskt när du jämför 5E53 med skapandet av ITMiVT - "Elbrus", "Electronics SS BIS" och andra.
En SOK -processor var inte tillräckligt för tillförlitlighet och det var nödvändigt att majorisera alla maskinens komponenter i en trippelkopia.
1971 var 5E53 klar.
Jämfört med Almaz ändrades bassystemet (med 17, 19, 23, 25, 26, 27, 29, 31) och bitdjupet för data (20 och 40 bitar) och kommandon (72 bitar). SOK -processorns klockfrekvens är 6,0 MHz, prestandan är 10 miljoner algoritmiska operationer per sekund vid missilförsvarsuppgifter (40 MIPS), 6, 6 MIPS på en modulär processor. Antalet processorer är 8 (4 modulära och 4 binära). Strömförbrukning - 60 kW. Den genomsnittliga drifttiden är 600 timmar (M-9 Kartsev har 90 timmar).
Utvecklingen av 5E53 genomfördes på rekord kort tid - på ett och ett halvt år. I början av 1971 tog det slut. 160 typer av celler, 325 typer av subenheter, 12 typer av nätaggregat, 7 typer av skåp, teknisk kontrollpanel, vikt på stativ. En prototyp gjordes och testades.
En stor roll i projektet spelades av de militära representanterna, som visade sig vara inte bara noggranna, utan också intelligenta: V. N. Kalenov, A. I. Abramov, E. S. Klenzer och T. N. Remezova. De övervakade ständigt produktens överensstämmelse med kraven för den tekniska uppgiften, tog med teamet erfarenheten från att delta i utvecklingen på tidigare platser och höll tillbaka utvecklarens radikala hobbyer.
Yu. N. Cherkasov påminner om:
Det var ett nöje att arbeta med Vyacheslav Nikolaevich Kalenov. Hans noggrannhet har alltid erkänts. Han försökte förstå kärnan i det föreslagna och, om han fann det intressant, gick han till alla tänkbara och ofattbara åtgärder för att genomföra förslaget. När jag två månader innan utvecklingen av dataöverföringsutrustning var klar föreslog jag en radikal översyn, vilket resulterade i att volymen minskades med tre gånger, han stängde det enastående arbetet för mig före schemat enligt löftet att utföra revideringen under de återstående 2 månaderna. Som ett resultat kvarstod ett skåp och 9 typer av subenheter i stället för tre skåp och 46 typer av subenheter med samma funktioner, men med högre tillförlitlighet.
Kalenov insisterade också på att genomföra fullständiga kvalificeringstester av maskinen:
Jag insisterade på att genomföra tester, och chefsingenjören Yu D. D. Sasov invände kategoriskt och trodde att allt var bra och att testa var slöseri med ansträngning, pengar och tid. Jag fick stöd av ställföreträdaren. chefsdesigner N. N. Antipov, som har lång erfarenhet av utveckling och produktion av militär utrustning.
Yuditsky, som också har omfattande felsökningserfarenhet, stödde initiativet och visade sig ha rätt: testerna visade många mindre brister och defekter. Som ett resultat slutfördes cellerna och subenheterna och överingenjören Sasov avskedades från sin tjänst. För att underlätta utvecklingen av datorer inom serieproduktion skickades en grupp ZEMZ -specialister till SVC. Malashevich (vid denna tidpunkt en värnpliktig) påminner om hur hans vän GM Bondarev sa:
Detta är en fantastisk maskin, vi har inte hört talas om något liknande. Den innehåller många nya originallösningar. När vi studerade dokumentationen lärde vi oss mycket, lärde oss mycket.
Han sa detta med sådan entusiasm att BM Malashevich, efter att ha avslutat sin tjänst, inte återvände till ZEMZ utan gick till jobbet på SVT: erna.
På Balkhash-testplatsen pågick förberedelserna för lanseringen av ett komplex med fyra maskiner. Argun -utrustningen har i princip redan installerats och justerats, tillsammans med 5E92b. Maskinrummet för fyra 5E53 var klart och väntade på leverans av maskinerna.
I FV Lukins arkiv har en skiss av layouten för ISSC: s elektroniska utrustning bevarats, där också platserna för datorerna anges. Den 27 februari 1971 levererades åtta uppsättningar designdokumentation (97 272 ark vardera) till ZEMZ. Förberedelserna för produktionen började och …
Den beställda, godkända, klarade alla tester, accepterades för produktion, maskinen släpptes aldrig! Vi kommer att prata om vad som hände nästa gång.
