Sự ra đời của hệ thống phòng thủ tên lửa Liên Xô. Máy tính mô-đun tuyệt vời nhất
Thành phố trong mơ của Liên Xô - Zelenograd. Vào cuối những năm 1950, Khrushchev đến thăm Phần Lan và bị ấn tượng bởi vùng ngoại ô Tapiola của Phần Lan. Nó đã được quyết định thực hiện một dự án tương tự ở nước ta, trên quy mô của Liên Xô, bao quanh thủ đô với một số thành phố vệ tinh cùng một lúc, di chuyển các xí nghiệp đến đó. Theo kế hoạch, Zelenograd được cho là trở thành trung tâm của ngành dệt may, tuy nhiên, các giám đốc của các nhà máy đã không vội chuyển từ Moscow giàu có đến những khoảng cách khó hiểu và phá hoại phong trào bằng mọi cách có thể. Zelenograd có thể đã chết nếu không được sinh ra, nhưng sau đó Shokin xuất hiện và cho nó lần sinh thứ hai với tư cách là một trung tâm vi điện tử. Kết quả là, ý tưởng về các thành phố vệ tinh đã bị phá hủy thành công, và Zelenograd vẫn là duy nhất. Theo chiều kim đồng hồ - Sơ đồ tổng thể từ tạp chí "Kiến trúc Liên Xô" số 10/1969, ảnh chụp từ mái nhà cao nhất của Zelenograd từ năm 1989, không tưởng của Liên Xô (ảnh https://starina-chuk.livejournal.com/616925.html), DK Zelenograd - một kiệt tác của chủ nghĩa hiện đại và chủ nghĩa tàn bạo của Liên Xô, các tòa nhà giáo dục, thư viện và khu liên hợp thể thao MIET, kiến trúc vay mượn từ huyền thoại Finn Alvar Aalto. Nói chung, Zelenograd đã và đang là một viên ngọc thực sự của kiến trúc những năm 1970 (ảnh https://vk.com/@reshz-utopia)
Thành phố của những giấc mơ
Vì vậy, vào năm 1963, một trung tâm vi điện tử đã được mở tại Zelenograd.
Theo ý muốn của số phận, Lukin, một người quen của Bộ trưởng Shokin, chứ không phải Staros, trở thành giám đốc của nó (đồng thời, Lukin chưa bao giờ bị bắt gặp trong những âm mưu bẩn thỉu, ngược lại, anh ta là một người trung thực và thẳng thắn, trớ trêu thay, điều đó trùng hợp rằng chính sự chính trực của anh đã giúp anh đảm nhận vị trí này, vì cô, anh đã cãi nhau với ông chủ trước đó và bỏ đi, và Shokin cần ít nhất một ai đó thay vì những Staros mà anh ghét).
Đối với các máy SOK, điều này có nghĩa là cất cánh (ít nhất, lúc đầu họ cũng nghĩ như vậy) - giờ đây, họ có thể, sử dụng sự hỗ trợ vững chắc của Lukin, được thực hiện bằng cách sử dụng các vi mạch. Vì mục đích này, ông đã đưa Yuditsky và Akushsky đến Zelenograd cùng với nhóm phát triển K340A, và họ đã thành lập một bộ phận máy tính tiên tiến tại NIIFP. Trong gần 1,5 năm, không có nhiệm vụ cụ thể nào cho bộ phận, và họ đã dành thời gian vui chơi với mô hình T340A mà họ mang theo từ NIIDAR và suy nghĩ về những phát triển trong tương lai.
Cần lưu ý rằng Yuditsky là một người vô cùng học thức, có tầm nhìn rộng, tích cực quan tâm đến những thành tựu khoa học mới nhất trong các lĩnh vực khác nhau gián tiếp liên quan đến khoa học máy tính, và tập hợp một đội ngũ chuyên gia trẻ rất tài năng từ các thành phố khác nhau. Dưới sự bảo trợ của ông, các cuộc hội thảo đã được tổ chức không chỉ về số học mô-đun, mà còn về tế bào thần kinh và thậm chí cả hóa sinh của các tế bào thần kinh.
Như V.I. Stafeev nhớ lại:
Vào thời điểm tôi đến NIIFP với tư cách là giám đốc, nhờ sự nỗ lực của Davlet Islamovich, nó vẫn chỉ là một viện nhỏ, nhưng đã hoạt động tốt. Năm đầu tiên được dành cho việc tìm kiếm một ngôn ngữ giao tiếp chung giữa các nhà toán học, điều khiển học, vật lý học, sinh học, hóa học ... Đó là thời kỳ phát triển tư tưởng của cả nhóm, mà Yuditsky, mong trí nhớ của ông được ban phước, được gọi một cách khéo léo là "Thời kỳ của Hát Bài ca Cách mạng "với chủ đề:" Thật tuyệt này làm!" Khi đạt được sự hiểu biết lẫn nhau, nghiên cứu chung nghiêm túc đã được khởi động trong các lĩnh vực được chấp nhận.
Vào thời điểm này, Kartsev và Yuditsky đã gặp gỡ và trở thành bạn bè (với nhóm của Lebedev, mối quan hệ bằng cách nào đó không suôn sẻ do tính tinh hoa, gần gũi với quyền lực và không muốn nghiên cứu những kiến trúc máy móc không chính thống như vậy).
Như M. D. Kornev nhớ lại:
Chúng tôi và Kartsev đã tổ chức các cuộc họp thường xuyên của NTS (hội đồng khoa học và kỹ thuật), tại đó các chuyên gia thảo luận về cách thức và các vấn đề của việc xây dựng máy tính. Chúng tôi thường mời nhau đến những cuộc họp này: chúng tôi đến gặp họ, họ đến với chúng tôi, và tích cực tham gia vào cuộc thảo luận.
Nói chung, nếu hai nhóm này được trao quyền tự do học thuật, điều không thể tưởng tượng được đối với Liên Xô, thậm chí rất khó để tưởng tượng cuối cùng họ sẽ được đưa đến những đỉnh cao kỹ thuật nào và họ sẽ thay đổi khoa học máy tính và thiết kế phần cứng như thế nào.
Cuối cùng, vào năm 1965, Hội đồng Bộ trưởng đã quyết định hoàn thiện hệ thống bắn đa kênh Argun (MKSK) cho giai đoạn hai của A-35. Theo ước tính sơ bộ, MCSC yêu cầu một máy tính có công suất khoảng 3,0 triệu ngón chân. các hoạt động "thuật toán" trên giây (một thuật ngữ thường cực kỳ khó giải thích, có nghĩa là các hoạt động xử lý dữ liệu radar). Như N.K. Ostapenko nhớ lại, một hoạt động thuật toán trên các tác vụ MCCS tương ứng với khoảng 3–4 hoạt động máy tính đơn giản, tức là cần một máy tính có hiệu suất 9–12 MIPS. Vào cuối năm 1967, ngay cả CDC 6600 cũng không thể làm được điều này.
Đề tài đã được gửi dự thi cho ba doanh nghiệp cùng một lúc: Trung tâm Vi điện tử (Ministronprom, F.V. Lukin), ITMiVT (Bộ Radioprom, S.A. Lebedev) và INEUM (Minpribor, M.A. Kartsev).
Đương nhiên, Yuditsky bắt đầu làm việc trong Ủy ban Trung ương, và thật dễ dàng đoán được sơ đồ bộ máy mà anh ấy chọn. Lưu ý rằng trong số những nhà thiết kế thực sự của những năm đó, chỉ có Kartsev với những cỗ máy độc đáo của mình, mà chúng ta sẽ thảo luận dưới đây, có thể cạnh tranh với anh ấy. Lebedev hoàn toàn không nằm ngoài chủ đề này, cả siêu máy tính và những sáng tạo kiến trúc cấp tiến như vậy. Học trò của ông, Burtsev, đã thiết kế máy móc cho nguyên mẫu A-35, nhưng về mặt hiệu suất, chúng thậm chí còn không gần với những gì cần thiết cho toàn bộ tổ hợp. Máy tính của A-35 (ngoại trừ độ tin cậy và tốc độ) phải làm việc với các từ có độ dài thay đổi và một số hướng dẫn trong một lệnh.
Lưu ý rằng NIIFP có lợi thế về cơ sở nguyên tố - không giống như các nhóm của Kartsev và Lebedev, họ có quyền truy cập trực tiếp vào tất cả các công nghệ vi điện tử - chính họ đã phát triển chúng. Tại thời điểm này, việc phát triển một "Đại sứ" GIS mới (sau này là series 217) đã bắt đầu tại NIITT. Chúng dựa trên phiên bản bóng bán dẫn không khung, được phát triển vào giữa những năm 60 bởi Viện Nghiên cứu Điện tử Bán dẫn Moscow (nay là NPP Pulsar) về chủ đề Parabol. Các cụm được sản xuất theo hai phiên bản của cơ sở phần tử: trên bóng bán dẫn 2T318 và ma trận điốt 2D910B và 2D911A; trên các bóng bán dẫn KTT-4B (sau đây gọi là 2T333) và mảng diode 2D912. Đặc điểm khác biệt của dòng này so với mạch "Tropa" có màng dày (dòng 201 và 202) là tăng tốc độ và khả năng chống ồn. Các tập hợp đầu tiên trong loạt là LB171 - phần tử logic 8I-NOT; 2LB172 - hai phần tử logic 3I-NOT và 2LB173 - phần tử logic 6I-NOT.
Vào năm 1964, nó đã là một công nghệ tụt hậu nhưng vẫn còn tồn tại và các kiến trúc sư hệ thống của dự án Almaz (như nguyên mẫu đã được đặt tên) có cơ hội không chỉ ngay lập tức đưa những GIS này vào hoạt động mà còn ảnh hưởng đến thành phần và đặc điểm của chúng. , trên thực tế, đặt hàng theo chip tùy chỉnh của chính bạn. Do đó, có thể liên tục tăng tốc độ - các mạch lai phù hợp với chu kỳ 25–30 ns, thay vì 150.
Đáng ngạc nhiên là GIS do nhóm Yuditsky phát triển vượt trội hơn so với các vi mạch thực về tốc độ, ví dụ, dòng 109, 121 và 156, được phát triển vào năm 1967-1968 như một cơ sở phần tử cho máy tính tàu ngầm! Chúng không có chất tương tự nước ngoài trực tiếp, vì trường hợp diễn ra ở xa Zelenograd, sê-ri 109 và 121 được sản xuất bởi các nhà máy Minsk "Mion" và "Planar" và Lvov "Polyaron", sê-ri 156 - bởi Viện nghiên cứu Vilnius " Venta "(ở ngoại vi Liên Xô, xa các bộ trưởng, nói chung, rất nhiều điều thú vị đã diễn ra). Tốc độ của họ là khoảng 100 ns. Nhân tiện, sê-ri thứ 156 trở nên nổi tiếng vì trên cơ sở của nó, họ đã lắp ráp một thứ hoàn toàn chthonic - GIS đa tinh thể, được gọi là sê-ri thứ 240 "Varduva", được phát triển bởi Văn phòng thiết kế Vilnius của Bộ Kinh tế. (1970).
Ở phương Tây, các LSI chính thức đã được sản xuất vào thời điểm đó, nhưng ở Liên Xô, phải mất 10 năm để đạt được trình độ công nghệ này và tôi thực sự muốn có được LSI. Kết quả là, họ đã tạo ra một loại ersatz từ một loạt (tối đa 13 mảnh!) Các vi mạch không đóng gói có tích hợp nhỏ nhất, tách rời trên một chất nền chung trong một gói duy nhất. Thật khó để nói điều gì hơn trong quyết định này - sự khéo léo hay bệnh tâm thần phân liệt công nghệ. Phép màu này được gọi là “LSI lai” hay đơn giản là GBIS, và chúng ta có thể tự hào nói về nó rằng công nghệ như vậy không có công nghệ tương tự trên thế giới, nếu chỉ vì không ai khác có nhu cầu biến thái như vậy (chỉ có giá trị bằng hai (! ) điện áp cung cấp, + 5V và + 3V, cần thiết cho phép màu của kỹ thuật này hoạt động). Để làm cho nó thực sự thú vị - những GBIS này được kết hợp trên một bảng, một lần nữa, tạo ra một loại ersatz gồm các mô-đun đa chip và được sử dụng để lắp ráp các máy tính trên tàu của dự án Karat.
Cùng một loạt 240 quái dị "Varduva", câu trả lời của Liên Xô cho MCM và LSI tư sản (ảnh http://www.155la3.ru)
Mô-đun đa chip của một người khỏe mạnh là bộ xử lý IBM Power 4 khổng lồ (2001, để so sánh, một bộ xử lý Core i3 thông thường ở nhà ở gần đó). IBM đã chi khoảng một tỷ đô la để phát triển khái niệm Mô-đun đa chip (MCM) từ giữa những năm 1970 đến đầu những năm 1980, dẫn đến sự ra đời của một phương pháp tích hợp thành phần mới. Do đó, tất cả các bộ xử lý máy tính lớn và máy trạm hạng nặng của IBM đều được lắp ráp theo cách này và bản thân công nghệ này đã tìm thấy ứng dụng rộng rãi nhất ở mọi nơi - từ bộ xử lý trong điện thoại thông minh và máy tính xách tay đến AMD Ryzen Threadripper mới (ảnh từ bộ sưu tập của tác giả)
Quay trở lại dự án Almaz, chúng tôi lưu ý rằng nó nghiêm trọng hơn nhiều so với K340A: cả nguồn lực và đội ngũ tham gia vào nó đều khổng lồ. NIIFP được giao phó việc phát triển kiến trúc máy tính và bộ xử lý, NIITM - với thiết kế cơ bản, hệ thống cung cấp điện và hệ thống nhập / xuất dữ liệu, NIITT - với các mạch tích hợp.
Cùng với việc sử dụng số học mô-đun, một phương pháp kiến trúc khác đã được tìm thấy để tăng đáng kể hiệu suất tổng thể: một giải pháp được sử dụng rộng rãi sau này trong các hệ thống xử lý tín hiệu (nhưng duy nhất vào thời điểm đó và là giải pháp đầu tiên ở Liên Xô, nếu không muốn nói là trên thế giới) - giới thiệu một bộ đồng xử lý DSP vào hệ thống, hơn nữa là thiết kế riêng!
Do đó, Almaz bao gồm ba khối chính: một DSP đơn nhiệm để xử lý sơ bộ dữ liệu định vị, một bộ xử lý mô-đun có thể lập trình thực hiện các tính toán dẫn đường cho tên lửa, một bộ đồng xử lý thực có thể lập trình thực hiện các hoạt động phi mô-đun, chủ yếu liên quan đến điều khiển máy tính.
Việc bổ sung DSP dẫn đến giảm 4 MIPS công suất cần thiết của bộ xử lý mô-đun và tiết kiệm khoảng 350 KB RAM (gần gấp đôi). Bản thân bộ xử lý mô-đun có hiệu suất khoảng 3,5 MIPS - cao hơn một lần rưỡi so với K340A. Thiết kế sơ bộ được hoàn thành vào tháng 1967 năm 340. Các cơ sở của hệ thống được giữ nguyên như trong K128A, dung lượng bộ nhớ được tăng lên 45K từ 740-bit (khoảng 32 Kb). Bộ nhớ đệm của bộ xử lý - 55 từ 5 bit. Công suất tiêu thụ đã được giảm xuống còn 11 kW, khối lượng chiếm dụng của máy - lên đến XNUMX tủ.
Viện sĩ Lebedev, đã làm quen với các tác phẩm của Yuditsky và Kartsev, ngay lập tức rút lại phiên bản của mình để xem xét. Nói chung, vấn đề của nhóm Lebedev là gì thì không rõ ràng. Chính xác hơn, không rõ họ loại xe nào khỏi cuộc thi, vì cùng thời điểm đó họ đang phát triển phiên bản tiền nhiệm của Elbrus - 5E92b, chỉ cho nhiệm vụ phòng thủ tên lửa.
Trên thực tế, vào thời điểm đó, bản thân Lebedev đã hoàn toàn biến thành một hóa thạch và không thể đưa ra bất kỳ ý tưởng hoàn toàn mới nào, tất cả đều vượt trội hơn so với máy SOK hoặc máy tính vectơ của Kartsev. Trên thực tế, sự nghiệp của anh ấy đã kết thúc ở BESM-6, anh ấy không tạo ra bất cứ điều gì tốt hơn và nghiêm túc hơn và hoặc giám sát sự phát triển hoàn toàn chính thức, hoặc can thiệp nhiều hơn là giúp đỡ nhóm của Burtsev, những người đã tham gia vào Elbrus và tất cả các phương tiện quân sự của ITMiVT.
Tuy nhiên, Lebedev có một nguồn lực hành chính mạnh mẽ, là một người giống như Nữ hoàng từ thế giới máy tính - một thần tượng và quyền lực vô điều kiện, vì vậy với mong muốn mạnh mẽ để đẩy chiếc xe của mình, anh ta có thể dễ dàng, bất kể đó là gì. Thật kỳ lạ, anh ta không làm vậy. Nhân tiện, 5E92b đã được thông qua, có lẽ đây là dự án đó? Ngoài ra, một thời gian sau, phiên bản nâng cấp 5E51 và phiên bản di động của máy tính dành cho phòng không 5E65 đã được phát hành. Đồng thời, E261 và 5E262 xuất hiện. Có một chút không rõ ràng tại sao tất cả các nguồn nói rằng Lebedev không tham gia vào cuộc thi cuối cùng. Điều kỳ lạ hơn nữa là 5E92b đã được sản xuất, chuyển đến địa điểm thử nghiệm và kết nối với Argun như một biện pháp tạm thời cho đến khi cỗ máy Yuditsky được hoàn thiện. Nói chung, bí ẩn này vẫn đang chờ đợi các nhà nghiên cứu của nó.
Còn lại hai dự án: Almaz và M-9.
M-9
Kartsev có thể được mô tả không thể nhầm lẫn chỉ bằng một từ - thiên tài.
M-9 đã vượt qua hầu hết mọi thứ (nếu không muốn nói là tất cả) thậm chí có trong các bức vẽ trên khắp thế giới vào thời điểm đó. Hãy nhớ lại rằng các điều khoản tham chiếu bao gồm hiệu suất khoảng 10 triệu phép toán mỗi giây và họ chỉ có thể loại bỏ điều này khỏi Almaz thông qua việc sử dụng DSP và số học mô-đun. Kartsev mà không có tất cả những thứ này bị ép ra khỏi xe của mình một tỷ. Đó thực sự là một kỷ lục thế giới, không bị phá vỡ cho đến khi siêu máy tính Cray-1 ra đời 9 năm sau đó. Báo cáo về dự án M-1967 năm XNUMX ở Novosibirsk, Kartsev nói đùa:
Máy M-220 được gọi như vậy vì nó có năng suất 220 nghìn hoạt động / s, và M-9 được gọi như vậy vì nó cung cấp năng suất từ 10 đến 9 công suất hoạt động / s.
Một câu hỏi được đặt ra - nhưng làm thế nào?
Kartsev đề xuất (lần đầu tiên trên thế giới) một kiến trúc bộ xử lý rất phức tạp, một cấu trúc tương tự hoàn chỉnh chưa từng được tạo ra. Nó một phần giống như các mảng tâm thu của Inmos, một phần giống như bộ xử lý vector Cray và NEC, một phần giống như Máy kết nối, siêu máy tính mang tính biểu tượng của những năm 1980 và thậm chí là các card đồ họa hiện đại. M-9 có một kiến trúc tuyệt vời, để mô tả về nó thậm chí không có một ngôn ngữ thích hợp, và tất cả các thuật ngữ mà Kartsev phải tự mình nhập vào.
Ý tưởng chính của ông là xây dựng một máy tính hoạt động dựa trên một lớp đối tượng mới về cơ bản cho phép số học của máy - các hàm của một hoặc hai biến, theo chiều kim điểm cho trước. Đối với họ, ông định nghĩa ba loại toán tử chính: toán tử liên kết một cặp hàm với hàm thứ ba, toán tử trả về một số là kết quả của một hành động trên một hàm. Chúng đã làm việc với các hàm đặc biệt (theo thuật ngữ hiện đại, mặt nạ), lấy các giá trị 0 hoặc 1 và dùng để chọn một mảng con từ một mảng nhất định, các toán tử trả về một mảng giá trị được liên kết với hàm này do hành động trên một chức năng.
Chiếc xe bao gồm ba cặp khối, mà Kartsev gọi là "bó", mặc dù chúng có nhiều khả năng trông giống như mạng lưới. Mỗi cặp bao gồm một đơn vị tính toán của một kiến trúc khác nhau (chính bộ xử lý) và một đơn vị tính toán mặt nạ cho nó (của kiến trúc tương ứng).
Gói đầu tiên (chính, "khối chức năng") bao gồm một lõi tính toán - một ma trận gồm các bộ xử lý 32x32 16 bit, tương tự như các bộ truyền INMOS của những năm 1980, với sự trợ giúp của nó, có thể thực hiện tất cả các hoạt động cơ bản của tuyến tính đại số trong một chu kỳ - phép nhân ma trận và vectơ trong các tổ hợp tùy ý và phép cộng chúng.
Chỉ vào năm 1972, một máy tính song song lớn thử nghiệm Burroughs KaraokeIAC IV được chế tạo ở Hoa Kỳ, một phần kiến trúc tương tự và hiệu suất tương đương. Các mạch số học tổng quát có thể thực hiện tính tổng với sự tích lũy kết quả, điều này có thể giúp xử lý các ma trận có kích thước lớn hơn 32. Nếu cần thiết, có thể áp dụng mặt nạ cho các toán tử được thực thi bởi một lưới các bộ xử lý của một liên kết chức năng, hạn chế việc thực thi đối với chỉ những bộ xử lý được đánh dấu. Song song với nó, đơn vị thứ hai hoạt động (được Kartsev gọi là "hình số học"), nó bao gồm cùng một ma trận, nhưng bộ xử lý bit đơn cho các hoạt động trên mặt nạ ("hình ảnh", như chúng được gọi khi đó). Một loạt các hoạt động có sẵn trên các bức tranh, cũng được thực hiện trong một chu kỳ và được mô tả bằng các biến dạng tuyến tính.
Gói thứ hai mở rộng các khả năng của gói thứ nhất và bao gồm một bộ đồng xử lý vectơ gồm 32 nút. Nó phải thực hiện các hoạt động trên một chức năng hoặc một cặp chức năng được chỉ định tại 32 điểm, hoặc hoạt động trên hai chức năng hoặc hai cặp chức năng được chỉ định tại 16 điểm. Đối với nó, có một khối mặt nạ tương tự của riêng nó, được gọi là "dấu số học".
Gói thứ ba (cũng tùy chọn) bao gồm một khối kết hợp thực hiện các hoạt động so sánh và sắp xếp các mảng con theo nội dung. Một khối mặt nạ cũng được cô ấy đi theo một cặp.
Máy có thể bao gồm nhiều bộ khác nhau, trong cấu hình cơ bản - chỉ là một đơn vị chức năng, tối đa - tám: hai bộ số học chức năng và hình ảnh và một bộ khác. Đặc biệt, người ta cho rằng M-10 bao gồm 1 khối, M-11 - trong số tám khối. Hiệu suất của tùy chọn này là vượt trội hai tỉ hoạt động mỗi giây.
Cuối cùng, chúng tôi xin lưu ý rằng Kartsev đã cung cấp sự kết hợp đồng bộ của một số máy vào một siêu máy tính. Với sự kết hợp như vậy, tất cả các máy đều được khởi động từ một bộ tạo xung nhịp và thực hiện các hoạt động trên ma trận có kích thước khổng lồ trong 1–2 chu kỳ. Vào cuối hoạt động hiện tại và vào đầu hoạt động tiếp theo, có thể trao đổi giữa bất kỳ thiết bị số học và lưu trữ nào của các máy hợp nhất trong hệ thống.
Kết quả là, dự án của Kartsev là một con quái vật thực sự. Một cái gì đó tương tự, từ quan điểm kiến trúc, chỉ xuất hiện ở phương Tây vào cuối những năm 1970 trong các công trình của Seymour Cray và người Nhật từ NEC. Ở Liên Xô, cỗ máy này hoàn toàn độc đáo và vượt trội về mặt kiến trúc không chỉ so với tất cả những phát triển của những năm đó, mà nói chung, tất cả mọi thứ mà chúng tôi đã sản xuất trong toàn bộ câu chuyện. Chỉ có một vấn đề - không ai sẽ thực hiện nó.
Dưới đây là những công nghệ độc đáo của những năm 1980-2000, mà Kartsev đã phần nào đoán trước được với chiếc xe của mình. Từ trái sang phải: Bộ truyền INMOS, được dùng làm cơ sở cho mảng tâm thu - một công nghệ độc đáo để xây dựng siêu máy tính của Anh vào những năm 1980, một nguyên mẫu của bộ xử lý vectơ bốn lõi của siêu máy tính NEC SX-ACE của Nhật Bản, 2013, một bộ xử lý ô của siêu máy tính nCube / 2 của Mỹ, được xây dựng theo cấu trúc liên kết siêu khối, năm 1989. Ảnh từ bộ sưu tập của tác giả.
Bản vẽ duy nhất được biết đến của một cỗ máy M-10 đang lưu hành trên mạng. Nói chung, thực tế không có bằng chứng vật chất nào về những chiếc xe của Kartsev, thậm chí chỉ có một cặp được biết đến qua các bức ảnh (ảnh https://www.computer-museum.ru)
"Kim cương"
Dự án Almaz đã giành chiến thắng trong cuộc thi. Các lý do cho điều này rất mơ hồ và khó hiểu và có liên quan đến các trò chơi chính trị truyền thống trong các bộ khác nhau.
Kartsev tại một cuộc họp dành riêng cho lễ kỷ niệm 15 năm thành lập Viện Nghiên cứu Tổ hợp Máy tính (NIIVK) vào năm 1982 cho biết:
Năm 1967, chúng tôi đưa ra một dự án khá táo bạo cho tổ hợp máy tính M-9 ...
Đối với Bộ Thiết bị của Liên Xô, nơi chúng tôi đang ở lúc đó, dự án này hóa ra là quá nhiều ...
Chúng tôi được cho biết: bạn hãy đến gặp V. D. Kalmykov, vì bạn đang làm việc cho anh ta. Dự án M-9 vẫn chưa hoàn thành ...
Đối với Bộ Thiết bị của Liên Xô, nơi chúng tôi đang ở lúc đó, dự án này hóa ra là quá nhiều ...
Chúng tôi được cho biết: bạn hãy đến gặp V. D. Kalmykov, vì bạn đang làm việc cho anh ta. Dự án M-9 vẫn chưa hoàn thành ...
Trên thực tế, chiếc xe của Kartsev đã quá nhiều tốt cho Liên Xô, sự xuất hiện của nó sẽ chỉ đơn giản là quét sạch tất cả những người chơi khác, bao gồm cả một nhóm Lebedevite hùng mạnh từ ITMiVT. Đương nhiên, không ai có thể cho phép một số Kartsev mới nổi vượt qua danh sách yêu thích của chủ quyền, liên tục nhận được các giải thưởng và sự ưu ái.
Cần lưu ý rằng cuộc thi này không những không phá hủy tình bạn giữa Kartsev và Yuditsky, mà thậm chí còn tập hợp những kiến trúc sư tài ba khác nhau, nhưng theo cách riêng của họ. Như chúng ta còn nhớ, Kalmykov đã chống lại cả khả năng phòng thủ tên lửa và ý tưởng về một siêu máy tính, và kết quả là, dự án của Kartsev đã được hợp nhất một cách lặng lẽ, và Bộ Thiết bị đo lường nói chung từ chối tiếp tục công việc tạo ra các máy tính mạnh mẽ.
Nhóm Kartsev được yêu cầu chuyển đến MRP, mà ông đã làm vào giữa năm 1967, thành lập chi nhánh số 1 của Phòng thiết kế Vympel. Trở lại năm 1958, Kartsev làm việc theo lệnh của viện sĩ nổi tiếng A.L. Mints từ RTI, ông đang phát triển các hệ thống cảnh báo tấn công bằng tên lửa (điều này cuối cùng dẫn đến việc tạo ra các radar nhìn xa hoàn toàn, đắt tiền không thể tưởng tượng và hoàn toàn vô dụng của dự án Duga , vốn đã không thực sự đưa nó vào hoạt động, vì Liên Xô sụp đổ). Trong khi đó, những người ở RTI vẫn tương đối khỏe mạnh và Kartsev đã hoàn thiện các phương tiện M-4 và M4-2M cho họ (nhân tiện, rất rất lạ là chúng không được sử dụng để phòng thủ tên lửa!).
Phần còn lại của câu chuyện như một trò đùa dở khóc dở cười. Dự án M-9 bị từ chối, nhưng vào năm 1969, ông được đặt hàng mới dựa trên chiếc xe của mình, và để không làm chao đảo con thuyền, tất cả các phòng thiết kế của ông đều trực thuộc Mints từ bộ phận Kalmyk. M-10 (chỉ số cuối cùng 5E66 (chú ý!) - trong nhiều nguồn, nó hoàn toàn bị quy là sai do kiến trúc SOK) đã buộc phải cạnh tranh với Elbrus (tuy nhiên, nó giống như một vi điều khiển Xeon) và thậm chí đáng kinh ngạc hơn, cô ấy một lần nữa đọ sức với các cỗ máy của Yuditsky, và kết quả là, Bộ trưởng Kalmykov đã thực hiện một bước đi hoàn toàn xuất sắc.
Lúc đầu, khẩu M-10 đã giúp anh đánh bại phiên bản sản xuất Almaz, sau đó nó bị tuyên bố là không phù hợp để phòng thủ tên lửa, và Elbrus đã giành chiến thắng trong cuộc thi mới. Kết quả là, từ cú sốc của tất cả cuộc đấu tranh chính trị bẩn thỉu này, Kartsev không may nhận được một cơn đau tim và đột ngột qua đời, trước khi ông 60 tuổi. Yuditsky sống lâu hơn bạn mình một thời gian ngắn, qua đời cùng năm. Nhân tiện, Akushsky, cộng sự của ông, đã không làm việc quá sức và chết như một phóng viên, được đối xử tử tế bởi tất cả các giải thưởng (Yuditsky chỉ phát triển thành tiến sĩ khoa học kỹ thuật), vào năm 1992 ở tuổi 80. Vì vậy, chỉ bằng một đòn, Kalmykov, người cực kỳ ghét Kisunko và cuối cùng đã thất bại trong dự án phòng thủ tên lửa của mình, đã hạ gục hai nhà phát triển máy tính tài năng nhất Liên Xô và một số nhà phát triển máy tính giỏi nhất trên thế giới. Chúng ta sẽ xem xét câu chuyện này chi tiết hơn ở phần sau.
Trong thời gian chờ đợi, chúng ta sẽ trở lại với người chiến thắng về chủ đề phòng thủ tên lửa - cỗ máy Almaz và hậu duệ của nó.
Đương nhiên, Almaz là một máy tính rất tốt cho các nhiệm vụ hẹp và có kiến trúc thú vị, nhưng so sánh nó với M-9, nói một cách nhẹ nhàng, không chính xác, các lớp quá khác nhau. Tuy nhiên, cuộc thi đã giành chiến thắng và nhận được đơn đặt hàng thiết kế một chiếc máy 5E53 đã nối tiếp.
Để thực hiện dự án, nhóm của Yuditsky vào năm 1969 đã được tách ra thành một doanh nghiệp độc lập - Trung tâm Máy tính Chuyên dụng (SCC). Yuditsky tự mình trở thành giám đốc, và Akushsky, phó phòng khoa học, “tham gia” vào mọi dự án cho đến những năm 1970 như một con cá bám.
Chúng tôi lưu ý một lần nữa rằng vai trò của ông trong việc tạo ra các máy SOK là hoàn toàn thần bí. Hoàn toàn ở mọi nơi, ông được nhắc đến như là người đứng thứ hai sau Yuditsky (và đôi khi là người đầu tiên), trong khi ông giữ các bài viết không thực sự liên quan đến cái gì, tất cả các tác phẩm của ông về số học mô-đun đều là đồng tác giả độc quyền và chính xác thì ông đã làm gì trong sự phát triển của Almaz và 5E53 hoàn toàn không rõ ràng - kiến trúc sư của cỗ máy là Yuditsky, các thuật toán cũng được phát triển bởi những người hoàn toàn riêng biệt.
Điều đáng chú ý là Yuditsky có rất ít công bố về RNS và các thuật toán số học mô-đun trên báo chí mở, chủ yếu là vì những tác phẩm này đã được phân loại trong một thời gian dài. Ngoài ra, Davlet Islamovich được phân biệt đơn giản bởi sự chỉn chu đến mức phi thường trong các ấn phẩm và không bao giờ coi mình là đồng tác giả (hoặc tệ hơn, đồng tác giả đầu tiên, như hầu hết các giám đốc và sếp của Liên Xô đều yêu thích) trong bất kỳ tác phẩm nào của cấp dưới và nghiên cứu sinh của ông. . Theo hồi ức của mình, anh ấy thường trả lời những đề xuất kiểu này:
Tôi đã viết một cái gì đó ở đó? Không? Sau đó xóa họ của tôi.
Và như vậy, cuối cùng, hóa ra trong 90% các nguồn trong nước, Akushsky được coi là cha đẻ và chính của SOK, người mà ngược lại, không có tác phẩm nào mà không có đồng tác giả, bởi vì, theo truyền thống của Liên Xô, ông đã ghi tên mình vào tất cả những gì mà tất cả các cấp dưới của ông đã làm.
5E53
Việc thực hiện 5E53 đòi hỏi những nỗ lực tuyệt vời của một đội ngũ khổng lồ gồm những người tài năng. Máy tính được thiết kế để chọn mục tiêu thật từ mục tiêu giả và hướng tên lửa vào chúng, một nhiệm vụ khó tính toán nhất mà công nghệ máy tính của thế giới thời bấy giờ phải đối mặt. Đối với ba MCSC của giai đoạn thứ hai A-35, hiệu suất đã được tinh chỉnh và tăng 60 lần (!) Lên 0,6 GFLOP / s. Sức mạnh này được cung cấp bởi 15 máy tính (5 trong mỗi MCSC) với hiệu suất thực hiện các nhiệm vụ phòng thủ tên lửa là 10 triệu ops thuật toán / s (khoảng 40 triệu ops / s thông thường), RAM 7,0 Mbps, PROM 2,9 Mbps, VZU 3 Gbps và thiết bị truyền dữ liệu hàng trăm km. 5E53 phải mạnh hơn đáng kể so với Almaz và là một trong những cỗ máy mạnh nhất (và chắc chắn là nguyên bản nhất) trên thế giới.
V. M. Amerbaev nhớ lại:
Lukin bổ nhiệm Yuditsky làm nhà thiết kế chính của sản phẩm 5E53, giao cho anh ta quyền lãnh đạo SVTs. Davlet Islamovich là một nhà thiết kế chính thực sự. Ông đã đi sâu vào tất cả các chi tiết của dự án đang được phát triển từ công nghệ sản xuất các yếu tố mới đến các giải pháp kết cấu, kiến trúc máy tính và phần mềm. Trong tất cả các lĩnh vực công việc khó khăn của mình, ông đều có thể đặt ra những câu hỏi và nhiệm vụ như vậy, giải pháp dẫn đến việc tạo ra các khối nguyên bản mới của sản phẩm được thiết kế, và trong một số trường hợp, chính Davlet Islamovich đã chỉ ra các giải pháp như vậy. Davlet Islamovich đã tự mình làm việc, bất kể thời gian hay hoàn cảnh, giống như tất cả những người đồng nghiệp của mình. Đó là khoảng thời gian đầy giông bão và tươi sáng, và tất nhiên, Davlet Islamovich là trung tâm và người tổ chức mọi việc.
Nhóm SVTS đối xử khác với các nhà lãnh đạo của họ, điều này được phản ánh trong cách các nhân viên gọi họ trong vòng kết nối của họ.
Yuditsky, người không quá coi trọng cấp bậc và coi trọng trí tuệ và phẩm chất kinh doanh chủ yếu, được gọi đơn giản là Davlet trong đội. Akushsky được gọi là Ông nội, vì ông lớn hơn đáng kể so với đại đa số các chuyên gia SVT và, như người ta nói, đặc biệt hợm hĩnh - theo hồi ức của ông, không thể tưởng tượng ông cầm một cái mỏ hàn trên tay (rất có thể, ông đơn giản là không biết phải giữ nó cho cái kết nào), và Davlet Islamovich đã làm điều này nhiều hơn một lần.
Là một phần của Argun, phiên bản viết tắt của MKSK chiến đấu, nó được lên kế hoạch sử dụng 4 bộ máy tính 5E53 (trong radar mục tiêu Istra - 1, trong radar dẫn đường chống tên lửa - 1 và trong chỉ huy và máy tính trung tâm - 2), kết hợp thành một phức hợp duy nhất. Việc sử dụng SOC cũng có những mặt tiêu cực. Như chúng ta đã nói, các hoạt động so sánh không mang tính mô-đun và việc triển khai chúng đòi hỏi phải chuyển đổi sang hệ thống vị trí và quay lại, dẫn đến sự sụt giảm đáng kể về hiệu suất. V. M. Amerbaev và nhóm của ông đã làm việc để giải quyết vấn đề này.
M. D. Kornev nhớ lại:
Vào ban đêm, Vilzhan Mavlyutinovich nghĩ, vào buổi sáng V. M. Radunsky (nhà phát triển chính) sẽ mang lại kết quả. Các kỹ sư vi mạch xem xét việc triển khai phần cứng của phiên bản mới, đặt câu hỏi cho Amerbaev, anh ấy để suy nghĩ lại và cứ tiếp tục như vậy cho đến khi ý tưởng của anh ấy trở thành khả năng triển khai phần cứng tốt.
Các thuật toán cụ thể và toàn hệ thống được phát triển bởi khách hàng, và các thuật toán máy được phát triển tại SVTs bởi một nhóm các nhà toán học do I. A. Bolshakov đứng đầu. Trong quá trình phát triển của 5E53 trong SVT, thiết kế máy hiếm khi vẫn còn hiếm, như một quy luật, thiết kế riêng của nó, đã được sử dụng rộng rãi. Toàn thể nhân viên của xí nghiệp đã làm việc với một sự nhiệt tình phi thường, không quản ngại bản thân, từ 12 giờ trở lên mỗi ngày.
V. M. Radunsky:
“Hôm qua, tôi đã làm việc đến mức khi bước vào căn hộ, tôi đã đưa cho vợ một tấm vé thông hành.”
E. M. Zverev:
Khi đó, có nhiều ý kiến phàn nàn về khả năng chống ồn của dòng IC 243. Không hiểu sao lúc hai giờ sáng, Davlet Islamovich đến bố trí, lấy đầu dò của máy hiện sóng và một lúc lâu mới tìm ra nguyên nhân gây ra tiếng ồn. .
Trong kiến trúc 5E53, các lệnh được chia thành quản lý và số học. Như trong K340A, mỗi từ lệnh chứa hai lệnh được thực hiện đồng thời bởi các thiết bị khác nhau. Một người thực hiện một phép toán số học (trên bộ xử lý SOK), người kia thực hiện một phép toán điều khiển: chuyển từ thanh ghi sang bộ nhớ hoặc từ bộ nhớ sang thanh ghi, nhảy có điều kiện hoặc không điều kiện, v.v. trên một bộ đồng xử lý truyền thống, vì vậy chúng tôi đã giải quyết triệt để vấn đề về các bước nhảy có điều kiện chết tiệt.
Tất cả các quy trình chính đều được thực hiện theo chuỗi, do đó, một số (tối đa 8) hoạt động tuần tự được thực hiện đồng thời. Kiến trúc Harvard đã được giữ lại. Phân tầng phần cứng của bộ nhớ thành 8 khối với địa chỉ khối xen kẽ đã được sử dụng. Điều này giúp nó có thể truy cập bộ nhớ với tốc độ xung nhịp của bộ xử lý là 700 ns với thời gian truy cập RAM là 166 ns. Cho đến 5E53, cách tiếp cận này không được thực hiện trong phần cứng ở bất kỳ đâu trên thế giới, nó chỉ được mô tả trong dự án IBM 360/92 chưa được thực hiện.
Một số chuyên gia SVTs đề nghị bổ sung một bộ xử lý thực chính thức (không chỉ để điều khiển) và đảm bảo tính phổ quát thực sự của máy tính. Điều này đã không được thực hiện vì hai lý do.
Thứ nhất, đối với việc sử dụng máy tính như một phần của MCSC, điều này đơn giản là không bắt buộc.
Thứ hai, I. Ya. Akushsky, là một người hâm mộ SOK, đã không chia sẻ quan điểm về tính phổ biến không đầy đủ của 5E53 và triệt để ngăn chặn mọi nỗ lực đưa sự quyến rũ vật chất vào nó (rõ ràng, đây là vai trò chính của ông trong việc thiết kế cỗ máy).
Trở ngại đối với 5E53 là RAM. Tiêu chuẩn của bộ nhớ Liên Xô lúc đó là các khối ferit có kích thước khổng lồ, sản xuất tốn nhiều công sức và tiêu thụ nhiều điện năng. Ngoài ra, chúng còn chậm hơn hàng chục lần so với bộ xử lý, tuy nhiên, điều này không ngăn cản Lebedev cực kỳ bảo thủ điêu khắc các khối ferit được ông yêu thích ở khắp mọi nơi - từ BESM-6 đến máy tính trên bo mạch S-300 S-1990 , được sản xuất ở dạng này, trên sắt tây (!), cho đến giữa những năm XNUMX (!), phần lớn nhờ vào giải pháp này, máy tính này chiếm toàn bộ một chiếc xe tải.
Vấn đề
Theo chỉ đạo của F.V. Lukin, các phân khu riêng biệt của NIITT đã tiến hành giải quyết vấn đề về RAM, và kết quả của những công trình này là việc tạo ra bộ nhớ trên các màng từ hình trụ (CMP). Vật lý của hoạt động của bộ nhớ trên DMP khá phức tạp, phức tạp hơn nhiều so với sắt, nhưng cuối cùng nhiều vấn đề khoa học và kỹ thuật đã được giải quyết và RAM trên DMP đã hoạt động. Trước sự thất vọng có thể của những người yêu nước, chúng tôi lưu ý rằng khái niệm bộ nhớ trên các miền từ tính (trong đó CMP là một trường hợp đặc biệt) lần đầu tiên không được đề xuất tại NIITT. Loại RAM này xuất hiện lần đầu tiên nhờ một người, kỹ sư Andrew Bobek (Andrew H. Bobeck) của Bell Labs. Bobek là một chuyên gia nổi tiếng trong lĩnh vực công nghệ từ tính, ông đã hai lần đề xuất những đột phá mang tính cách mạng trong RAM.
Được phát minh bởi Jay Wright Forrester và độc lập bởi hai nhà khoa học Harvard Mk IV là An Wang và Way-Dong Woo vào năm 1949, bộ nhớ lõi ferit (mà Lebedev) không hoàn hảo không chỉ do kích thước của nó mà còn do quá trình chế tạo ( Nhân tiện, Wang An, hầu như không được biết đến với chúng ta, là một trong những kiến trúc sư máy tính nổi tiếng nhất và đã thành lập Phòng thí nghiệm Wang nổi tiếng, tồn tại từ năm 1951 đến năm 1992 và sản xuất một số lượng lớn công nghệ đột phá, bao gồm cả máy tính mini Wang 2200, được nhân bản trong Liên Xô với tên Iskra 226).
Quay trở lại với ferrite, chúng tôi lưu ý rằng bộ nhớ trên chúng về mặt vật lý đơn giản là rất lớn, sẽ vô cùng bất tiện khi treo một tấm thảm 2x2 mét bên cạnh máy tính, vì vậy chuỗi thư ferit được đan thành các mô-đun nhỏ, giống như vòng thêu, điều này gây ra sự quái dị công sức sản xuất của nó. Kỹ thuật nổi tiếng nhất để dệt các mô-đun 16x16 bit như vậy được phát triển bởi công ty Anh Mullard (một công ty rất nổi tiếng của Anh - nhà sản xuất ống chân không, bộ khuếch đại cao cấp, tivi và radio, cũng tham gia vào sự phát triển trong lĩnh vực bóng bán dẫn và mạch tích hợp, sau này được Phillips mua lại). Các mô-đun được nối nối tiếp theo từng phần, từ đó các khối ferit được gắn vào. Rõ ràng, cả quá trình dệt mô-đun và quá trình lắp ráp các khối ferit đều có lỗi (xét cho cùng, công việc gần như là thủ công), dẫn đến việc tăng thời gian gỡ lỗi và xử lý sự cố.
Chính nhờ vấn đề mang tính thời sự về công sức phát triển trí nhớ trên những chiếc vòng ferit mà Andrew Bobek đã có cơ hội thể hiện tài năng phát minh của mình. Tập đoàn điện thoại khổng lồ AT&T, người tạo ra Bell Labs, hơn ai hết quan tâm đến việc phát triển các công nghệ hiệu quả để sản xuất bộ nhớ từ tính. Bobek quyết định thay đổi hoàn toàn hướng nghiên cứu và câu hỏi đầu tiên mà ông tự hỏi mình là - liệu có cần sử dụng các vật liệu cứng từ tính như ferit làm vật liệu lưu trữ từ xa không? Rốt cuộc, họ không phải là những người duy nhất có cách triển khai bộ nhớ phù hợp và một vòng lặp từ trễ. Bobek đã bắt đầu thử nghiệm với tính cố định, từ đó có thể thu được các cấu trúc hình vòng chỉ đơn giản bằng cách quấn giấy bạc xung quanh dây dẫn. Ông gọi nó là cáp xoắn (xoắn - "xoắn").
Khi quấn băng theo cách này, nó có thể được cuộn lại để tạo ra một ma trận ngoằn ngoèo và được đóng gói, ví dụ, trong một màng polyetylen. Một tính năng độc đáo của bộ xoắn bộ nhớ là khả năng đọc hoặc ghi toàn bộ dòng vòng giả liên tục nằm trên cáp xoắn song song đi qua cùng một bus. Điều này đã đơn giản hóa đáng kể thiết kế của mô-đun.
Vì vậy, vào năm 1967, Bobek đã phát triển một trong những sửa đổi hiệu quả nhất của bộ nhớ từ tính vào thời điểm đó. Ý tưởng về những chiếc vòng xoắn đã gây ấn tượng mạnh với ban lãnh đạo Bell đến nỗi những lực lượng và phương tiện ấn tượng đã được đưa vào thương mại hóa nó. Tuy nhiên, việc tiết kiệm chi phí rõ ràng liên quan đến việc sản xuất băng xoắn (nó có thể được dệt, theo nghĩa chân thật nhất của từ này) đã vượt trội hơn hẳn nhờ nghiên cứu sử dụng các phần tử bán dẫn. Sự xuất hiện của SRAM và DRAM là một cú hích từ màu xanh cho gã khổng lồ điện thoại, đặc biệt là vì AT&T đã gần đạt được hợp đồng béo bở với Không quân Hoa Kỳ về việc cung cấp mô-đun bộ nhớ xoắn cho hệ thống phòng không LIM-49 Nike Zeus của họ. (một thiết bị tương tự gần đúng của A-35, xuất hiện muộn hơn một chút, chúng tôi đã viết về nó).
Bản thân công ty điện thoại đã tích cực giới thiệu một loại bộ nhớ mới trong hệ thống chuyển mạch TSPS (Traffic Service Position System) của mình. Cuối cùng, máy tính điều khiển của Zeus (Sperry UNIVAC TIC) vẫn nhận được bộ nhớ xoắn, ngoài ra, nó còn được sử dụng trong một số dự án của AT&T gần như cho đến giữa những năm tám mươi của thế kỷ trước, nhưng trong những năm đó, nó còn đau đớn hơn. hơn là sự tiến bộ, như chúng ta thấy rằng không chỉ ở Liên Xô, họ biết cách đẩy lùi công nghệ lạc hậu trong nhiều năm tới điểm dừng.
Tuy nhiên, có một thời điểm tích cực từ sự phát triển của dây xoắn.
Nghiên cứu hiệu ứng từ tính trong sự kết hợp của các màng cố định với orthoferrit (sắt từ dựa trên các nguyên tố đất hiếm), Bobek nhận thấy một trong những đặc điểm của chúng có liên quan đến từ hóa. Thử nghiệm với gadolinium gallium garnet (Gadolinium Gallium Garnet, GGG), ông đã sử dụng nó làm chất nền cho một tấm mỏng vĩnh cửu. Trong bánh sandwich kết quả, trong trường hợp không có từ trường, các vùng từ hóa được định vị dưới dạng các miền có nhiều hình dạng khác nhau.
Bobek đã xem xét các miền như vậy sẽ hoạt động như thế nào trong một từ trường có hướng vuông góc với các vùng từ hóa vĩnh viễn. Trước sự ngạc nhiên của ông, khi cường độ của từ trường tăng lên, các miền tập hợp lại thành các vùng nhỏ gọn. Bobek gọi chúng là bong bóng. Sau đó, ý tưởng về bộ nhớ bong bóng được hình thành, trong đó các lĩnh vực của từ hóa tự phát trong một tấm cố định - bong bóng - là các sóng mang của đơn vị logic. Bobek đã học cách di chuyển các bong bóng trên bề mặt của sự cố định và đưa ra một giải pháp tài tình để đọc thông tin trong mô hình bộ nhớ mới của mình. Hầu như tất cả những người chơi quan trọng thời đó và thậm chí cả NASA đều có quyền sử dụng bộ nhớ bong bóng, đặc biệt là vì bộ nhớ bong bóng hóa ra hầu như không nhạy cảm với các xung điện từ và khó chữa lành.
Khối lập phương bộ nhớ ferit KP128 / 17 của Liên Xô thu nhỏ cực kỳ hiếm. Việc phát hành những kiệt tác công nghệ này bắt đầu vào năm 1968, sáu tháng trước khi phát hành bộ nhớ Intel 3101 SRAM và 1,5 năm trước bộ nhớ DRAM Intel 1103 đầu tiên, và tiếp tục cho đến những năm 1980 (!) Các hình khối tương tự đã có trong máy tính S-200 và các phiên bản đầu tiên của S-300 cho đến giữa những năm 1990. Vào năm 1970, nó có giá 1040 rúp theo hộ chiếu - 5 khối như vậy và một VAZ-2101! RAM của một người khỏe mạnh - Intel Magnetics Bubble Memory, 1982, các miền từ tính. Chính những mô-đun này đã được cài đặt trong GRiD Compass 1101, máy tính xách tay đầu tiên trong lịch sử, được phát triển theo lệnh của NASA để sử dụng trong các sứ mệnh Tàu con thoi. Người nhái của Liên Xô, khó coi hơn một chút, K1605ZTs11. Ảnh từ bộ sưu tập của tác giả.
NIITT cũng đi theo con đường tương tự, và đến năm 1971 đã độc lập phát triển phiên bản nội địa của thanh xoắn - RAM có tổng dung lượng 7 Mbit với các đặc tính thời gian cao: tốc độ lấy mẫu là 150 ns, thời gian chu kỳ là 700 ns. Mỗi khối có dung lượng 256 Kbit, 4 khối như vậy được đặt trong tủ, 7 tủ được bao gồm trong bộ.
Rắc rối là vào năm 1965, Arnold Farber và Eugene Schlig của IBM đã tạo ra một ô nhớ bóng bán dẫn nguyên mẫu, và Benjamin Agusta và nhóm của ông đã tạo ra một chip silicon 16 bit dựa trên ô Farber-Schlig chứa 80 bóng bán dẫn, 64 điện trở và 4 điốt. Do đó, SRAM cực kỳ hiệu quả đã ra đời - bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên tĩnh, ngay lập tức chấm dứt tình trạng xoắn ốc.
Điều thậm chí còn tồi tệ hơn đối với bộ nhớ từ - trong cùng một IBM một năm sau đó, dưới sự hướng dẫn của Tiến sĩ Robert Dennard (Robert Dennard), quy trình MOS đã được thành thạo, và vào năm 1968, một nguyên mẫu của bộ nhớ động đã xuất hiện - được biết đến và hiện đang được sử dụng trong mọi DRAM máy tính (bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên động).
Năm 1969, Hệ thống Bộ nhớ Nâng cao bắt đầu bán những con chip kilobyte đầu tiên, và một năm sau, công ty trẻ Intel, ban đầu được thành lập để phát triển DRAM, đã giới thiệu một phiên bản cải tiến của công nghệ này bằng cách phát hành chip đầu tiên, chip bộ nhớ Intel 1103.
Chỉ mười năm sau, họ mới phá vỡ được nó ở Liên Xô, khi phát hành vào đầu những năm 1980 chip nhớ đầu tiên của Liên Xô Angstrem 565RU1 (4 Kbps) và 128 Kbyte khối bộ nhớ dựa trên nó. Trước đó, những cỗ máy mạnh nhất phù hợp với hình khối ferit (Lebedev chỉ tôn trọng tinh thần của trường phái cũ) hoặc phiên bản trong nước của máy xoắn, trong đó P. V. Nesterov, P. P. Silantiev, P. N. Petrov, V. A. Shakhnov đã tham gia tích cực , N. T. Kopersako và những người khác.
Bộ nhớ dự trữ, 2 khối gồm 2 khối, mỗi khối 2 kilobyte, những năm 1980. Đây là bộ nhớ RAM của các máy tính quân sự của chúng ta cho đến những năm 1990 (ảnh http://www.oldtriod.ru). Cùng lúc đó, phi hành gia John Creighton tạo dáng với chiếc máy tính xách tay GRiD Compass 1101 trong sứ mệnh Khám phá Tàu con thoi, năm 1985 (ảnh https://ru.wikipedia.org/).
Một vấn đề nghiêm trọng khác là việc xây dựng bộ nhớ để lưu trữ các chương trình và hằng số.
Như bạn còn nhớ, trong K340A, ROM được tạo trên lõi ferit, thông tin được nhập vào bộ nhớ như vậy bằng cách sử dụng một công nghệ rất giống với khâu: dây được khâu tự nhiên bằng kim qua một lỗ trên ferit (kể từ đó, thuật ngữ "Firmware" đã bắt nguồn từ quá trình nhập thông tin vào bất kỳ ROM nào). Ngoài sự tốn công sức của quá trình, hầu như không thể thay đổi thông tin trong một thiết bị như vậy. Do đó, một kiến trúc khác đã được sử dụng cho 5E53. Trên bảng mạch in, một hệ thống các bus trực giao đã được thực hiện: địa chỉ và bit. Để tổ chức một kết nối quy nạp giữa các bus địa chỉ và bit, một vòng giao tiếp khép kín đã được xếp chồng hoặc không xếp chồng lên nhau trên giao điểm của chúng (trong NIIVK, một khớp nối điện dung đã được lắp đặt cho M-9). Các cuộn dây được đặt trên một tấm bảng mỏng, được ép chặt vào ma trận bus - việc thay đổi thẻ theo cách thủ công (và không cần tắt máy tính), chúng đã thay đổi thông tin.
Đối với 5E53, một ROM dữ liệu đã được phát triển với tổng dung lượng 2,9 Mbit với các đặc tính thời gian khá cao đối với một công nghệ sơ khai như: tốc độ lấy mẫu là 150 ns, thời gian chu kỳ là 350 ns. Mỗi khối có dung lượng 72 kbps, 8 khối với tổng dung lượng 576 kbps được đặt trong tủ, 5 tủ được đặt trong bộ máy tính. Là một bộ nhớ dung lượng cao bên ngoài, một bộ nhớ được phát triển trên một băng quang độc đáo. Việc ghi và đọc diễn ra với sự trợ giúp của đèn LED trên phim, kết quả là dung lượng của băng có cùng kích thước tăng thêm hai bậc so với từ tính và đạt 3 Gbit. Đối với các hệ thống phòng thủ tên lửa, đây là một giải pháp hấp dẫn, vì chương trình và hằng số của chúng rất lớn, nhưng rất hiếm khi thay đổi.
Cơ sở phần tử chính của 5E53 là GIS "Tropa" và "Ambassador" mà chúng ta đã biết, nhưng trong một số trường hợp, tốc độ của chúng còn thiếu, do đó, các chuyên gia của SVT (bao gồm cả V. L. Dshkhunyan - sau này là cha đẻ của chiếc đầu tiên bộ vi xử lý nguyên bản trong nước!) và nhà máy Exciton "Một loạt GIS đặc biệt được phát triển dựa trên các phần tử không bão hòa với điện áp nguồn giảm, tốc độ tăng và khả năng dự phòng bên trong (loạt 243," Cone "). Bộ khuếch đại đặc biệt, dòng Ishim, được phát triển cho NIIME RAM.
Đối với 5E53 được phát triển thiết kế nhỏ gọn gồm 3 tầng: tủ, ngăn, ô. Tủ có kích thước nhỏ: chiều rộng mặt trước - 80 cm, chiều sâu - 60 cm, chiều cao - 180 cm, trong tủ có 4 dãy khối, mỗi dãy 25 chiếc. Nguồn điện được đặt lên hàng đầu. Các máy thổi khí làm mát bằng không khí được đặt dưới các khối nhà. Khối là một bảng chuyển mạch trong một khung kim loại, các ô được đặt trên một trong các bề mặt bảng. Việc lắp đặt liên ô và liên đơn vị được thực hiện bằng cách quấn (thậm chí không hàn!).
Điều này đã được lập luận bởi thực tế là không có thiết bị hàn tự động chất lượng cao ở Liên Xô và việc hàn nó bằng tay của bạn có thể trở nên điên rồ và chất lượng sẽ bị ảnh hưởng. Kết quả là, quá trình thử nghiệm và vận hành thiết bị đã chứng minh độ tin cậy của cuộn dây Liên Xô cao hơn đáng kể so với cách hàn của Liên Xô. Ngoài ra, cài đặt bao bọc được sản xuất bằng công nghệ tiên tiến hơn nhiều: cả trong quá trình thiết lập và sửa chữa.
Trong điều kiện công nghệ thấp, việc quấn an toàn hơn nhiều: không có mỏ hàn và chất hàn nóng, không có chất trợ dung và không cần làm sạch chúng sau đó, loại trừ ngắn mạch của dây dẫn do chất hàn lan rộng quá mức, không có hiện tượng quá nhiệt cục bộ, đôi khi làm hỏng các yếu tố, v.v. Để thực hiện cài đặt bằng cách quấn, các doanh nghiệp MEP đã phát triển và sản xuất các đầu nối đặc biệt và một công cụ lắp đặt dưới dạng súng lục và bút chì.
Các tế bào được làm trên bảng sợi thủy tinh với hệ thống dây điện in hai mặt. Nói chung, đó là một ví dụ hiếm hoi về một kiến trúc cực kỳ thành công của toàn bộ hệ thống - không giống như 90% các nhà phát triển máy tính ở Liên Xô, những người tạo ra 5E53 không chỉ quan tâm đến nguồn điện mà còn dễ dàng cài đặt, bảo trì, làm mát, đi dây điện và những thứ lặt vặt khác. Hãy nhớ điểm này, sẽ rất hữu ích khi so sánh 5E53 với việc tạo ra ITMiVT - Elbrus, Electronics SS BIS và những người khác.
Để đảm bảo độ tin cậy, một bộ xử lý SOC hóa ra là không đủ và tất cả các thành phần của máy phải được tạo thành một bản sao ba lần.
Năm 1971, 5E53 đã sẵn sàng.
So với Almaz, hệ thống cơ sở đã được thay đổi (thành 17, 19, 23, 25, 26, 27, 29, 31) và độ sâu bit của dữ liệu (20 và 40 bit) và lệnh (72 bit). Xung nhịp của bộ xử lý SOC là 6,0 MHz, hiệu suất là 10 triệu thao tác thuật toán mỗi giây đối với các nhiệm vụ phòng thủ tên lửa (40 MIPS), 6,6 MIPS trên một bộ xử lý mô-đun duy nhất. Số lượng bộ xử lý là 8 (4 mô-đun và 4 nhị phân). Công suất tiêu thụ - 60 kW. Thời gian hoạt động trung bình là 600 giờ (M-9 Kartsev có 90 giờ).
Quá trình phát triển 5E53 được thực hiện trong thời gian kỷ lục - một năm rưỡi. Nó kết thúc vào đầu năm 1971. 160 loại ô, 325 loại khối phụ, 12 loại bộ nguồn, 7 loại tủ, bảng điều khiển kỹ thuật, khối lượng chân đế. Một nguyên mẫu đã được thực hiện và thử nghiệm.
Các đại diện quân sự đóng một vai trò to lớn trong dự án, những người hóa ra không chỉ tỉ mỉ mà còn nhạy bén: V. N. Kalenov, A. I. Abramov, E. S. Klentser và T. N. Remezova. Họ liên tục theo dõi sự tuân thủ của sản phẩm với các yêu cầu của thông số kỹ thuật, mang đến cho nhóm kinh nghiệm thu được từ việc tham gia phát triển những nơi trước đây và hạn chế sở thích triệt để của các nhà phát triển.
Yu N. Cherkasov nhớ lại:
Rất vui khi được làm việc với Vyacheslav Nikolaevich Kalenov. Sự chính xác của anh ấy đã luôn được công nhận. Anh ta tìm cách hiểu bản chất của những gì đã được đề xuất và nếu anh ta thấy nó thú vị, đã đi đến bất kỳ biện pháp nào có thể tưởng tượng được và không thể tưởng tượng được để thực hiện đề xuất. Khi tôi, hai tháng trước khi hoàn thành việc phát triển thiết bị truyền dữ liệu, đề xuất quy trình xử lý triệt để, kết quả là khối lượng của nó đã giảm đi một phần ba, anh ấy đã hoàn thành công việc xuất sắc cho tôi trước thời hạn với lời hứa sẽ thực hiện xử lý trong 2 tháng còn lại. Kết quả là, thay vì ba tủ và 46 loại tiểu đơn vị, một tủ và 9 loại tiểu đơn vị vẫn còn, thực hiện các chức năng tương tự, nhưng có độ tin cậy cao hơn.
Kalenov khẳng định sẽ tiến hành các bài kiểm tra trình độ đầy đủ của chiếc máy:
Tôi khăng khăng muốn thử nghiệm, và kỹ sư trưởng, Yu D. Sasov, dứt khoát phản đối, tin rằng mọi thứ đã tốt và việc thử nghiệm là một sự lãng phí công sức, tiền bạc và thời gian. Thứ trưởng ủng hộ tôi. thiết kế trưởng N. N. Antipov, người có nhiều kinh nghiệm trong việc phát triển và sản xuất các thiết bị quân sự.
Yuditsky, người cũng có nhiều kinh nghiệm gỡ lỗi, đã ủng hộ sáng kiến này và hóa ra là đúng: các thử nghiệm cho thấy rất nhiều sai sót và khiếm khuyết nhỏ. Kết quả là, các chi bộ và đơn vị con đã được hoàn thiện, và kỹ sư trưởng Sasov bị sa thải khỏi chức vụ của mình. Để tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của máy tính trong sản xuất hàng loạt, một nhóm các chuyên gia ZEMZ đã được cử đến các SVT. Malashevich (một lính nghĩa vụ vào thời điểm đó) nhớ lại cách người bạn của mình G. M. Bondarev nói:
Đó là một chiếc xe tuyệt vời, chúng tôi chưa bao giờ nghe nói về bất cứ điều gì giống như nó. Nó có rất nhiều giải pháp ban đầu mới. Qua việc nghiên cứu tài liệu, chúng tôi đã học được rất nhiều điều mới, học hỏi được rất nhiều điều.
Anh ấy nói điều này với sự nhiệt tình đến nỗi B. M. Malashevich đã không trở lại ZEMZ khi kết thúc nhiệm vụ của mình mà đã đến làm việc tại SVTs.
Bức ảnh duy nhất được biết đến về bảng điều khiển kỹ thuật của máy tính Almaz và bức ảnh duy nhất được biết đến của nguyên mẫu 5E53, lưu ý rằng bảng điều khiển được lấy từ Almaz hầu như không có sự thay đổi (ảnh https://www.computer-museum.ru)
Công tác chuẩn bị cho sự ra mắt của tổ hợp 4 máy đang được diễn ra rầm rộ tại sân tập Balkhash. Thiết bị Argun về cơ bản đã được cài đặt và cấu hình, đồng thời kết hợp với 5E92b. Phòng máy của 5 chiếc 53EXNUMX đã sẵn sàng và chờ giao máy.
Trong kho lưu trữ của F. V. Lukin, một bản phác thảo về cách bố trí các thiết bị điện tử của MKSK đã được lưu giữ, trong đó vị trí của các máy tính cũng được chỉ ra. Vào ngày 27 tháng 1971 năm 97, tám bộ tài liệu thiết kế (mỗi bộ 272 tờ) đã được chuyển đến ZEMZ. Sản xuất đã bắt đầu và ...
Được đặt hàng, phê duyệt, vượt qua tất cả các bài kiểm tra, được chấp nhận sản xuất, chiếc xe không bao giờ được xuất xưởng! Chúng ta sẽ nói về những gì đã xảy ra vào lần sau.
- Alexey Eremenko
- https://ru.wikipedia.org/, http://www.oldtriod.ru, https://www.computer-museum.ru, http://www.155la3.ru, https://vk.com/, https://starina-chuk.livejournal.com
tin tức