La città dei sogni
Così, nel 1963, a Zelenograd fu aperto un centro di microelettronica.
Per volontà del destino, Lukin, un conoscente del ministro Shokin, diventa il suo direttore, e non Staros (mentre Lukin non è mai stato visto in sporchi intrighi, al contrario - era una persona onesta e schietta, ironia della sorte, è così coinciso che è stata la sua adesione ai principi che lo ha aiutato a prendere questo incarico, a causa sua, ha litigato con il capo precedente e se n'è andato, e Shokin aveva bisogno almeno di qualcuno al posto di Staros, che odiava).
Per le macchine SOK, questo significava un decollo (almeno, all'inizio lo pensavano) - ora potrebbero, con il costante supporto di Lukin, essere implementate usando i microcircuiti. A questo scopo, portò Yuditsky e Akushsky a Zelenograd insieme al team di sviluppo del K340A, e formarono un dipartimento di computer avanzati al NIIFP. Per quasi 1, 5 anni non ci sono stati compiti specifici per il dipartimento e hanno trascorso il loro tempo divertendosi con il modello T340A, che hanno portato con sé da NIIDAR, e meditando sugli sviluppi futuri.
Va notato che Yuditsky era una persona estremamente istruita con una visione ampia, era attivamente interessato agli ultimi risultati scientifici in vari campi indirettamente collegati all'informatica e ha riunito un team di giovani specialisti di grande talento provenienti da diverse città. Sotto il suo patrocinio, si sono tenuti seminari non solo sull'aritmetica modulare, ma anche sulla neurocibernetica e persino sulla biochimica delle cellule nervose.
Come ricorda V. I Stafeev:
Quando sono arrivato al NIIFP come direttore, grazie agli sforzi di Davlet Islamovich, era ancora un istituto piccolo, ma già funzionante. Il primo anno fu dedicato alla ricerca di un linguaggio comune di comunicazione tra matematici, cibernetici, fisici, biologi, chimici … Questo fu il periodo della formazione ideologica del collettivo, che Yuditsky, sua benedetta memoria, chiamò giustamente il "Periodo di cantando canzoni rivoluzionarie" sul tema: "Che bello questo è fare!" Una volta raggiunta la comprensione reciproca, è stata avviata una seria ricerca congiunta nelle direzioni accettate.
Fu in questo momento che Kartsev e Yuditsky si incontrarono e diventarono amici (i rapporti con il gruppo di Lebedev in qualche modo non funzionarono a causa del loro elitarismo, vicinanza al potere e riluttanza a studiare architetture di macchine così poco ortodosse).
Come ricorda M. D. Kornev:
Kartsev ed io avevamo riunioni regolari del Consiglio Scientifico e Tecnico (Consiglio Scientifico e Tecnico), in cui gli specialisti discutevano i modi ei problemi della costruzione di computer. Di solito ci invitavamo l'un l'altro a questi incontri: andavamo da loro, loro - da noi e partecipavamo attivamente alla discussione.
In generale, se a questi due gruppi fosse data la libertà accademica, impensabile per l'URSS, sarebbe difficile persino pensare a quali vette tecniche sarebbero stati portati alla fine e come avrebbero cambiato l'informatica e il design dell'hardware.
Infine, nel 1965, il Consiglio dei ministri decise di completare il complesso di tiro multicanale Argun (MKSK) per la seconda fase dell'A-35. Secondo stime preliminari, l'ISSC necessitava di un computer con una capacità di circa 3,0 milioni di tonnellate di petrolio equivalente. Operazioni "algoritmiche" al secondo (termine generalmente estremamente difficile da interpretare, indicava operazioni di elaborazione dei dati radar). Come ha ricordato NK Ostapenko, un'operazione algoritmica su problemi MKSK corrispondeva a circa 3-4 semplici operazioni del computer, ovvero era necessario un computer con prestazioni di 9-12 MIPS. Alla fine del 1967, anche il CDC 6600 era al di sopra della capacità del CDC 6600.
Il tema è stato presentato per il concorso a tre imprese contemporaneamente: Centro per la microelettronica (Minelektronprom, F. V. Lukin), ITMiVT (Ministero dell'industria radiofonica, S. A. Lebedev) e INEUM (Minpribor, M. A. Kartsev).
Naturalmente, Yuditsky si è messo al lavoro nel CM, ed è facile indovinare quale schema della macchina ha scelto. Da notare che dei veri designer di quegli anni, solo Kartsev con le sue macchine uniche, di cui parleremo di seguito, poteva competere con lui. Lebedev era completamente al di fuori della portata di entrambi i supercomputer e di innovazioni architettoniche così radicali. Il suo allievo Burtsev ha progettato macchine per il prototipo A-35, ma in termini di produttività non erano nemmeno vicine a quelle necessarie per un complesso completo. Il computer per l'A-35 (eccetto affidabilità e velocità) doveva lavorare con parole di lunghezza variabile e diverse istruzioni in un comando.
Si noti che NIIFP aveva un vantaggio nell'elemento base - a differenza dei gruppi Kartsev e Lebedev, avevano accesso diretto a tutte le tecnologie microelettroniche - le hanno sviluppate loro stesse. In questo momento, presso NIITT iniziò lo sviluppo di un nuovo "Ambassador" GIS (successiva serie 217). Si basano su una versione senza pacchetto del transistor sviluppata a metà degli anni '60 dal Moscow Research Institute of Semiconductor Electronics (ora NPP Pulsar) sul tema della "Parabola". Gli assemblaggi sono stati prodotti in due versioni dell'elemento base: su transistor 2T318 e matrici di diodi 2D910B e 2D911A; su transistor KTT-4B (di seguito 2T333) e matrici di diodi 2D912. Caratteristiche distintive di questa serie rispetto agli schemi a film spesso "Path" (serie 201 e 202): maggiore velocità e immunità al rumore. I primi assemblaggi della serie erano LB171 - elemento logico 8I-NOT; 2LB172 - due elementi logici 3I-NOT e 2LB173 - elemento logico 6I-NOT.
Nel 1964 era già una tecnologia in ritardo, ma ancora viva, e gli architetti di sistema del progetto Almaz (così fu battezzato il prototipo) ebbero l'opportunità non solo di mettere immediatamente in funzione questi GIS, ma anche di influenzarne la composizione e le caratteristiche, infatti, ordinando sotto di te chip personalizzati. Pertanto, è stato possibile aumentare le prestazioni molte volte: i circuiti ibridi si inseriscono in un ciclo di 25-30 ns, anziché 150.
Sorprendentemente, il GIS sviluppato dal team di Yuditsky era più veloce dei veri microcircuiti, ad esempio le serie 109, 121 e 156, sviluppate nel 1967-1968 come base di elementi per computer sottomarini! Non avevano un analogo estraneo diretto, poiché era lontano da Zelenograd, le serie 109 e 121 sono state prodotte dalle fabbriche di Minsk Mion e Planar e Polyaron di Lvov, serie 156 - dall'Istituto di ricerca di Vilnius Venta (alla periferia dell'URSS, lontano da ministri, in generale, stavano accadendo molte cose interessanti). La loro performance è stata di circa 100 ns. La serie 156, tra l'altro, è diventata famosa per il fatto che sulla sua base è stata assemblata una cosa completamente ctonica: un GIS multicristallino, noto come serie 240 "Varduva", sviluppato dal Vilnius Design Bureau MEP (1970).
A quel tempo, in Occidente, venivano prodotti LSI a tutti gli effetti, in URSS rimanevano 10 anni fino a questo livello di tecnologia e volevo davvero ottenere LSI. Di conseguenza, hanno creato una sorta di surrogato da un mucchio (fino a 13 pezzi!) Di microcircuiti senza chip della più piccola integrazione, separati su un substrato comune in un unico pacchetto. È difficile dire cosa ci sia di più in questa decisione: ingegno o tecnoschizofrenia. Questo miracolo è stato chiamato "LSI ibrido" o semplicemente GBIS, e possiamo dire con orgoglio che una tale tecnologia non aveva analoghi al mondo, se non altro perché nessun altro aveva bisogno di essere così pervertito (che è solo due (!) fornitura voltaggio, + 5V e + 3V, che erano necessari per l'opera di questo miracolo di ingegneria). Per renderlo completamente divertente, questi GBIS sono stati combinati su un'unica scheda, ottenendo, ancora una volta, una sorta di surrogato di moduli multi-chip e utilizzati per assemblare i computer di bordo del progetto Karat.
Tornando al progetto Almaz, notiamo che era molto più serio del K340A: sia le risorse che le squadre coinvolte erano colossali. Il NIIFP era responsabile dello sviluppo dell'architettura e del processore del computer, il NIITM - il design di base, il sistema di alimentazione e il sistema di input/output dei dati, il NIITT - i circuiti integrati.
Insieme all'uso dell'aritmetica modulare, è stato trovato un altro modo architetturale per aumentare significativamente le prestazioni complessive: una soluzione che è stata ampiamente utilizzata in seguito nei sistemi di elaborazione del segnale (ma unica a quel tempo e la prima in URSS, se non nel mondo) - l'introduzione di un coprocessore DSP nel sistema e di nostra progettazione!
Di conseguenza, "Almaz" consisteva in tre blocchi principali: un DSP a compito singolo per l'elaborazione preliminare dei dati radar, un processore modulare programmabile che esegue calcoli di guida missilistica, un coprocessore reale programmabile che esegue operazioni non modulari, principalmente relative al controllo informatico.
L'aggiunta del DSP ha comportato una diminuzione della potenza richiesta del processore modulare di 4 MIPS e un risparmio di circa 350 KB di RAM (quasi il doppio). Il processore modulare stesso aveva prestazioni di circa 3,5 MIPS, una volta e mezza superiori al K340A. Il progetto di progetto è stato completato nel marzo 1967. Le basi del sistema sono rimaste le stesse del K340A, la capacità di memoria è stata aumentata a 128K parole a 45 bit (circa 740 KB). Cache del processore - 32 parole a 55 bit. Il consumo di energia è stato ridotto a 5 kW e il volume della macchina è stato ridotto a 11 armadi.
L'accademico Lebedev, dopo aver familiarizzato con le opere di Yuditsky e Kartsev, ritirò immediatamente la sua versione dalla considerazione. In generale, quale fosse il problema del gruppo Lebedev è un po' poco chiaro. Più precisamente, non è chiaro quale tipo di veicolo abbiano rimosso dalla concorrenza, perché allo stesso tempo stavano sviluppando il predecessore di Elbrus - 5E92b, proprio per la missione di difesa missilistica.
In effetti, a quel punto, lo stesso Lebedev si era completamente trasformato in un fossile e non poteva offrire idee radicalmente nuove, specialmente quelle superiori alle macchine SOC o ai computer vettoriali di Kartsev. In realtà, la sua carriera si è conclusa a BESM-6, non ha creato nulla di meglio e più serio e ha supervisionato lo sviluppo in modo puramente formale, o ha ostacolato più di quanto aiutato il gruppo Burtsev, che era impegnato in Elbrus e in tutti i veicoli militari di ITMiVT.
Tuttavia, Lebedev aveva una potente risorsa amministrativa, essendo qualcuno come Korolev del mondo dei computer - un idolo e un'autorità incondizionata, quindi se voleva spingere facilmente la sua macchina, non importava quale fosse. Stranamente, non lo fece. 5E92b, tra l'altro, è stato adottato, forse era quel progetto? Inoltre, poco dopo, sono state rilasciate la sua versione modernizzata 5E51 e una versione mobile del computer per la difesa aerea 5E65. Allo stesso tempo, sono apparsi E261 e 5E262. Non è chiaro il motivo per cui tutte le fonti affermano che Lebedev non ha partecipato alla competizione finale. Ancora più strano, il 5E92b è stato fabbricato, consegnato alla discarica e collegato all'Argun come misura temporanea fino al completamento dell'auto di Yuditsky. In generale, questo segreto sta ancora aspettando i suoi ricercatori.
Rimangono due progetti: Almaz e M-9.
M-9
Kartsev può essere accuratamente descritto con una sola parola: genio.
L'M-9 ha superato quasi tutto (se non tutto) che era anche nei progetti di tutto il mondo in quel momento. Ricordiamo che i termini di riferimento includevano una performance di circa 10 milioni di operazioni al secondo, e sono stati in grado di spremere questo da Almaz solo attraverso l'uso di DSP e aritmetica modulare. Kartsev è uscito dalla sua macchina senza tutto questo miliardi … Fu davvero un record mondiale, imbattuto fino a quando il supercomputer Cray-1 apparve dieci anni dopo. Riferendo sul progetto M-9 nel 1967 a Novosibirsk, Kartsev ha scherzato:
l'M-220 si chiama così perché ha una produttività di 220mila operazioni/s, e l'M-9 si chiama così perché fornisce una produttività da 10 alla 9a potenza di operazioni/s.
Sorge una domanda: ma come?
Kartsev ha proposto (per la prima volta al mondo) un'architettura di processore molto sofisticata, di cui non è mai stato creato un analogo strutturale completo. Era in parte simile agli array sistolici Inmos, in parte ai processori vettoriali Cray e NEC, in parte a Connection Machine - l'iconico supercomputer degli anni '80 e persino alle moderne schede grafiche. M-9 aveva un'architettura straordinaria, per la quale non c'era nemmeno un linguaggio adeguato per descrivere, e Kartsev dovette introdurre tutti i termini da solo.
La sua idea principale era quella di costruire un computer che gestisse una classe di oggetti fondamentalmente nuova per l'aritmetica delle macchine: funzioni di una o due variabili, date in modo puntuale. Per loro, ha definito tre tipi principali di operatori: operatori che assegnano un terzo a una coppia di funzioni, operatori che restituiscono un numero come risultato di un'azione su una funzione. Funzionavano con funzioni speciali (nella terminologia moderna - maschere) che assumevano valori 0 o 1 e servivano a selezionare un sottoarray da un determinato array, operatori che restituiscono un array di valori associati a questa funzione come risultato di un'azione su una funzione.
L'auto consisteva in tre coppie di blocchi, che Kartsev chiamava "fasci", sebbene fossero più simili a reticoli. Ogni coppia includeva un'unità di calcolo di un'architettura diversa (il processore stesso) e un'unità di calcolo della maschera per essa (architettura corrispondente).
Il primo bundle (il principale, "blocco funzionale") consisteva in un core di calcolo - una matrice di processori 32x32 a 16 bit, simili ai transputer INMOS degli anni '80, con il suo aiuto è stato possibile eseguire in un ciclo di clock tutti le operazioni di base dell'algebra lineare - moltiplicazione di matrici e vettori in combinazioni arbitrarie e loro addizione.
Fu solo nel 1972 che negli Stati Uniti fu costruito un computer sperimentale massivamente parallelo Burroughs ILLIAC IV, in qualche modo simile nell'architettura e nelle prestazioni comparabili. Le catene aritmetiche generali potevano eseguire la sommatoria con l'accumulo del risultato, che rendeva possibile, se necessario, elaborare matrici di dimensione superiore a 32. Agli operatori eseguiti dal reticolo dei processori del collegamento funzionale poteva essere imposta una maschera che ne limitava l'esecuzione ai processori etichettati. La seconda unità (chiamata da Kartsev "aritmetica delle immagini") funzionava in tandem con essa, consisteva nella stessa matrice, ma processori a un bit per le operazioni sulle maschere ("immagini", come venivano chiamate allora). Sui dipinti era disponibile un'ampia gamma di operazioni, eseguite anche in un ciclo e descritte da deformazioni lineari.
Il secondo bundle ha ampliato le capacità del primo e consisteva in un coprocessore vettoriale di 32 nodi. Doveva eseguire operazioni su una funzione o su una coppia di funzioni specificate in 32 punti, oppure operazioni su due funzioni o su due coppie di funzioni specificate in 16 punti. Per esso c'era allo stesso modo un proprio blocco maschera, chiamato "aritmetica delle caratteristiche".
Il terzo collegamento (anch'esso facoltativo) era costituito da un blocco associativo che effettuava operazioni di confronto e ordinamento dei sottoarray per contenuto. A lei sono andate anche un paio di maschere.
La macchina potrebbe essere composta da vari insiemi, nella configurazione di base - solo un blocco funzionale, al massimo - otto: due insiemi di aritmetica funzionale e figurativa e un insieme di altri. In particolare, si presumeva che l'M-10 fosse composto da 1 blocco, l'M-11 - da otto. Le prestazioni di questa opzione erano superiori due miliardi operazioni al secondo.
Per concludere finalmente il lettore, notiamo che Kartsev prevedeva la combinazione sincrona di più macchine in un supercomputer. Con una tale combinazione, tutte le macchine venivano avviate da un generatore di clock ed eseguivano operazioni su matrici di enormi dimensioni in 1-2 cicli di clock. Al termine dell'operazione in corso e all'inizio di quella successiva, era possibile lo scambio tra eventuali aritmetiche e dispositivi di memorizzazione delle macchine integrate nel sistema.
Di conseguenza, il progetto di Kartsev era un vero mostro. Qualcosa di simile, da un punto di vista architettonico, è apparso in Occidente solo alla fine degli anni '70 nelle opere di Seymour Cray e dei giapponesi di NEC. In URSS, questa macchina era assolutamente unica e architettonicamente superiore non solo a tutti gli sviluppi di quegli anni, ma in generale a tutto ciò che è stato prodotto in tutta la nostra storia. C'era solo un problema: nessuno lo avrebbe implementato.
Diamante
Il concorso è stato vinto dal progetto Almaz. Le ragioni di ciò sono vaghe e incomprensibili e sono associate ai tradizionali giochi politici in vari ministeri.
Kartsev, in un incontro dedicato al 15° anniversario del Research Institute of Computer Complexes (NIIVK), nel 1982 disse:
Nel 1967 uscimmo con un progetto piuttosto audace per il complesso di computer M-9 …
Per il Ministero degli strumenti dell'URSS, dove alloggiavamo allora, questo progetto si è rivelato troppo …
Ci è stato detto: vai da V. D. Kalmykov, dato che lavori per lui. Il progetto M-9 è rimasto incompiuto …
In effetti, l'auto di Kartsev era troppo buono per l'URSS, il suo aspetto lascerebbe semplicemente audacemente il tabellone di tutti gli altri giocatori, incluso il potente gruppo di lebedeviti di ITMiVT. Naturalmente nessuno avrebbe permesso a un parvenu Kartsev di superare i favoriti del sovrano più volte inondati di premi e favori.
Si noti che questa competizione non solo non ha distrutto l'amicizia tra Kartsev e Yuditsky, ma ha unito ancora di più questi diversi, ma a modo loro, geniali architetti. Come ricordiamo, Kalmykov era categoricamente contrario sia al sistema di difesa missilistica che all'idea di un supercomputer e, di conseguenza, il progetto di Kartsev fu fuso silenziosamente e il Ministero di Pribor si rifiutò di continuare a lavorare sulla creazione di computer potenti.
Alla squadra di Kartsev fu chiesto di trasferirsi nell'MRP, cosa che fece a metà del 1967, formando un ramo numero 1 di OKB "Vympel". Nel 1958, Kartsev lavorò per ordine del noto accademico AL Mints di RTI, che era impegnato nello sviluppo di sistemi di allarme per attacchi missilistici (questo alla fine portò a radar oltre l'orizzonte completamente ctoni, inimmaginabilmente costosi e assolutamente inutili del progetto Duga, che non hanno avuto il tempo di metterlo davvero in funzione, poiché l'URSS è crollata). Nel frattempo, le persone di RTI sono rimaste relativamente sane e Kartsev ha finito per loro le macchine M-4 e M4-2M (a proposito, è molto, molto strano che non siano state utilizzate per la difesa missilistica!).
L'ulteriore storia ricorda un brutto aneddoto. Il progetto M-9 fu respinto, ma nel 1969 gli fu dato un nuovo ordine basato sulla sua macchina e, per non scuotere la barca, diedero tutto il suo ufficio di progettazione alla subordinazione di Zecche del dipartimento di Calmucchia. M-10 (indice finale 5E66 (attenzione!) - in molte fonti è stato assolutamente erroneamente attribuito all'architettura SOK) è stato costretto a competere con Elbrus (che, però, ha tagliato come un microcontrollore Xeon) e, cosa ancora più sorprendente, è stato nuovamente giocato con le auto di Yuditsky e, di conseguenza, il ministro Kalmykov ha eseguito una multi-mossa assolutamente brillante.
In primo luogo, l'M-10 lo ha aiutato a fallire la versione seriale dell'Almaz, quindi è stato dichiarato inadatto alla difesa missilistica e l'Elbrus ha vinto una nuova competizione. Di conseguenza, per lo shock di tutta questa sporca lotta politica, lo sfortunato Kartsev ha ricevuto un attacco di cuore ed è morto improvvisamente, prima di avere 60 anni. Yuditsky sopravvisse brevemente al suo amico, morendo quello stesso anno. Akushsky, il suo compagno, tra l'altro, non ha lavorato troppo ed è morto come membro del corrispondente, trattato gentilmente da tutti i premi (Yuditsky è cresciuto solo fino a diventare un dottore in scienze tecniche), nel 1992 all'età di 80 anni. Quindi, con un colpo solo Kalmykov, che odiava ferocemente Kisunko e alla fine fallì il suo progetto di difesa missilistica, ne sconfisse due, probabilmente gli sviluppatori di computer più talentuosi dell'URSS e alcuni dei migliori al mondo. Considereremo questa storia in modo più dettagliato in seguito.
Nel frattempo, torneremo al vincitore sull'argomento ABM: il veicolo Almaz e i suoi discendenti.
Naturalmente, "Almaz" era un ottimo computer per i suoi compiti ristretti e aveva un'architettura interessante, ma confrontarlo con l'M-9 era, per usare un eufemismo, scorretto, classi troppo diverse. Tuttavia, la competizione fu vinta e fu ricevuto un ordine per la progettazione di una macchina già seriale 5E53.
Per realizzare il progetto, il team di Yuditsky nel 1969 fu separato in un'impresa indipendente: lo Specialized Computing Center (SVC). Lo stesso Yuditsky divenne il direttore, il vice per il lavoro scientifico - Akushsky, che, come un pesce appiccicoso, "partecipò" a ogni progetto fino agli anni '70.
Nota ancora che il suo ruolo nella creazione delle macchine SOK è completamente mistico. Assolutamente ovunque viene citato il numero due dopo Yuditsky (e talvolta il primo), mentre ricopriva incarichi relativi a qualcosa di incomprensibile, tutti i suoi lavori sull'aritmetica modulare sono esclusivamente di co-autore, e cosa ha fatto esattamente durante lo sviluppo di "Almaz" e 5E53 non è generalmente chiaro: l'architetto della macchina era Yuditsky e anche persone completamente separate hanno sviluppato gli algoritmi.
Vale la pena notare che Yuditsky ha avuto pochissime pubblicazioni su RNS e algoritmi aritmetici modulari nella stampa aperta, principalmente perché questi lavori sono stati classificati per molto tempo. Inoltre, Davlet Islamovich si distingueva per uno scrupolo semplicemente fenomenale nelle pubblicazioni e non si metteva mai come coautore (o peggio, il primo coautore, come adoravano fare quasi tutti i registi e i capi sovietici) in qualsiasi lavoro dei suoi subordinati e studenti laureati.. Secondo i suoi ricordi, di solito rispondeva a proposte di questo tipo:
Ho scritto qualcosa lì? No? Allora portami via il mio cognome.
Quindi, alla fine, si è scoperto che nel 90% delle fonti nazionali, Akushsky è considerato il padre principale e principale di SOK, che, al contrario, non ha lavoro senza coautori, perché, secondo la tradizione sovietica, ha incollato il suo nome su tutto ciò che facevano tutti i suoi subordinati.
5E53
L'implementazione di 5E53 ha richiesto uno sforzo titanico da parte di un enorme team di persone di talento. Il computer è stato progettato per selezionare bersagli reali tra quelli falsi e puntare su di essi gli anti-missili, il compito computazionalmente più difficile che ha poi affrontato la tecnologia informatica del mondo. Per tre ISSC della seconda fase di A-35, la produttività è stata perfezionata e aumentata di 60 volte (!) A 0,6 GFLOP / s. Questa capacità doveva essere fornita da 15 computer (5 in ogni ISSK) con una prestazione sui compiti di difesa missilistica di 10 milioni di operazioni algoritmiche (circa 40 milioni di operazioni convenzionali), 7,0 Mbit di RAM, 2, 9 Mbit di EPROM, 3 Gbit VZU e apparecchiature di trasmissione dati per centinaia di chilometri. Il 5E53 dovrebbe essere significativamente più potente dell'Almaz ed essere una delle macchine più potenti (e sicuramente le più originali) al mondo.
VM Amerbaev ricorda:
Lukin nominò Yuditsky capo progettista del prodotto 5E53, affidandogli la guida degli SVT. Davlet Islamovich era un vero capo progettista. Ha approfondito tutti i dettagli del progetto in fase di sviluppo, dalla tecnologia di produzione dei nuovi elementi alle soluzioni strutturali, dall'architettura del computer al software. In tutte le aree del suo intenso lavoro, è stato in grado di porre tali domande e compiti, la cui soluzione ha portato alla creazione di nuovi blocchi originali del prodotto progettato, e in alcuni casi lo stesso Davlet Islamovich ha indicato tali soluzioni. Davlet Islamovich ha lavorato da solo, indipendentemente dal tempo o dalle circostanze, proprio come tutti i suoi compagni di lavoro. Era un periodo burrascoso e luminoso e, naturalmente, Davlet Islamovich era il centro e l'organizzatore di tutto.
Lo staff di SVC trattava i propri leader in modo diverso, e questo si rifletteva nel modo in cui i dipendenti li chiamavano nella loro cerchia.
Yuditsky, che non attribuiva molta importanza ai ranghi e apprezzava principalmente l'intelligenza e le qualità commerciali, era semplicemente chiamato Davlet nella squadra. Il nome di Akushsky era Nonno, poiché era notevolmente più vecchio della stragrande maggioranza degli specialisti SVC e, come scrivono, si distingueva per uno snobismo speciale - secondo le memorie, era impossibile immaginarlo con un saldatore in mano (molto probabilmente, semplicemente non sapeva da quale fine trattenerlo), e Davlet Islamovich lo fece più di una volta.
Come parte di Argun, che era una versione abbreviata del combattimento ISSK, era previsto l'utilizzo di 4 set di computer 5E53 (1 nel radar target Istra, 1 nel radar di guida antimissile e 2 nel centro di comando e controllo), uniti in un unico complesso. L'uso del SOC ha avuto anche aspetti negativi. Come abbiamo già detto, le operazioni di confronto non sono modulari e per la loro attuazione richiedono un passaggio al sistema posizionale e viceversa, che porta a un mostruoso calo delle prestazioni. VM Amerbaev e il suo team hanno lavorato per risolvere questo problema.
M. D. Kornev ricorda:
Di notte, pensa Vilzhan Mavlyutinovich, al mattino porta i risultati a VM Radunsky (sviluppatore capo). Gli ingegneri del circuito guardano all'implementazione hardware della nuova versione, fanno domande ad Amerbaev, lui lascia per pensare di nuovo e così fino a quando le sue idee non soccombono a una buona implementazione hardware.
Algoritmi specifici e a livello di sistema sono stati sviluppati dal cliente e algoritmi macchina sono stati sviluppati presso l'SVC da un team di matematici guidato da I. A. Bolshakov. Durante lo sviluppo del 5E53, il design della macchina, allora ancora raro, è stato ampiamente utilizzato nell'SVC, di norma, del proprio design. L'intero staff dell'impresa ha lavorato con straordinario entusiasmo, senza risparmiarsi, per 12 o più ore al giorno.
V. M. Radunsky:
"Ieri ho lavorato così tanto che, entrando nell'appartamento, ho mostrato un lasciapassare a mia moglie".
E. M. Zverev:
A quel tempo ci furono lamentele sull'immunità al rumore dei circuiti integrati della serie 243. Una volta alle due del mattino, Davlet Islamovich arrivò al modello, prese le sonde dell'oscilloscopio e per molto tempo comprese le cause dell'interferenza.
Nell'architettura 5E53, i team erano divisi in team manageriali e aritmetici. Come nel K340A, ogni parola di comando conteneva due comandi che venivano eseguiti contemporaneamente da dispositivi diversi. Uno per uno, è stata eseguita un'operazione aritmetica (su processori SOK), l'altra - gestionale: trasferimento da registro a memoria o da memoria a registro, salto condizionato o incondizionato, ecc. su un coprocessore tradizionale, quindi è stato possibile risolvere radicalmente il problema dei dannati salti condizionali.
Tutti i processi principali sono stati condotti, di conseguenza, sono state eseguite contemporaneamente diverse (fino a 8) operazioni sequenziali. L'architettura di Harvard è stata preservata. È stata applicata la stratificazione hardware della memoria in 8 blocchi con indirizzamento a blocchi alternato. Ciò ha permesso di accedere alla memoria con una frequenza di clock del processore di 166 ns ad un tempo di recupero delle informazioni dalla RAM pari a 700 ns. Fino al 5E53, questo approccio non è stato implementato nell'hardware in nessuna parte del mondo; è stato descritto solo in un progetto IBM 360/92 non realizzato.
Un certo numero di specialisti SVC ha anche proposto di aggiungere un processore di materiale completo (non solo per il controllo) e garantire la reale versatilità del computer. Questo non è stato fatto per due motivi.
In primo luogo, ciò non era semplicemente necessario per l'uso di un computer nell'ambito dell'ISSC.
In secondo luogo, I. Ya. Akushsky, essendo un fanatico del SOK, non condivideva l'opinione sulla mancanza di universalità di 5E53 e soppresse radicalmente tutti i tentativi di introdurre una sedizione materiale in esso (apparentemente, questo era il suo ruolo principale nella progettazione della macchina).
La RAM è diventata un ostacolo per 5E53. Blocchi di ferrite di enormi dimensioni, laboriosità di fabbricazione e alto consumo energetico erano lo standard della memoria sovietica a quel tempo. Inoltre, erano decine di volte più lenti del processore, tuttavia, ciò non ha impedito all'ultraconservatore Lebedev di scolpire i suoi amatissimi cubi di ferrite ovunque - dal BESM-6 al computer di bordo del sistema missilistico di difesa aerea S-300, prodotto in questa forma, su ferriti (!), fino alla metà degli anni '90 (!), in gran parte a causa di questa decisione, questo computer occupa un intero camion.
I problemi
Sotto la direzione di FV Lukin, divisioni separate di NIITT si sono impegnate a risolvere il problema della RAM e il risultato di questo lavoro è stata la creazione di memorie su film magnetici cilindrici (CMP). La fisica del funzionamento della memoria sul CMP è piuttosto complicata, molto più complicata di quella delle ferriti, ma alla fine molti problemi scientifici e ingegneristici sono stati risolti e la RAM sul CMP ha funzionato. Con possibile disappunto dei patrioti, notiamo che il concetto di memoria su domini magnetici (di cui un caso particolare è il CMF) è stato proposto per la prima volta non al NITT. Questo tipo di RAM è stato introdotto per la prima volta da una persona, l'ingegnere dei Bell Labs Andrew H. Bobeck. Bobek era un rinomato esperto di tecnologia magnetica e ha proposto due volte scoperte rivoluzionarie nella RAM.
Inventato da Jay Wright Forrester e indipendentemente da due scienziati di Harvard che hanno lavorato al progetto Harward Mk IV An Wang e Way-Dong Woo nel 1949, la memoria sui nuclei di ferrite (che tanto amava Lebedev) era imperfetta non solo per le sue dimensioni, ma anche per la colossale laboriosità della manifattura (a proposito, Wang An, quasi sconosciuto nel nostro paese, fu uno dei più famosi architetti informatici e fondò i famosi Wang Laboratories, che esistevano dal 1951 al 1992 e producevano un gran numero di tecnologie innovative, incluso il minicomputer Wang 2200, clonato in URSS come Iskra 226).
Tornando alle ferriti, notiamo che la memoria fisica su di esse era semplicemente enorme, sarebbe estremamente scomodo appendere un tappeto di 2x2 metri accanto al computer, quindi la cotta di maglia di ferrite era tessuta in piccoli moduli, come i cerchi da ricamo, il che ha causato la mostruosa laboriosità della sua fabbricazione. La tecnica più famosa per tessere tali moduli 16x16 bit è stata sviluppata dalla società britannica Mullard (una società britannica molto famosa - un produttore di tubi a vuoto, amplificatori di fascia alta, televisori e radio, è stata anche impegnata in sviluppi nel campo dei transistor e circuiti integrati, successivamente acquistati da Phillips). I moduli sono stati collegati in serie in sezioni, da cui sono stati montati cubi di ferrite. È ovvio che gli errori si stavano insinuando nel processo di tessitura dei moduli e nel processo di assemblaggio dei cubi di ferrite (il lavoro era quasi manuale), il che ha portato a un aumento dei tempi di debug e risoluzione dei problemi.
È stato grazie al problema scottante della laboriosità dello sviluppo della memoria sugli anelli di ferrite che Andrew Bobek ha avuto l'opportunità di mostrare il suo talento inventivo. Il gigante della telefonia AT&T, il creatore dei Bell Labs, era più interessato di chiunque altro allo sviluppo di tecnologie di memoria magnetica efficienti. Bobek ha deciso di cambiare radicalmente la direzione della ricerca e la prima domanda che si è posto è stata: è necessario utilizzare materiali magneticamente duri come la ferrite come materiale per immagazzinare la magnetizzazione residua? Dopotutto, non sono gli unici con un'implementazione di memoria adeguata e un ciclo di isteresi magnetica. Bobek iniziò a sperimentare con la permalloy, dalla quale si possono ottenere strutture a forma di anello semplicemente avvolgendo un foglio su un filo portante. Lo chiamò cavo twist (twist).
Avvolto in questo modo il nastro, lo si può piegare in modo da creare una matrice a zigzag e impacchettarlo, ad esempio, in un involucro di plastica. Una caratteristica unica della memoria twistor è la capacità di leggere o scrivere un'intera linea di pseudo-anelli di permalloy situati su cavi twistor paralleli che passano su un bus. Ciò ha notevolmente semplificato il design del modulo.
Così, nel 1967, Bobek sviluppò una delle modifiche più efficaci della memoria magnetica dell'epoca. L'idea dei twisters ha impressionato così tanto il management di Bell che sono stati investiti sforzi e risorse impressionanti nella sua commercializzazione. Tuttavia, gli ovvi benefici associati al risparmio nella produzione di nastro twistor (potrebbe essere tessuto, nel vero senso della parola) sono stati superati dalla ricerca sull'uso di elementi semiconduttori. La comparsa di SRAM e DRAM è stata un fulmine a ciel sereno per il gigante della telefonia, soprattutto perché AT&T era più che mai vicina alla conclusione di un lucroso contratto con l'US Air Force per la fornitura di moduli di memoria twistor per la loro Nike Zeus Air LIM-49 sistema di difesa (un analogo approssimativo dell'A-35, apparso poco dopo, ne abbiamo già scritto).
La stessa compagnia telefonica stava implementando attivamente un nuovo tipo di memoria nel suo sistema di commutazione TSPS (Traffic Service Position System). In definitiva, il computer di controllo per Zeus (Sperry UNIVAC TIC) riceveva ancora una memoria twistor, inoltre, veniva utilizzato in numerosi progetti AT&T quasi fino alla metà degli anni ottanta del secolo scorso, ma in quegli anni era più agonia che progresso, come si vede, non solo in URSS hanno saputo spingere al limite la tecnologia superata da anni.
Tuttavia, c'è stato un momento positivo dallo sviluppo dei twistor.
Studiando l'effetto magnetostrittivo in combinazioni di film di permalloy con ortoferriti (ferriti basate su elementi di terre rare), Bobek ha notato una delle loro caratteristiche associate alla magnetizzazione. Durante gli esperimenti con il granato gadolinio gallio (GGG), lo usò come substrato per un sottile foglio di permalloy. Nel sandwich risultante, in assenza di campo magnetico, le regioni di magnetizzazione sono state disposte sotto forma di domini di varia forma.
Bobek ha osservato come si comporteranno tali domini in un campo magnetico perpendicolare alle regioni di magnetizzazione del permalloy. Con sua sorpresa, all'aumentare della forza del campo magnetico, i domini si raccolsero in regioni compatte. Bobek le chiamava bolle. Fu allora che si formò l'idea della memoria a bolle, in cui i portatori dell'unità logica erano i domini della magnetizzazione spontanea nel foglio di permalloy: le bolle. Bobek ha imparato a spostare le bolle sulla superficie del permalloy e ha trovato una soluzione ingegnosa per leggere le informazioni nel suo nuovo campione di memoria. Quasi tutti i principali attori di quel tempo e persino la NASA hanno acquisito il diritto alla memoria a bolle, soprattutto perché la memoria a bolle si è rivelata quasi insensibile agli impulsi elettromagnetici e alla cura dura.
NIITT seguì un percorso simile e nel 1971 sviluppò in modo indipendente una versione domestica del twistor - RAM con una capacità totale di 7 Mbit con caratteristiche di temporizzazione elevate: una frequenza di campionamento di 150 ns, un tempo di ciclo di 700 ns. Ogni blocco aveva una capacità di 256 Kbit, 4 di questi blocchi sono stati inseriti nell'armadio, il set includeva 7 armadi.
Il guaio era che nel 1965, Arnold Farber ed Eugene Schlig di IBM costruirono un prototipo di cella di memoria a transistor, e Benjamin Agusta e il suo team crearono un chip di silicio a 16 bit basato sulla cella Farber-Schlig, contenente 80 transistor, 64 resistori e 4 diodi. È così che è nata la SRAM, la memoria statica ad accesso casuale estremamente efficiente, che ha subito messo fine ai twistor.
Ancora peggio per la memoria magnetica - nella stessa IBM un anno dopo, sotto la guida del Dr. Robert Dennard, il processo MOS fu padroneggiato e già nel 1968 apparve un prototipo di memoria dinamica: DRAM (memoria dinamica ad accesso casuale).
Nel 1969, il sistema Advanced Memory iniziò a vendere i primi chip kilobyte e un anno dopo, la giovane azienda Intel, fondata inizialmente per lo sviluppo di DRAM, presentò una versione migliorata di questa tecnologia, rilasciando il suo primo chip, il chip di memoria Intel 1103.
Fu solo dieci anni dopo che fu padroneggiato in URSS, quando il primo microcircuito di memoria sovietico Angstrem 565RU1 (4 Kbit) e blocchi di memoria da 128 Kbyte basati su di esso furono rilasciati nei primi anni '80. Prima di questo, le macchine più potenti si accontentavano dei cubi di ferrite (Lebedev rispettava solo lo spirito della vecchia scuola) o delle versioni domestiche dei twistor, nello sviluppo delle quali P. V. Nesterov, P. P. Silantyev, P. N. Petrov, V. A. N. T. Kopersako e altri.
Un altro grosso problema era la costruzione della memoria per l'archiviazione di programmi e costanti.
Come ricorderete, nella ROM K340A era realizzata su nuclei di ferrite, le informazioni venivano inserite in tale memoria utilizzando una tecnologia molto simile alla cucitura: il filo veniva naturalmente cucito con un ago attraverso un foro nella ferrite (da allora il termine “firmware” ha messo radici nel processo di inserimento delle informazioni in qualsiasi ROM). Oltre alla laboriosità del processo, è quasi impossibile modificare le informazioni in un tale dispositivo. Pertanto, è stata utilizzata un'architettura diversa per 5E53. Sul circuito stampato è stato implementato un sistema di bus ortogonali: indirizzo e bit. Per organizzare la comunicazione induttiva tra l'indirizzo e il bus di bit, un anello chiuso di comunicazione è stato o non è stato sovrapposto alla loro intersezione (presso NIIVK per l'accoppiamento capacitivo M-9 è stato installato). Le bobine sono state posizionate su una scheda sottile, che è strettamente premuta contro la matrice del bus - cambiando manualmente la scheda (inoltre, senza spegnere il computer), le informazioni sono state modificate.
Per 5E53 è stata sviluppata una ROM dati con una capacità totale di 2,9 Mbit con caratteristiche temporali piuttosto elevate per una tecnologia così primitiva: una frequenza di campionamento di 150 ns, un tempo di ciclo di 350 ns. Ogni blocco aveva una capacità di 72 kbit, 8 blocchi con una capacità totale di 576 kbit sono stati collocati nell'armadio, il set di computer includeva 5 armadietti. Come memoria esterna di grande capacità, è stato sviluppato un dispositivo di memoria basato su un nastro ottico unico. La registrazione e la lettura sono state effettuate utilizzando diodi emettitori di luce su pellicola fotografica, di conseguenza la capacità del nastro con le stesse dimensioni è aumentata di due ordini di grandezza rispetto a quella magnetica e ha raggiunto i 3 Gbit. Per i sistemi di difesa missilistica, questa era una soluzione interessante, poiché i loro programmi e le loro costanti avevano un volume enorme, ma cambiavano molto raramente.
L'elemento base principale di 5E53 era già noto a noi GIS "Path" e "Ambassador", ma le loro prestazioni erano in alcuni casi carenti, quindi gli specialisti del SIC (incluso lo stesso VLDshkhunyan - in seguito il padre del primo originale microprocessore domestico!) E l'impianto Exiton "Una serie speciale di GIS è stata sviluppata sulla base di elementi insaturi con una tensione di alimentazione ridotta, una maggiore velocità e ridondanza interna (serie 243," Cono "). Per NIIME RAM sono stati sviluppati amplificatori speciali, la serie Ishim.
Per il 5E53 è stato sviluppato un design compatto, che comprende 3 livelli: cabinet, block, cell. L'armadio era piccolo: larghezza nella parte anteriore - 80 cm, profondità - 60 cm, altezza - 180 cm L'armadio conteneva 4 file di blocchi, 25 in ciascuna. Gli alimentatori sono stati posizionati sopra. Le ventole di raffreddamento ad aria sono state posizionate sotto i blocchi. Il blocco era una scheda di commutazione in una struttura metallica, le celle erano posate su una delle superfici della scheda. L'installazione tra le celle e tra le unità è stata eseguita mediante wrapping (nemmeno saldatura!).
Ciò è stato sostenuto dal fatto che non esistevano attrezzature per la saldatura automatizzata di alta qualità in URSS e per saldarlo a mano: puoi impazzire e la qualità ne risentirà. Di conseguenza, il test e il funzionamento dell'attrezzatura hanno dimostrato un'affidabilità significativamente maggiore dell'involucro sovietico, rispetto alla saldatura sovietica. Inoltre, l'installazione avvolgente era tecnologicamente molto più avanzata in produzione: sia durante l'installazione che durante la riparazione.
In condizioni a bassa tecnologia, l'avvolgimento è molto più sicuro: non ci sono saldatori a caldo e saldatura, non ci sono fondenti e non è necessaria la loro successiva pulizia, i conduttori sono esclusi dall'eccessiva diffusione della saldatura, non c'è surriscaldamento locale, che a volte si guasta gli elementi, ecc. Per implementare l'installazione avvolgendo, le imprese del MEP hanno sviluppato e prodotto connettori speciali e uno strumento di assemblaggio sotto forma di pistola e matita.
Le celle sono state realizzate su schede in fibra di vetro con cablaggio stampato a doppia faccia. In generale, questo è stato un raro esempio di un'architettura di grande successo del sistema nel suo insieme: a differenza del 90% degli sviluppatori di computer in URSS, i creatori del 5E53 si sono presi cura non solo della potenza, ma anche della praticità dell'installazione, manutenzione, raffreddamento, distribuzione dell'energia e altre sciocchezze. Ricorda questo momento, sarà utile quando si confronta 5E53 con la creazione di ITMiVT - "Elbrus", "Electronics SS BIS" e altri.
Un processore SOK non era sufficiente per l'affidabilità ed era necessario maggiorare tutti i componenti della macchina in una tripla copia.
Nel 1971, 5E53 era pronto.
Rispetto ad Almaz, sono stati modificati il sistema di base (di 17, 19, 23, 25, 26, 27, 29, 31) e la profondità di bit dei dati (20 e 40 bit) e dei comandi (72 bit). La frequenza di clock del processore SOK è di 6,0 MHz, le prestazioni sono di 10 milioni di operazioni algoritmiche al secondo su attività di difesa missilistica (40 MIPS), 6, 6 MIPS su un processore modulare. Il numero di processori è 8 (4 modulari e 4 binari). Consumo energetico - 60 kW. Il tempo di attività medio è di 600 ore (M-9 Kartsev ha 90 ore).
Lo sviluppo di 5E53 è stato effettuato in un tempo record, in un anno e mezzo. All'inizio del 1971 finì. 160 tipi di celle, 325 tipi di subunità, 12 tipi di alimentatori, 7 tipi di armadi, pannello di controllo tecnico, peso dei supporti. È stato realizzato e testato un prototipo.
Un ruolo enorme nel progetto è stato svolto dai rappresentanti militari, che si sono rivelati non solo meticolosi, ma anche intelligenti: V. N. Kalenov, A. I. Abramov, E. S. Klenzer e T. N. Remezova. Hanno costantemente monitorato la conformità del prodotto con i requisiti del compito tecnico, hanno portato al team l'esperienza acquisita dalla partecipazione allo sviluppo in luoghi precedenti e hanno trattenuto gli hobby radicali degli sviluppatori.
Yu. N. Cherkasov ricorda:
È stato un piacere lavorare con Vyacheslav Nikolaevich Kalenov. La sua precisione è sempre stata riconosciuta. Si sforzò di comprendere l'essenza della proposta e, se lo trovava interessante, adottava tutte le misure concepibili e inconcepibili per attuare la proposta. Quando, due mesi prima del completamento dello sviluppo delle apparecchiature di trasmissione dati, ne ho proposto la revisione radicale, a seguito della quale il suo volume è stato ridotto di tre volte, mi ha chiuso il lavoro in sospeso prima del previsto con la promessa di eseguire la revisione nei restanti 2 mesi. Di conseguenza, invece di tre armadi e 46 tipi di subunità, sono rimasti un armadio e 9 tipi di subunità, che svolgono le stesse funzioni, ma con maggiore affidabilità.
Kalenov ha anche insistito per eseguire test di qualificazione completi della macchina:
Ho insistito per condurre test e l'ingegnere capo Yu. D. Sasov ha obiettato categoricamente, credendo che tutto andasse bene e che i test fossero uno spreco di sforzi, denaro e tempo. Sono stato sostenuto dal vice. capo progettista N. N. Antipov, che ha una vasta esperienza nello sviluppo e nella produzione di attrezzature militari.
Yuditsky, che ha anche una vasta esperienza di debug, ha sostenuto l'iniziativa e si è rivelata giusta: i test hanno mostrato molti difetti e difetti minori. Di conseguenza, le celle e le subunità furono finalizzate e l'ingegnere capo Sasov fu licenziato dal suo incarico. Per facilitare lo sviluppo di computer nella produzione in serie, un gruppo di specialisti ZEMZ è stato inviato all'SVC. Malashevich (in questo momento un coscritto) ricorda come disse il suo amico G. M. Bondarev:
Questa è una macchina straordinaria, non abbiamo sentito niente di simile. Contiene molte nuove soluzioni originali. Studiando la documentazione, abbiamo imparato molto, imparato molto.
Lo disse con un tale entusiasmo che BM Malashevich, dopo aver completato il suo servizio, non tornò a ZEMZ, ma andò a lavorare presso gli SVT.
Presso il sito di prova di Balkhash, erano in pieno svolgimento i preparativi per il lancio di un complesso di 4 macchine. L'attrezzatura Argun è stata praticamente già installata e regolata, mentre in combinazione con il 5E92b. La sala macchine per quattro 5E53 era pronta e in attesa della consegna delle macchine.
Nell'archivio di FV Lukin è stato conservato uno schizzo del layout delle apparecchiature elettroniche dell'ISSC, in cui sono indicate anche le posizioni dei computer. Il 27 febbraio 1971 furono consegnati a ZEMZ otto fascicoli di documentazione (97.272 fogli ciascuno). Sono iniziati i preparativi per la produzione e…
L'ordinato, approvato, superato tutti i test, accettato per la produzione, la macchina non è mai stata rilasciata! Parleremo di cosa è successo la prossima volta.
