La ciudad de los sueños
Entonces, en 1963, se abrió un centro de microelectrónica en Zelenograd.
Por voluntad del destino, Lukin, un conocido del Ministro Shokin, se convierte en su director, y no en Staros (mientras que Lukin nunca fue visto en intrigas sucias, por el contrario, era una persona honesta y directa, irónicamente, coincidió tanto que fue su adhesión a los principios lo que lo ayudó a tomar este puesto, debido a ella, se peleó con el jefe anterior y se fue, y Shokin necesitaba al menos a alguien en lugar de Staros, a quien odiaba).
Para las máquinas SOK, esto significó un despegue (al menos, así lo pensaron al principio): ahora podrían, con el apoyo constante de Lukin, implementarse utilizando microcircuitos. Para ello, llevó a Yuditsky y Akushsky a Zelenograd junto con el equipo de desarrollo de K340A, y formaron un departamento de computadoras avanzadas en NIIFP. Durante casi 1, 5 años no hubo tareas específicas para el departamento, y pasaron su tiempo divirtiéndose con el modelo T340A, que se llevaron de NIIDAR, y reflexionando sobre desarrollos futuros.
Cabe señalar que Yuditsky era una persona extremadamente educada con una perspectiva amplia, estaba activamente interesado en los últimos logros científicos en varios campos relacionados indirectamente con la informática y reunió un equipo de jóvenes especialistas muy talentosos de diferentes ciudades. Bajo su patrocinio, se llevaron a cabo seminarios no solo sobre aritmética modular, sino también sobre neurocibernética e incluso bioquímica de las células nerviosas.
Como recuerda V. I Stafeev:
Cuando llegué a NIIFP como director, gracias a los esfuerzos de Davlet Islamovich, todavía era un instituto pequeño, pero que ya funcionaba. El primer año se dedicó a encontrar un lenguaje común de comunicación entre matemáticos, cibernéticos, físicos, biólogos, químicos … Este fue el período de la formación ideológica del colectivo, que Yuditsky, su bendita memoria, llamó acertadamente el "Período de cantando canciones revolucionarias "sobre el tema:" Qué genial este es ¡hacer!" A medida que se alcanzó el entendimiento mutuo, se inició una seria investigación conjunta en las direcciones aceptadas.
Fue en este momento que Kartsev y Yuditsky se conocieron y se hicieron amigos (las relaciones con el grupo de Lebedev de alguna manera no funcionaron debido a su elitismo, cercanía al poder y falta de voluntad para estudiar arquitecturas de máquinas tan poco ortodoxas).
Como recuerda M. D. Kornev:
Kartsev y yo teníamos reuniones periódicas del Consejo Científico y Técnico (Consejo Científico y Técnico), en las que los especialistas discutían las formas y los problemas de construir computadoras. Por lo general, nos invitamos mutuamente a estas reuniones: íbamos a ellos, ellos, a nosotros, y participamos activamente en la discusión.
En general, si a estos dos grupos se les diera libertad académica, impensable para la URSS, sería difícil incluso pensar a qué alturas técnicas llegarían finalmente y cómo cambiarían la informática y el diseño de hardware.
Finalmente, en 1965, el Consejo de Ministros decidió completar el complejo de tiro multicanal Argun (MKSK) para la segunda etapa de la A-35. Según estimaciones preliminares, la ISSC necesitaba una computadora con una capacidad de aproximadamente 3,0 millones de toneladas de equivalente de petróleo. Operaciones "algorítmicas" por segundo (un término que generalmente es extremadamente difícil de interpretar, significa operaciones para procesar datos de radar). Como recordó NK Ostapenko, una operación algorítmica en los problemas de MKSK correspondía a aproximadamente 3-4 operaciones simples de computadora, es decir, se necesitaba una computadora con un rendimiento de 9-12 MIPS. A finales de 1967, incluso el CDC 6600 estaba más allá de la capacidad del CDC 6600.
El tema fue presentado para el concurso a tres empresas a la vez: Centro de Microelectrónica (Minelektronprom, F. V. Lukin), ITMiVT (Ministerio de Industria de Radio, S. A. Lebedev) e INEUM (Minpribor, M. A. Kartsev).
Naturalmente, Yuditsky se puso manos a la obra en el CM, y es fácil adivinar qué esquema de la máquina eligió. Tenga en cuenta que de los verdaderos diseñadores de esos años, solo Kartsev con sus máquinas únicas, de las que hablaremos a continuación, podría competir con él. Lebedev estaba completamente fuera del alcance de las supercomputadoras y de innovaciones arquitectónicas tan radicales. Su alumno Burtsev diseñó máquinas para el prototipo A-35, pero en términos de productividad ni siquiera estaban cerca de lo que se necesitaba para un complejo completo. La computadora para el A-35 (excepto por confiabilidad y velocidad) tenía que trabajar con palabras de longitud variable y varias instrucciones en un solo comando.
Tenga en cuenta que NIIFP tenía una ventaja en la base del elemento: a diferencia de los grupos Kartsev y Lebedev, tenían acceso directo a todas las tecnologías microelectrónicas, ellos mismos las desarrollaron. En este momento, el desarrollo de un nuevo "Embajador" GIS (posterior serie 217) comenzó en NIITT. Se basan en una versión sin paquete del transistor desarrollado a mediados de los años 60 por el Instituto de Investigación de Electrónica de Semiconductores de Moscú (ahora NPP Pulsar) sobre el tema de la “Parábola”. Los ensamblajes se produjeron en dos versiones de la base del elemento: en transistores 2T318 y matrices de diodos 2D910B y 2D911A; en transistores KTT-4B (en adelante 2T333) y matrices de diodos 2D912. Características distintivas de esta serie en comparación con los esquemas de película gruesa "Path" (series 201 y 202) - mayor velocidad e inmunidad al ruido. Los primeros conjuntos de la serie fueron LB171 - elemento lógico 8I-NOT; 2LB172 - dos elementos lógicos 3I-NOT y 2LB173 - elemento lógico 6I-NOT.
En 1964, ya era una tecnología rezagada, pero aún viva, y los arquitectos del sistema del proyecto Almaz (como se bautizó al prototipo) tuvieron la oportunidad no solo de poner inmediatamente en funcionamiento estos SIG, sino también de influir en su composición y características., de hecho, ordenando usted mismo chips personalizados. Por lo tanto, fue posible aumentar el rendimiento muchas veces: los circuitos híbridos se ajustan a un ciclo de 25 a 30 ns, en lugar de 150.
Sorprendentemente, el GIS desarrollado por el equipo de Yuditsky era más rápido que los microcircuitos reales, por ejemplo, las series 109, 121 y 156, desarrolladas en 1967-1968 como base de elementos para computadoras submarinas. No tenían un análogo extranjero directo, ya que estaba lejos de Zelenograd, las series 109 y 121 fueron producidas por las fábricas de Minsk Mion y Planar y Polyaron de Lvov, la serie 156, por Vilnius Research Institute Venta (en la periferia de la URSS, lejos de ministros, en general, estaban sucediendo muchas cosas interesantes). Su rendimiento fue de unos 100 ns. La serie 156, por cierto, se hizo famosa por el hecho de que sobre su base se ensambló una cosa completamente ctónica: un GIS multicristal, conocido como la serie 240 "Varduva", desarrollado por el Vilnius Design Bureau MEP (1970).
En ese momento, en Occidente, se estaban produciendo LSI en toda regla, en la URSS, quedaban 10 años hasta este nivel de tecnología, y realmente quería obtener LSI. Como resultado, hicieron una especie de sucedáneo de un montón (¡hasta 13 piezas!) De microcircuitos sin chip de la más pequeña integración, separados en un sustrato común en un solo paquete. Es difícil decir qué hay más en esta decisión: ingenio o tecnosquizofrenia. Este milagro se llamó "LSI híbrido" o simplemente GBIS, y podemos decir con orgullo al respecto que tal tecnología no tenía análogos en el mundo, aunque solo sea porque nadie más necesitaba ser tan pervertido (que son solo dos (!) voltaje, + 5V y + 3V, que fueron necesarios para el trabajo de este milagro de la ingeniería). Para hacerlo completamente divertido, estos GBIS se combinaron en una placa, obteniendo, nuevamente, una especie de sucedáneo de módulos de múltiples chips, y se usaron para ensamblar computadoras de barco del proyecto Karat.
Volviendo al proyecto Almaz, notamos que era mucho más serio que el K340A: tanto los recursos como los equipos involucrados en él eran colosales. El NIIFP fue responsable del desarrollo de la arquitectura y el procesador de la computadora, el NIITM - el diseño básico, el sistema de suministro de energía y el sistema de entrada / salida de datos, el NIITT - los circuitos integrados.
Junto con el uso de aritmética modular, se encontró otra forma arquitectónica para aumentar significativamente el rendimiento general: una solución que se usó ampliamente más tarde en los sistemas de procesamiento de señales (pero única en ese momento y la primera en la URSS, si no en el mundo): la introducción de un coprocesador DSP en el sistema, ¡y de nuestro propio diseño!
Como resultado, "Almaz" constaba de tres bloques principales: un DSP de una sola tarea para el procesamiento preliminar de los datos del radar, un procesador modular programable que realiza cálculos de guía de misiles, un coprocesador real programable que realiza operaciones no modulares, principalmente relacionadas al control por computadora.
La adición de DSP condujo a una disminución en la potencia requerida del procesador modular en 4 MIPS y ahorros de aproximadamente 350 KB de RAM (casi el doble). El procesador modular en sí tenía un rendimiento de aproximadamente 3.5 MIPS, una vez y media más alto que el K340A. El borrador del diseño se completó en marzo de 1967. Los cimientos del sistema se dejaron igual que en el K340A, la capacidad de memoria se incrementó a 128K palabras de 45 bits (aproximadamente 740 KB). Caché del procesador: 32 palabras de 55 bits. El consumo de energía se ha reducido a 5 kW y el volumen de la máquina se ha reducido a 11 armarios.
El académico Lebedev, habiéndose familiarizado con las obras de Yuditsky y Kartsev, inmediatamente retiró su versión de la consideración. En general, cuál fue el problema del grupo Lebedev es un poco confuso. Más precisamente, no está claro qué tipo de vehículo sacaron de la competencia, porque al mismo tiempo estaban desarrollando el predecesor del Elbrus, el 5E92b, solo para la misión de defensa antimisiles.
De hecho, en ese momento, el propio Lebedev se había convertido por completo en un fósil y no podía ofrecer ninguna idea radicalmente nueva, especialmente aquellas superiores a las máquinas SOC o las computadoras vectoriales de Kartsev. En realidad, su carrera terminó en BESM-6, no creó nada mejor y más serio y supervisó el desarrollo de manera puramente formal, o obstaculizó más que ayudó al grupo Burtsev, que estaba involucrado en Elbrus y todos los vehículos militares de ITMiVT.
Sin embargo, Lebedev tenía un poderoso recurso administrativo, siendo alguien como Korolev del mundo de las computadoras: un ídolo y una autoridad incondicional, por lo que si quería empujar su automóvil fácilmente, sin importar lo que fuera. Curiosamente, no lo hizo. 5E92b, por cierto, fue adoptado, ¿tal vez fue ese proyecto? Además, un poco más tarde, se lanzaron su versión modernizada 5E51 y una versión móvil de la computadora para defensa aérea 5E65. Al mismo tiempo, aparecieron E261 y 5E262. No está claro por qué todas las fuentes dicen que Lebedev no participó en la competición final. Aún más extraño, el 5E92b se fabricó, se entregó al vertedero y se conectó al Argun como medida temporal hasta que se terminó el automóvil de Yuditsky. En general, este secreto aún espera a sus investigadores.
Quedan dos proyectos: Almaz y M-9.
M-9
Kartsev se puede describir con precisión con una sola palabra: genio.
El M-9 superó casi todo (si no todo) que estaba incluso en los planos de todo el mundo en ese momento. Recuerde que los términos de referencia incluían un rendimiento de aproximadamente 10 millones de operaciones por segundo, y pudieron sacar esto de Almaz solo mediante el uso de DSP y aritmética modular. Kartsev salió de su coche sin todo esto. mil millones … Fue realmente un récord mundial, ininterrumpido hasta que apareció la supercomputadora Cray-1 diez años después. Al informar sobre el proyecto M-9 en 1967 en Novosibirsk, Kartsev bromeó:
la M-220 se llama así porque tiene una productividad de 220 mil operaciones / s, y la M-9 se llama así porque proporciona una productividad de 10 a la novena potencia de operaciones / s.
Surge una pregunta, pero ¿cómo?
Kartsev propuso (por primera vez en el mundo) una arquitectura de procesador muy sofisticada, cuyo análogo estructural completo nunca se ha creado. Era en parte similar a las matrices sistólicas de Inmos, en parte a los procesadores vectoriales Cray y NEC, en parte a Connection Machine, la icónica supercomputadora de la década de 1980, e incluso a las tarjetas gráficas modernas. M-9 tenía una arquitectura asombrosa, para la que ni siquiera había un lenguaje adecuado para describir, y Kartsev tuvo que introducir todos los términos por su cuenta.
Su idea principal era construir una computadora que operara una clase de objetos que es fundamentalmente nueva para la aritmética de la máquina: funciones de una o dos variables, dadas puntualmente. Para ellos, definió tres tipos principales de operadores: operadores que asignan un tercero a un par de funciones, operadores que devuelven un número como resultado de una acción sobre una función. Trabajaron con funciones especiales (en terminología moderna, máscaras) que tomaban valores 0 o 1 y servían para seleccionar un subarreglo de un arreglo dado, operadores que devuelven un arreglo de valores asociados con esta función como resultado de una acción. en una función.
El coche constaba de tres pares de bloques, que Kartsev llamaba "haces", aunque eran más como celosías. Cada par incluía una unidad de cálculo de una arquitectura diferente (el propio procesador) y una unidad de cálculo de máscara para él (arquitectura correspondiente).
El primer paquete (el "bloque funcional" principal) consistía en un núcleo de computación - una matriz de procesadores 32x32 de 16 bits, similar a las transputadoras INMOS de la década de 1980, con su ayuda era posible llevar a cabo en un ciclo de reloj todo las operaciones básicas del álgebra lineal: multiplicación de matrices y vectores en combinaciones arbitrarias y su suma.
Fue solo en 1972 que se construyó una computadora experimental masivamente paralela Burroughs ILLIAC IV en los EE. UU., Algo similar en arquitectura y rendimiento comparable. Las cadenas aritméticas generales podían realizar la suma con la acumulación del resultado, lo que posibilitaba, en caso necesario, procesar matrices de dimensión superior a 32. A los operadores ejecutados por la celosía de procesadores del enlace funcional se les podía imponer una máscara que limitaba la ejecución únicamente. a procesadores etiquetados. La segunda unidad (llamada por Kartsev "aritmética de imágenes") trabajaba en conjunto con ella, consistía en la misma matriz, pero procesadores de un bit para operaciones en máscaras ("imágenes", como se llamaban entonces). Se dispuso de una amplia gama de operaciones sobre las pinturas, también realizadas en un ciclo y descritas por deformaciones lineales.
El segundo paquete amplió las capacidades del primero y consistió en un coprocesador vectorial de 32 nodos. Tenía que realizar operaciones en una función o un par de funciones especificadas en 32 puntos, u operaciones en dos funciones o en dos pares de funciones especificadas en 16 puntos. Para él, también existía su propio bloque de máscara, llamado "aritmética de características".
El tercer enlace (también opcional) consistía en un bloque asociativo que realizaba operaciones de comparación y clasificación de subarreglos por contenido. También recibió un par de máscaras.
La máquina podría constar de varios conjuntos, en la configuración básica - solo un bloque funcional, como máximo - ocho: dos conjuntos de aritmética funcional y de imágenes y un conjunto de otros. En particular, se asumió que la M-10 consta de 1 bloque, la M-11 - de ocho. El rendimiento de esta opción fue superior dos billones operaciones por segundo.
Para terminar finalmente con el lector, observamos que Kartsev proporcionó la combinación sincrónica de varias máquinas en una sola supercomputadora. Con tal combinación, todas las máquinas se iniciaron desde un generador de reloj y realizaron operaciones en matrices de enormes dimensiones en 1-2 ciclos de reloj. Al final de la operación actual y al comienzo de la siguiente, era posible intercambiar entre cualquier dispositivo aritmético y de almacenamiento de las máquinas integradas en el sistema.
Como resultado, el proyecto de Kartsev fue un verdadero monstruo. Algo similar, desde un punto de vista arquitectónico, apareció en Occidente solo a fines de la década de 1970 en las obras de Seymour Cray y los japoneses de NEC. En la URSS, esta máquina era absolutamente única y arquitectónicamente superior no solo a todos los desarrollos de esos años, sino en general a todo lo que se produjo en toda nuestra historia. Solo había un problema: nadie lo iba a implementar.
Diamante
El concurso lo ganó el proyecto Almaz. Las razones de esto son vagas e incomprensibles y están asociadas con juegos políticos tradicionales en varios ministerios.
Kartsev, en una reunión dedicada al 15 aniversario del Instituto de Investigación de Complejos Informáticos (NIIVK), en 1982 dijo:
En 1967 presentamos un proyecto bastante atrevido para el complejo informático M-9 …
Para el Ministerio de Instrumentos de la URSS, donde nos alojábamos entonces, este proyecto resultó ser demasiado …
Nos dijeron: vayan con V. D. Kalmykov, ya que están trabajando para él. El proyecto M-9 quedó incumplido …
De hecho, el coche de Kartsev estaba demasiado bueno para la URSS, su apariencia simplemente dejaría audazmente el tablero de todos los demás jugadores, incluido el poderoso grupo de Lebedevites de ITMiVT. Naturalmente, nadie habría permitido que un advenedizo Kartsev superara a los favoritos del soberano, a los que repetidamente se colmaron de premios y favores.
Tenga en cuenta que esta competencia no solo no destruyó la amistad entre Kartsev y Yuditsky, sino que unió aún más a estos arquitectos diferentes, pero a su manera, brillantes. Como recordamos, Kalmykov estaba categóricamente en contra tanto del sistema de defensa antimisiles como de la idea de una supercomputadora y, como resultado, el proyecto de Kartsev se fusionó silenciosamente y el Ministerio de Pribor se negó a continuar trabajando en la creación de computadoras poderosas.
Se pidió al equipo de Kartsev que se trasladara al MRP, lo que hizo a mediados de 1967, formando una rama número 1 de OKB "Vympel". En 1958, Kartsev trabajó por encargo del conocido académico AL Mints de RTI, quien se dedicó al desarrollo de sistemas de alerta de ataques con misiles (esto finalmente resultó en radares sobre el horizonte completamente ctónicos, inimaginablemente caros y absolutamente inútiles del proyecto Duga, que no han tenido tiempo de ponerlo realmente en funcionamiento, ya que la URSS colapsó). Mientras tanto, la gente de RTI se mantuvo relativamente cuerda y Kartsev terminó las máquinas M-4 y M4-2M para ellos (por cierto, ¡es muy, muy extraño que no se usaran para la defensa antimisiles!).
Más historia recuerda una mala anécdota. El proyecto M-9 fue rechazado, pero en 1969 se le dio un nuevo pedido basado en su máquina, y para no hacer tambalear el barco, entregaron toda su oficina de diseño a la subordinación de Mints del departamento de Kalmyk. M-10 (índice final 5E66 (¡atención!) - en muchas fuentes se atribuyó por error a la arquitectura SOK) se vio obligado a competir con Elbrus (que, sin embargo, cortó como un microcontrolador Xeon) y, lo que es aún más sorprendente, se jugó nuevamente con los autos de Yuditsky y, como resultado, el ministro Kalmykov realizó un movimiento múltiple absolutamente brillante.
Primero, el M-10 lo ayudó a fallar la versión en serie del Almaz, y luego fue declarado inadecuado para la defensa antimisiles, y el Elbrus ganó una nueva competencia. Como resultado, del impacto de toda esta sucia lucha política, el desafortunado Kartsev recibió un infarto y murió repentinamente, antes de cumplir los 60 años. Yuditsky sobrevivió brevemente a su amigo y murió ese mismo año. Akushsky, su socio, por cierto, no trabajó demasiado y murió como miembro del corresponsal, tratado con amabilidad por todos los premios (Yuditsky solo creció hasta ser doctor en ciencias técnicas), en 1992 a la edad de 80 años. Entonces, de un solo golpe, Kalmykov, quien odiaba ferozmente a Kisunko y al final falló en su proyecto de defensa antimisiles, golpeó a dos, probablemente los desarrolladores de computadoras más talentosos de la URSS y algunos de los mejores del mundo. Consideraremos esta historia con más detalle más adelante.
Mientras tanto, volveremos al ganador sobre el tema ABM: el vehículo Almaz y sus descendientes.
Naturalmente, "Almaz" era una computadora muy buena para sus tareas limitadas y tenía una arquitectura interesante, pero compararla con la M-9 era, por decirlo suavemente, incorrecto, de clases demasiado diferentes. Sin embargo, se ganó el concurso y se recibió un pedido para el diseño de una máquina 5E53 que ya estaba en serie.
Para llevar a cabo el proyecto, el equipo de Yuditsky en 1969 se dividió en una empresa independiente: el Centro de Computación Especializada (SVC). El propio Yuditsky se convirtió en el director, el adjunto del trabajo científico: Akushsky, quien, como un pez pegajoso, "participó" en todos los proyectos hasta la década de 1970.
Tenga en cuenta nuevamente que su papel en la creación de máquinas SOK es completamente místico. Absolutamente en todas partes se le menciona número dos después de Yuditsky (y a veces el primero), mientras ocupó puestos relacionados con algo incomprensible, todos sus trabajos sobre aritmética modular son de coautoría exclusiva, y qué hizo exactamente durante el desarrollo de "Almaz" y 5E53 generalmente no está claro: el arquitecto de la máquina fue Yuditsky, y personas completamente separadas también desarrollaron los algoritmos.
Vale la pena señalar que Yuditsky tuvo muy pocas publicaciones sobre RNS y algoritmos aritméticos modulares en la prensa abierta, principalmente porque estos trabajos estuvieron clasificados durante mucho tiempo. Además, Davlet Islamovich se distinguió por una escrupulosidad simplemente fenomenal en las publicaciones y nunca se puso a sí mismo como coautor (o peor, el primer coautor, como casi todos los directores y jefes soviéticos adoraban hacer) en ningún trabajo de sus subordinados y estudiantes graduados.. Según sus recuerdos, solía responder a propuestas de este tipo:
¿Escribí algo allí? ¿No? Entonces quita mi apellido.
Entonces, al final, resultó que en el 90% de las fuentes nacionales, Akushsky es considerado el padre principal y principal de SOK, quien, por el contrario, no tiene trabajo sin coautores, porque, según la tradición soviética, pegó su nombre en todo lo que hacían sus subordinados.
5E53
La implementación de 5E53 requirió un esfuerzo titánico por parte de un gran equipo de personas talentosas. La computadora fue diseñada para seleccionar objetivos reales entre los falsos y apuntar antimisiles hacia ellos, la tarea computacionalmente más difícil a la que se enfrentaba entonces la tecnología informática del mundo. Para tres ISSC de la segunda etapa de A-35, la productividad se refinó y aumentó 60 veces (!) A 0.6 GFLOP / s. Se suponía que esta capacidad la proporcionarían 15 computadoras (5 en cada ISSK) con un rendimiento en tareas de defensa antimisiles de 10 millones de operaciones algorítmicas (alrededor de 40 millones de operaciones convencionales), 7.0 Mbit RAM, 2, 9 Mbit EPROM, VZU de 3 Gbit y equipo de transmisión de datos para cientos de kilómetros. El 5E53 debería ser significativamente más potente que el Almaz y ser una de las máquinas más potentes (y sin duda la más original) del mundo.
V. M. Amerbaev recuerda:
Lukin nombró a Yuditsky como diseñador jefe del producto 5E53, confiándole el liderazgo de los SVT. Davlet Islamovich fue un verdadero diseñador jefe. Profundizó en todos los detalles del proyecto que se desarrolla, desde la tecnología de producción de nuevos elementos hasta soluciones estructurales, arquitectura informática y software. En todas las áreas de su intenso trabajo, pudo plantear tales preguntas y tareas, cuya solución llevó a la creación de nuevos bloques originales del producto diseñado, y en varios casos el propio Davlet Islamovich indicó tales soluciones. Davlet Islamovich trabajó por su cuenta, independientemente del tiempo o las circunstancias, al igual que todos sus compañeros de trabajo. Fue una época tormentosa y brillante y, por supuesto, Davlet Islamovich fue el centro y organizador de todo.
El personal de SVC trataba a sus líderes de manera diferente, y esto se reflejaba en la forma en que los empleados los llamaban en su círculo.
Yuditsky, que no daba mucha importancia a los rangos y apreciaba principalmente la inteligencia y las cualidades comerciales, simplemente se llamaba Davlet en el equipo. El nombre de Akushsky era Abuelo, ya que era notablemente mayor que la abrumadora mayoría de los especialistas de SVC y, mientras escriben, se distinguía por un esnobismo especial; según las memorias, era imposible imaginarlo con un soldador en la mano (lo más probable es que, simplemente no sabía por qué extremo sujetarlo), y Davlet Islamovich hizo esto más de una vez.
Como parte de Argun, que era una versión abreviada del combate ISSK, se planeó usar 4 juegos de computadoras 5E53 (1 en el radar objetivo Istra, 1 en el radar de guía antimisiles y 2 en el centro de comando y control), unidos en un solo complejo. El uso de SOC también tuvo aspectos negativos. Como ya hemos dicho, las operaciones de comparación no son modulares y para su implementación se requiere una transición al sistema posicional y viceversa, lo que conlleva una monstruosa caída en el rendimiento. VM Amerbaev y su equipo trabajaron para resolver este problema.
M. D. Kornev recuerda:
Por la noche, piensa Vilzhan Mavlyutinovich, por la mañana trae los resultados a VM Radunsky (desarrollador principal). Los ingenieros de circuitos miran la implementación de hardware de la nueva versión, le hacen preguntas a Amerbaev, él se va a pensar de nuevo y así hasta que sus ideas sucumben a una buena implementación de hardware.
El cliente desarrolló algoritmos específicos y para todo el sistema, y los algoritmos de máquina fueron desarrollados en el SVC por un equipo de matemáticos encabezado por I. A. Bolshakov. Durante el desarrollo del 5E53, el entonces todavía raro diseño de la máquina se utilizó ampliamente en el SVC, por regla general, de su propio diseño. Todo el personal de la empresa trabajó con extraordinario entusiasmo, sin escatimar, durante 12 o más horas al día.
V. M. Radunsky:
"Ayer trabajé tan duro que, al entrar al departamento, le mostré un pase a mi esposa".
E. M. Zverev:
En ese momento hubo quejas sobre la inmunidad al ruido de los circuitos integrados de la serie 243. Una vez a las dos de la mañana, Davlet Islamovich se acercó al modelo, tomó las sondas del osciloscopio y durante mucho tiempo él mismo comprendió las causas de la interferencia..
En la arquitectura 5E53, los equipos se dividieron en equipos gerenciales y aritméticos. Como en el K340A, cada palabra de comando contenía dos comandos que fueron ejecutados por diferentes dispositivos simultáneamente. Uno por uno, se realizó una operación aritmética (en procesadores SOK), la otra, una gerencial: transferencia de registro a memoria o de memoria a registro, salto condicional o incondicional, etc. en un coprocesador tradicional, por lo que fue posible resolver radicalmente el problema de los malditos saltos condicionales.
Todos los procesos principales se canalizaron, como resultado, se realizaron varias (hasta 8) operaciones secuenciales simultáneamente. Se ha conservado la arquitectura de Harvard. Se aplicó la capa de hardware de la memoria en 8 bloques con direccionamiento de bloque alterno. Esto hizo posible acceder a la memoria con una frecuencia de reloj del procesador de 166 ns en un momento de recuperación de información de la RAM igual a 700 ns. Hasta 5E53, este enfoque no se implementó en hardware en ningún lugar del mundo; solo se describió en un proyecto IBM 360/92 no realizado.
Varios especialistas de SVC también propusieron agregar un procesador de materiales completo (no solo para control) y garantizar la versatilidad real de la computadora. Esto no se hizo por dos razones.
En primer lugar, esto simplemente no era necesario para el uso de una computadora como parte del ISSC.
En segundo lugar, I. Ya. Akushsky, siendo un fanático de SOK, no compartió la opinión sobre la falta de universalidad de 5E53 y suprimió radicalmente todos los intentos de introducir sedición material en él (aparentemente, este fue su papel principal en el diseño de la máquina).
La RAM se convirtió en un obstáculo para el 5E53. Los bloques de ferrita de enormes dimensiones, laboriosidad de fabricación y elevado consumo energético eran el estándar de la memoria soviética en ese momento. Además, eran docenas de veces más lentos que el procesador, sin embargo, esto no impidió que el ultraconservador Lebedev esculpiera sus adorados cubos de ferrita en todas partes, desde BESM-6 hasta la computadora a bordo del sistema de misiles de defensa aérea S-300, producido de esta forma, en ferritas (!), hasta mediados de la década de 1990 (!), en gran parte debido a esta decisión, esta computadora ocupa todo un camión.
Problemas
Bajo la dirección de FV Lukin, divisiones separadas de NIITT se comprometieron a resolver el problema de la RAM, y el resultado de este trabajo fue la creación de memoria sobre películas magnéticas cilíndricas (CMP). La física de la operación de la memoria en el CMP es bastante complicada, mucho más complicada que la de las ferritas, pero al final, se resolvieron muchos problemas científicos y de ingeniería y la RAM del CMP funcionó. Para la posible decepción de los patriotas, notamos que el concepto de memoria en dominios magnéticos (un caso especial del cual es el CMF) fue propuesto por primera vez no en NIITT. Este tipo de RAM fue introducido por primera vez por una persona, el ingeniero de Bell Labs, Andrew H. Bobeck. Bobek era un reconocido experto en tecnología magnética y propuso avances revolucionarios en RAM dos veces.
Inventado por Jay Wright Forrester e independientemente por dos científicos de Harvard que trabajaron en el proyecto Harward Mk IV An Wang y Way-Dong Woo en 1949, la memoria en los núcleos de ferrita (que tanto amaba a Lebedev) era imperfecta no solo por su tamaño., pero también por la colosal laboriosidad de la fabricación (por cierto, Wang An, casi desconocido en nuestro país, fue uno de los arquitectos informáticos más famosos y fundó los famosos Laboratorios Wang, que existieron desde 1951 hasta 1992 y produjeron una gran cantidad de tecnología de vanguardia, incluida la mini computadora Wang 2200, clonada en la URSS como Iskra 226).
Volviendo a las ferritas, notamos que la memoria física en ellas era simplemente enorme, sería extremadamente inconveniente colgar una alfombra de 2x2 metros al lado de la computadora, por lo que la cota de malla de ferrita se tejió en pequeños módulos, como aros de bordado, lo que provocó la monstruosa laboriosidad de su fabricación. La técnica más famosa para tejer tales módulos de 16x16 bits fue desarrollada por la compañía británica Mullard (una compañía británica muy famosa, un fabricante de tubos de vacío, amplificadores de alta gama, televisores y radios, que también participó en desarrollos en el campo de los transistores y circuitos integrados, posteriormente adquiridos por Phillips). Los módulos se conectaron en serie en secciones, a partir de las cuales se montaron cubos de ferrita. Es obvio que los errores se estaban infiltrando en el proceso de tejido de módulos y en el proceso de ensamblaje de cubos de ferrita (el trabajo era casi manual), lo que llevó a un aumento en el tiempo de depuración y resolución de problemas.
Fue gracias al tema candente de la laboriosidad de desarrollar la memoria en los anillos de ferrita que Andrew Bobek tuvo la oportunidad de mostrar su talento inventivo. El gigante telefónico AT&T, el creador de Bell Labs, estaba más interesado que nadie en desarrollar tecnologías eficientes de memoria magnética. Bobek decidió cambiar radicalmente la dirección de la investigación y la primera pregunta que se hizo fue: ¿es necesario utilizar materiales magnéticamente duros como la ferrita como material para almacenar la magnetización residual? Después de todo, no son los únicos con una implementación de memoria adecuada y un bucle de histéresis magnética. Bobek comenzó experimentos con permalloy, a partir de la cual se pueden obtener estructuras en forma de anillo simplemente enrollando papel de aluminio en un cable portador. Lo llamó cable de torsión (torsión).
Habiendo enrollado la cinta de esta manera, se puede doblar para crear una matriz en zigzag y empaquetarla, por ejemplo, en una envoltura de plástico. Una característica única de la memoria de twistor es la capacidad de leer o escribir una línea completa de pseudoanillos de aleación permanente ubicados en cables de twistor paralelos que pasan por un bus. Esto simplificó enormemente el diseño del módulo.
Entonces, en 1967, Bobek desarrolló una de las modificaciones más efectivas de la memoria magnética de la época. La idea de los twistors impresionó tanto a la gerencia de Bell que se dedicaron esfuerzos y recursos impresionantes a su comercialización. Sin embargo, los beneficios obvios asociados con el ahorro en la producción de cinta de twistor (podría tejerse, en el verdadero sentido de la palabra) fueron superados por la investigación sobre el uso de elementos semiconductores. La aparición de SRAM y DRAM fue un rayo de la nada para el gigante telefónico, especialmente porque AT&T estaba más cerca que nunca de concluir un lucrativo contrato con la Fuerza Aérea de EE. UU. Para el suministro de módulos de memoria twistor para su LIM-49 Nike Zeus Air. sistema de defensa (un análogo aproximado del A-35, que apareció un poco más tarde, ya escribimos sobre él).
La propia compañía telefónica estaba implementando activamente un nuevo tipo de memoria en su sistema de conmutación TSPS (Traffic Service Position System). En última instancia, la computadora de control para Zeus (Sperry UNIVAC TIC) todavía recibía una memoria de twistor, además, se usó en una serie de proyectos de AT&T casi hasta mediados de los ochenta del siglo pasado, pero en esos años era más agonía que progreso, como vemos, no sólo en la URSS supieron llevar al límite la tecnología obsoleta durante años.
Sin embargo, hubo un momento positivo en el desarrollo de los twistors.
Al estudiar el efecto magnetoestrictivo en combinaciones de películas de permalloy con orthoferritas (ferritas basadas en elementos de tierras raras), Bobek notó una de sus características asociadas con la magnetización. Mientras experimentaba con el granate de galio y gadolinio (GGG), lo utilizó como sustrato para una fina hoja de permalloy. En el sándwich resultante, en ausencia de un campo magnético, las regiones de magnetización se dispusieron en forma de dominios de diversas formas.
Bobek analizó cómo se comportarían tales dominios en un campo magnético perpendicular a las regiones de magnetización de la permalloy. Para su sorpresa, a medida que aumentaba la fuerza del campo magnético, los dominios se reunían en regiones compactas. Bobek las llamó burbujas. Fue entonces cuando se formó la idea de la memoria de burbujas, en la que los portadores de la unidad lógica eran los dominios de magnetización espontánea en la hoja de permalloy: las burbujas. Bobek aprendió a mover burbujas por la superficie de la permalloy y se le ocurrió una ingeniosa solución para leer información en su nueva muestra de memoria. Casi todos los jugadores clave de esa época e incluso la NASA adquirieron el derecho a la memoria de burbujas, especialmente porque la memoria de burbujas resultó ser casi insensible a los impulsos electromagnéticos y la curación dura.
NIITT siguió un camino similar, y en 1971 desarrolló de forma independiente una versión doméstica del twistor - RAM con una capacidad total de 7 Mbit con altas características de temporización: una frecuencia de muestreo de 150 ns, un tiempo de ciclo de 700 ns. Cada bloque tenía una capacidad de 256 Kbit, 4 de esos bloques se colocaron en el gabinete, el conjunto incluía 7 gabinetes.
El problema fue que en 1965, Arnold Farber y Eugene Schlig de IBM construyeron un prototipo de celda de memoria de transistores, y Benjamin Agusta y su equipo crearon un chip de silicio de 16 bits basado en la celda Farber-Schlig, que contenía 80 transistores, 64 resistencias y 4 diodos. Así nació la SRAM extremadamente eficiente, la memoria estática de acceso aleatorio, que puso fin a los giros de una vez.
Peor aún para la memoria magnética: en la misma IBM un año después, bajo el liderazgo del doctor Robert Dennard, se dominó el proceso MOS, y ya en 1968 apareció un prototipo de memoria dinámica: DRAM (memoria dinámica de acceso aleatorio).
En 1969, el sistema Advanced Memory comenzó a vender los primeros chips de kilobytes, y un año después, la joven empresa Intel, fundada inicialmente para el desarrollo de DRAM, presentó una versión mejorada de esta tecnología, lanzando su primer chip, el chip de memoria Intel 1103..
Fue solo diez años después que se dominó en la URSS, cuando se lanzó el primer microcircuito de memoria soviético Angstrem 565RU1 (4 Kbit) y bloques de memoria de 128 Kbyte basados en él a principios de la década de 1980. Antes de esto, las máquinas más poderosas se contentaban con cubos de ferrita (Lebedev respetaba solo el espíritu de la vieja escuela) o versiones domésticas de twistors, en cuyo desarrollo P. V. Nesterov, P. P. Silantyev, P. N. Petrov, V. A. N. T. Kopersako y otros.
Otro problema importante fue la construcción de memoria para almacenar programas y constantes.
Como recordará, en la ROM K340A se hizo sobre núcleos de ferrita, la información se ingresó en dicha memoria utilizando una tecnología muy similar a la costura: el alambre se cosía naturalmente con una aguja a través de un orificio en la ferrita (desde entonces el término "firmware" ha echado raíces en el proceso de ingresar información en cualquier ROM). Además de la laboriosidad del proceso, es casi imposible cambiar la información en dicho dispositivo. Por lo tanto, se utilizó una arquitectura diferente para 5E53. En la placa de circuito impreso se implementó un sistema de buses ortogonales: dirección y bit. Para organizar la comunicación inductiva entre los buses de dirección y bit, se superpuso o no un lazo cerrado de comunicación en su intersección (en NIIVK se instaló acoplamiento capacitivo M-9). Las bobinas se colocaron en una placa delgada, que se presiona firmemente contra la matriz del bus; al cambiar manualmente la tarjeta (además, sin apagar la computadora), se cambió la información.
Para el 5E53, se desarrolló una ROM de datos con una capacidad total de 2,9 Mbit con características de tiempo bastante altas para una tecnología tan primitiva: una frecuencia de muestreo de 150 ns, un tiempo de ciclo de 350 ns. Cada bloque tenía una capacidad de 72 kbit, se colocaron 8 bloques con una capacidad total de 576 kbit en el gabinete, el equipo de computadora incluía 5 gabinetes. Como memoria externa de gran capacidad, se desarrolló un dispositivo de memoria basado en una cinta óptica única. La grabación y lectura se realizó mediante diodos emisores de luz sobre película fotográfica, como resultado, la capacidad de la cinta con las mismas dimensiones aumentó en dos órdenes de magnitud en comparación con la magnética y alcanzó los 3 Gbit. Para los sistemas de defensa antimisiles, esta era una solución atractiva, ya que sus programas y constantes tenían un volumen enorme, pero cambiaban muy raramente.
El elemento principal base de 5E53 ya lo conocíamos GIS "Path" y "Ambassador", pero su desempeño fue en algunos casos deficiente, por lo tanto, los especialistas del SIC (incluido el mismo VLDshkhunyan, más tarde el padre del primer original microprocesador doméstico!) Y la planta Exiton "Se desarrolló una serie especial de GIS sobre la base de elementos insaturados con una tensión de alimentación reducida, mayor velocidad y redundancia interna (serie 243," Cono "). Para NIIME RAM, se han desarrollado amplificadores especiales, la serie Ishim.
Se desarrolló un diseño compacto para 5E53, que incluye 3 niveles: gabinete, bloque, celda. El gabinete era pequeño: ancho en el frente - 80 cm, profundidad - 60 cm, alto - 180 cm El gabinete contenía 4 filas de bloques, 25 en cada uno. Las fuentes de alimentación se colocaron en la parte superior. Se colocaron ventiladores de refrigeración por aire debajo de los bloques. El bloque era un tablero de conmutación en un marco de metal, las celdas se colocaron en una de las superficies del tablero. La instalación entre celdas y entre unidades se llevó a cabo mediante envoltura (¡ni siquiera soldando!).
Esto se argumentó por el hecho de que no había equipo para soldadura automatizada de alta calidad en la URSS, y para soldarlo a mano, puede volverse loco y la calidad se verá afectada. Como resultado, la prueba y el funcionamiento del equipo demostraron una confiabilidad significativamente mayor de la envoltura soviética, en comparación con la soldadura soviética. Además, la instalación envolvente fue mucho más avanzada tecnológicamente en la producción: tanto durante la instalación como durante la reparación.
En condiciones de baja tecnología, la envoltura es mucho más segura: no hay soldador caliente ni soldadura, no hay fundentes y no se requiere su limpieza posterior, los conductores están excluidos de la propagación excesiva de la soldadura, no hay sobrecalentamiento local, que a veces se estropea los elementos, etc. Para implementar la instalación mediante envoltura, las empresas del MEP han desarrollado y producido conectores especiales y una herramienta de ensamblaje en forma de pistola y lápiz.
Las celdas se realizaron en tableros de fibra de vidrio con cableado impreso de doble cara. En general, este fue un ejemplo raro de una arquitectura extremadamente exitosa del sistema en su conjunto: a diferencia del 90% de los desarrolladores de computadoras en la URSS, los creadores del 5E53 se ocuparon no solo de la energía, sino también de la conveniencia de la instalación. mantenimiento, refrigeración, distribución de energía y otras bagatelas. Recuerde este momento, será útil al comparar 5E53 con la creación de ITMiVT - "Elbrus", "Electronics SS BIS" y otros.
Un procesador SOK no era suficiente para la confiabilidad y era necesario mayorizar todos los componentes de la máquina en una copia triple.
En 1971, el 5E53 estaba listo.
En comparación con Almaz, se cambiaron el sistema base (por 17, 19, 23, 25, 26, 27, 29, 31) y la profundidad de bits de los datos (20 y 40 bits) y los comandos (72 bits). La frecuencia de reloj del procesador SOK es de 6,0 MHz, el rendimiento es de 10 millones de operaciones algorítmicas por segundo en tareas de defensa antimisiles (40 MIPS), 6, 6 MIPS en un procesador modular. El número de procesadores es 8 (4 modulares y 4 binarios). Consumo de energía - 60 kW. El tiempo de actividad promedio es de 600 horas (M-9 Kartsev tiene 90 horas).
El desarrollo de 5E53 se llevó a cabo en un tiempo récord: en un año y medio. A principios de 1971, terminó. 160 tipos de celdas, 325 tipos de subunidades, 12 tipos de fuentes de alimentación, 7 tipos de gabinetes, panel de control de ingeniería, peso de soportes. Se hizo y se probó un prototipo.
Los representantes militares desempeñaron un papel muy importante en el proyecto, que resultaron no solo meticulosos, sino también inteligentes: V. N. Kalenov, A. I. Abramov, E. S. Klenzer y T. N. Remezova. Supervisaron constantemente el cumplimiento del producto con los requisitos de la tarea técnica, llevaron al equipo la experiencia obtenida al participar en el desarrollo en lugares anteriores y frenaron los pasatiempos radicales de los desarrolladores.
Yu. N. Cherkasov recuerda:
Fue un placer trabajar con Vyacheslav Nikolaevich Kalenov. Su exigencia siempre ha sido reconocida. Se esforzó por comprender la esencia de la propuesta y, si lo encontraba interesante, tomó cualquier medida concebible e inconcebible para implementar la propuesta. Cuando, dos meses antes de la finalización del desarrollo del equipo de transmisión de datos, le propuse su revisión radical, como resultado de lo cual su volumen se redujo en tres veces, me cerró el trabajo pendiente antes de lo previsto bajo la promesa de realizarlo. la revisión en los 2 meses restantes. Como resultado, en lugar de tres gabinetes y 46 tipos de subunidades, quedaron un gabinete y 9 tipos de subunidades, realizando las mismas funciones, pero con mayor confiabilidad.
Kalenov también insistió en realizar pruebas de calificación completas de la máquina:
Insistí en realizar pruebas, y el ingeniero jefe Yu. D. Sasov se opuso categóricamente, creyendo que todo estaba bien y que las pruebas eran una pérdida de esfuerzo, dinero y tiempo. Me apoyó el diputado. el diseñador jefe N. N. Antipov, quien tiene una amplia experiencia en el desarrollo y producción de equipo militar.
Yuditsky, que también tiene una amplia experiencia en depuración, apoyó la iniciativa y resultó tener razón: las pruebas mostraron muchas fallas y defectos menores. Como resultado, las células y subunidades se finalizaron y el ingeniero jefe Sasov fue despedido de su puesto. Para facilitar el desarrollo de computadoras en producción en serie, se envió al SVC un grupo de especialistas de ZEMZ. Malashevich (en este momento un conscripto) recuerda cómo dijo su amigo G. M. Bondarev:
Esta es una máquina increíble, no hemos oído hablar de nada parecido. Contiene muchas soluciones originales nuevas. Estudiando la documentación, aprendimos mucho, aprendimos mucho.
Lo dijo con tal entusiasmo que BM Malashevich, después de completar su servicio, no regresó a ZEMZ, sino que se fue a trabajar en los SVT.
En el sitio de prueba de Balkhash, los preparativos estaban en pleno apogeo para el lanzamiento de un complejo de 4 máquinas. Básicamente, el equipo Argun ya se ha instalado y ajustado, mientras que en conjunto con el 5E92b. La sala de máquinas para cuatro 5E53 estaba lista y esperando la entrega de las máquinas.
En el archivo de FV Lukin se conserva un croquis de la distribución de los equipos electrónicos del ISSC, en el que también se indican las ubicaciones de los ordenadores. El 27 de febrero de 1971, se entregaron a ZEMZ ocho juegos de documentación de diseño (97.272 hojas cada uno). Comenzó la preparación para la producción y …
El pedido, aprobado, pasado todas las pruebas, aceptado para producción, ¡la máquina nunca fue lanzada! Hablaremos de lo que pasó la próxima vez.
