Tieteen Imaginarium. Osa 2

2024 Kirjoittaja: Seth Attwood | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-16 16:04

Amerikkalaisten näytteiden kopiointijärjestelmän käyttöönoton ja EU-koneiden sarjan - amerikkalaisen IBM360 / IBM370-kopioiden - ilmestymisen jälkeen Neuvostoliiton oma kehitys tietokonetekniikan alalla ei pysähtynyt. He menivät kuitenkin melkein kokonaan sotilaallisten hankkeiden kehykseen - armeija ei halunnut käyttää vain kopioita, ja vielä pahempaa kuin heidän oma kehitysnsä. Tuonti ei sopinut heille mahdollisten "kirjanmerkkien" vuoksi - elektroniikan dokumentoimattomien ominaisuuksien vuoksi, jotka voivat estää elektroniikan mahdollisen vihollisen edun vuoksi. ITM ja VT, joiden johtaja oli akateemikko Lebedev, vaikka hän jatkoikin luettelossa akateemisena instituuttina, muodostui pääosin sotilasosastoksi ja työ jatkui siellä BESM-6:n ja sotilaallisen M-40:n, M-50:n parantamiseksi. Tällaisen työn tulos oli Elbrus-linja, jonka päätehtävät olivat ohjuspuolustusjärjestelmän tehtävät. Ensinnäkin sotilastietokoneiden 5E261 ja 5E262 perusteella luotiin moniprosessoritietokonekompleksi "Elbrus-1", jonka tuottavuus oli 15 miljoonaa operaatiota / s. Toisessa vaiheessa luotiin Elbrus-2 MVK, jonka kapasiteetti oli 120 miljoonaa operaatiota / s. Elbrus-3, jonka kehitystyö valmistui 80-luvun loppuun mennessä, oli 500 MFLOPS:a (miljoonia liukulukuoperaatioita sekunnissa).

Tietokoneen suorituskykyindikaattorit ovat hyvin suhteellinen asia, riippuen sekä arkkitehtonisista ominaisuuksista että ohjelmointikielien kääntäjien tehokkuudesta. Siksi vertailuarvoja käytetään usein vertaamaan todellista suorituskykyä. Vuonna 1988 S. V. Kalin mittasi MVK "Elbrus-2" CPU:n suorituskyvyn 24 "Livermore-syklillä" ja näiden testien tulosten mukaan suorituskyvyn keskimääräinen harmoninen arvo oli 2,7 MFLOPS. Vertailun vuoksi Cray-X MP -prosessorilla (Seymour Krayn tunnetuin kehitys vuonna 1982) on samanlainen indikaattori - 9,3 MFLOPS (kellotaajuudella, joka on 5 kertaa suurempi kuin Elbrus-2 MVK:n kellotaajuudella). Tämä suhde osoittaa Elbrus-arkkitehtuurin korkean tehokkuuden, mikä mahdollistaa enemmän toimintoja suorittimen sykliä kohden.

Elbrus-prosessorien arkkitehtuuri erosi jo merkittävästi vanhasta BESM-6:sta ja erosi suuresti perinteisestä. "Elbrus 3-1":n ydin oli modulaarinen kuljetinprosessori (MCP), jonka suunnitteli Andrey Andreevich Sokolov. Sokolov oli mukana kaikissa Lebedev-instituutin merkittävimissä projekteissa BESM-1:stä AS-6:een. Ja juuri Sokolovin insinöörikykyä kollegat ovat usein vertailleet Seymour Kreyn kykyyn, joka on Lebedevin jatkuva kilpailija supernopeiden tietojenkäsittelyn kilpailussa. "MCP oli tehokas prosessori, joka pystyi käsittelemään kahta itsenäistä käskyvirtaa. Prosessorin liukuhihnalaitteet toimivat kahden tyyppisten objektien - vektorien ja skalaarien - kanssa. Skalaarit näyttivät olevan kiilattu vektoriliukuhihnaksi ja prosessoitu kahden vierekkäisen vektorikomponentin välillä. Useat pääsykanavat tarjosivat jopa 8 rinnakkaista puhelua muistiin yhdessä jaksossa." Melkein kaikki Elbruksen arkkitehtoniset piirteet olivat täysin alkuperäisiä, mutta niitä kutsutaan usein CDC:n ja Burroughsin lainausperiaatteiksi, mikä on ilmeistä valhetta. Lebedev alkoi käyttää sekä putkistoa että rinnakkaislaskennan periaatteita aikaisemmin.

Lebedev-instituutti on edelleen parhaimmillaan, sillä se on käynyt läpi Jeltsinin aikakauden, vaikkakin merkittävillä tappioilla, mutta menettämättä luovaa potentiaaliaan. Totta, uudessa inkarnaatiossa - huhtikuussa 1992 Lebedevin tarkkuusmekaniikan ja tietokonetekniikan instituutin osastojen perusteella luotiin MCST, joka jatkoi Elbrus-arkkitehtuurin kehittämistä. Tuona vuonna yksi instituutin johtavista työntekijöistä B. A. Jättiläinen Intel palkkasi Babayanin ja suurimman osan MCST:n asiantuntijoista työskentelemään Venäjän haaratoimistossaan. Saattaa tuntua naurettavalta, mutta Intel teki silloin mahdolliseksi kotimaisen henkilöstön pitämisen elektroniikka-alalla lainaten tietysti instituutin merkittävät kehityssuunnat osan henkilöstöstä. Elbrus MVK:n arkkitehtuurin pohjalta uuden yrityksen asiantuntijat loivat vuonna 2007 Elbrus-mikroprosessorin, joka toimi Elbrus-3M1-laskentajärjestelmien perustana, kellotaajuudella 300 MHz ja suorituskyvyllä 4,8 GFLOPS. (Vertailun vuoksi Intel Core2Duo 2,4 GHz:ssä on vain 1,3 gigaflopsia). Samaan aikaan venäläinen mikroprosessori ei edes vaadi patteria jäähdytykseen. Tietokonekompleksin kahden prosessorin version, nimeltään UVK / S, huippusuorituskyky on 19 GFLOPS (32-bittiselle datalle). Tämä on vastaus niille, jotka ajattelevat, että armeijamme on nykyään käytettävä IBM:n henkilökohtaisia tietokoneita Intelin mikroprosessoreilla. Onneksi näin ei ole. Vaikka tätä varten minun piti ostaa maahantuotuja laitteita mikropiirien tuotantoon.

Järjestelmämoduuli kahdella mikroprosessorilla "Elbrus" ja laskentakompleksilla "Elbrus-3M1":

Mikroprosessori on valmistettu 0,13 mikronin teknologialla, mikä ei ole nykypäivän teknologinen ennätys, mutta ei myöskään jää paljon niistä jäljelle (tekniikkaa pidettiin uutuutena noin 5 vuotta sitten). Nyt Elbrus-S-mikroprosessorin kehitys on käynnissä 0,09 mikronin tekniikalla, joka on jo "järjestelmä sirulla", eli se sisältää oheislaitteiden ohjaimia. Se on suunniteltu luomaan tehokkaita yksilevytietokoneita "puetettaviin ja sulautettuihin" sovelluksiin, mikä tarkoittaa, että lentokoneitamme ja ohjuksiamme ei varusteta maahantuoduilla komponenteilla.

Mutta palataanpa 60-luvulle. Neuvostoliitto oli tuolloin ensimmäinen monissa elektroniikan alan teknisessä kehityksessä, joista suurin osa toteutettiin sotilaallisten hankkeiden puitteissa ja oli siksi salaisia. Ja salailun vuoksi nämä saavutukset ovat jääneet historioitsijoiden huomion ulkopuolelle. BESM-6:n luoja, erinomainen neuvostoliittolainen tietokonetekniikan suunnittelija, Sergei Aleksejevitš Lebedev, suunnitteli myös puhtaasti sotilaallisia tietokoneita ensimmäiseen, vielä kokeelliseen, ohjuspuolustusjärjestelmään (ABM):

"Ohjuspuolustusjärjestelmää varten S. A. Lebedevin johdolla luoduista erikoistietokoneista tuli perusta Neuvostoliiton ja Yhdysvaltojen välisen strategisen pariteetin saavuttamiselle kylmän sodan aikana." erikoistuneet tietokoneet "Diana-1" ja "Diana- 2" kehitettiin automaattiseen tiedonhakuun tutkasta ja automaattiseen kohteiden seurantaan. -40 ja hieman myöhemmin M-50 (liukupiste). Ohjuspuolustuksen tarjoama mahdollisuus lyödä ballistisia ohjuksia pakotti Yhdysvallat katsomaan tavoista tehdä sopimus Neuvostoliiton kanssa ohjuspuolustuksen rajoittamisesta, joka ilmestyi vuonna 1972.

Neuvostoliiton saavutukset tietotekniikan alalla olivat erittäin tärkeitä puolustukselle ja toimivat tärkeänä perusteena ohjuspuolustuksen rajoittamista koskevan sopimuksen tekemiselle.… Ja juuri silloin, kun meillä oli tässä merkittävä etu. Neuvostoliitolla oli käytännössä jo oma ohjuspuolustus 60-luvun puolivälissä, jolloin Yhdysvallat saattoi vain haaveilla siitä. Sopimus rajoitti ensisijaisesti Neuvostoliittoa, ei Yhdysvaltoja - sopimuksen seurauksena ohjuspuolustusjärjestelmä otettiin käyttöön vain Moskovan ympäristössä. Kun Yhdysvallat vihdoin pystyi tekemään jotain tällä alalla (tämä on 30 vuotta myöhemmin!), se vetäytyi välittömästi sopimuksesta. Kysymys kuuluu - oliko Neuvostoliitolla mitään järkeä allekirjoittaa tällainen sopimus? Luovuimme ohjuspuolustuskilvestä emmekä saaneet mitään vastineeksi! Yhdysvallat ei yksinkertaisesti voinut luoda omaa tuolloin. Tiesikö Neuvostoliiton johto tämän? Jos hän tiesi, ABM-sopimusta voidaan jo pitää maan etujen pettämisenä. Tilanne muistuttaa hyvin vuotta 1987, jolloin Neuvostoliitto oli valmis saattamaan kiertoradalle avaruusohjuspuolustusjärjestelmän komponentit - satelliitit laseraseilla "SKIF". Sitten Gorbatšov, joka oli vakuuttunut ohjelman mahdollisesta onnistumisesta, määräsi välittömästi sille yksipuolisen moratorion ja ilmoitti YK:n puhujakorokeelta, että Neuvostoliitto hylkää "avaruuden asevarustelun". Yhdysvallat aikoo laukaista vastaavat satelliitit kiertoradalle vasta vuonna 2012, 25 vuotta samanlaisen Neuvostoliiton ohjelman sulkemisen jälkeen. Ei siksi, että heillä yhtäkkiä olisi sellainen halu. Koska heidän teknologiansa, ei ilman venäläisten asiantuntijoiden apua, ovat sallineet sen vasta nyt. Miksi Neuvostoliiton johto teki yksipuolisia myönnytyksiä? Tähän kysymykseen ei ole virallista versiota vastauksesta.

Jo 60-luvun alussa tietokoneemme onnistuivat laskemaan ballististen ohjusten liikeradat huolimatta siitä, että alun perin ohjuspuolustusjärjestelmämme toimi melko hitailla tietokoneilla. M-40- ja M-50-koneiden tuottavuus oli vain 40 tuhatta ja 50 tuhatta operaatiota sekunnissa. M-50:n sotilaallisen muunnelman 5E92b:n tuottavuus oli kuitenkin 500 tuhatta operaatiota sekunnissa, mikä vuonna 1966, josta sen tuotanto alkoi, oli lähellä maailmanennätystä, jos ei. Ja tässä on toinen vähän tunnettu yksityiskohta.

Monien usein mainittujen Neuvostoliiton tietokonemallien joukossa erittäin tärkeän tietokonesarjan nimet, jotka valmistettiin 60-luvun jälkipuoliskolla - 70-luvun alussa ja käytettiin kokonaan Neuvostoliiton asevoimien hankintaan, ovat harvinaisia. Nämä ovat 5E-sarjan koneita (5E51, 5E92b jne.), jotka on kehittänyt Lebedev Design Bureau. BESM-6 tunnetaan laajalti, mutta harvat tietävät, että BESM-6 tuli kuuluisaksi vain siksi, että se hävisi tarjouskilpailun Neuvostoliiton asevoimille - tarjouskilpailun, jonka voitti "5E". Armeija valitessaan "5E:n" tavallaan "hylkäsi" BESM-6:n ja jälkimmäinen meni avoimeen jakeluun siviiliteollisuudelle. Ja 5E-sarja luokiteltiin ja toimitettiin vain armeijalle. 5E-sarjan koneet yhdistettiin "konevälisten vaihtokanavien" avulla paikallisiksi verkoiksi, jotka 70-luvun ensimmäisellä puoliskolla muodostivat moniprosessorisen laskentaympäristön tilanohjauksen ja avaruusobjektien ohjausjärjestelmien perustaksi. Useat tietokoneet yhdistettyinä tällaiseen laskentaympäristöön muodostivat yhden laskentakompleksin, jonka suorituskyky oli useita kertoja parempi kuin BESM-6. Sama periaate toimii nyt perustana nykyaikaisten supertietokoneiden luomiselle - nämä ovat yksittäisiä prosessoreita, jotka on kerätty yhdeksi verkkoksi nopeiden viestintäkanavien avulla. Ja tämä vaatii erityisiä keinoja. M-sarjan koneissa (M-40, M-50) oli myös kehitetty keskeytysjärjestelmä, ne pystyivät vastaanottamaan ja lähettämään dataa seitsemän duplex asynkronisesti toimivan kanavan kautta kokonaiskaistanleveydellä 1 Mbit/s. Modifikaatio M-50 - 5E92 on erityisesti suunniteltu käytettäväksi tällaisissa tietojenkäsittelykomplekseissa.

Ensimmäistä kertaa maailmassa tietoverkossa käytettiin multipleksikanavia ja suoritettiin ohjauslaitteiden, hajasaantimuistin, ulkoisten laitteiden ja viestintäkanavien rinnakkaistoimintaa. Rakenteeltaan ja toimintaperiaatteeltaan se oli maailman ensimmäinen moniprosessorijärjestelmä… Vuonna 1959 tietokoneverkko rakennettiin tietokoneista, jotka olivat satojen kilometrien päässä toisistaan - ulkomailla ei tuolloin ollut vastaavia komplekseja. "A"-järjestelmän pääkomento- ja tietokonekeskus rakennettiin 5E92-tietokoneen pohjalta. Itse tietokoneverkko oli luonteeltaan ainutlaatuinen, hän toimi lähtökohtana tutkimukselle, joka johti myöhemmin muiden globaalien tieto- ja tietokoneverkkojen syntymiseen. Tämä verkko itsessään ei tietenkään muistuttanut esimerkiksi nykyaikaista Internetiä, mutta itsenäisten koneiden sarjana, joka ratkaisee yhteisen ongelman itsenäisiä fragmentteja ja vaihtoi tietoa yhtenäisten protokollien avulla, sitä voidaan pitää nykypäivän globaalien verkkojen edelläkävijänä. Ensimmäinen vastaava verkko, joka yhdisti puhelinlinjalla kaksi TX-2-tietokonetta Massachusettsissa ja Q-32 Kaliforniassa, testattiin vasta vuonna 1965… 4. maaliskuuta 1961 testattiin onnistuneesti kokeellista ohjustentorjuntajärjestelmää - R-12-ohjuksen taistelukärki tuhoutui. Kokeilu osoitti, että ballististen ohjusten rungosta ja siitä erotetusta ydinkärjestä koostuvien ballististen kohteiden taisteleminen on teknisesti ratkaistu. Samanlaisia testejä tehtiin Yhdysvalloissa 21 vuotta myöhemmin.

System A on ohjuspuolustusjärjestelmä. Ohjuspuolustustyöllä (järjestelmä "A") oli valtava rooli tietotekniikan kehityksessä Neuvostoliitossa: armeijan määräyksestä käyttämällä suhteellisen hidasta elementtipohjaa Lebedev-suunnittelutoimiston (ITMiVT) asiantuntijat loivat laskentalaitteita, jotka olivat parametriltaan parempia kuin ulkomaiset. He loivat myös mobiiliversioita tällaisista järjestelmistä, esimerkiksi 5E261 - mobiilin moniprosessorin korkean suorituskyvyn ohjausjärjestelmä, joka on rakennettu modulaarisesti. Häntä käytettiin osana S-300PT-ilmapuolustusjärjestelmiä maalla ja merellä:

Mutta mikä tärkeintä, luotiin välineet yksittäisten tietokoneiden liittämiseksi laskentaympäristöön - nopeat asynkroniset multipleksiviestintäkanavat ja vastaavat ohjelmistot. Ja tässä päästään toiseen maalle erittäin tärkeään hankkeeseen, järjestelmään OGAS - "Kansallinen automatisoitu kirjanpito- ja tietojenkäsittelyjärjestelmä", kybernetiikan periaatteisiin perustuva automatisoitu taloushallintojärjestelmä Neuvostoliitossa. Tämä akateemikko Viktor Mikhailovich Glushkovin kehittämä järjestelmä perustui juuri tällaisiin teknisiin keinoihin.

Kirjailija - Maxson