Zinātnes iztēle. 2. daļa

2024 Autors: Seth Attwood | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-16 16:11

Pēc amerikāņu paraugu kopēšanas sistēmas ieviešanas un ES mašīnu sērijas parādīšanās - amerikāņu IBM360 / IBM370 kopijas, pašas PSRS attīstība datortehnoloģiju jomā neapstājās. Tomēr viņi gandrīz pilnībā iekļuva militāro projektu ietvaros - militārpersonas nevēlējās izmantot tikai kopijas un pat sliktāk nekā viņu pašu attīstība. Imports viņiem nebija piemērots iespējamo "grāmatzīmju" dēļ - nedokumentētu elektronikas īpašību, kas potenciālā ienaidnieka interesēs varētu atspējot elektroniku. ITM un VT, kuru direktors bija akadēmiķis Ļebedevs, lai gan viņš joprojām tika iekļauts akadēmiskā institūta sarakstā, būtībā kļuva par militāro nodaļu, un tur turpinājās darbs, lai uzlabotu BESM-6 un militāros M-40, M-50. Šāda darba rezultāts bija Elbrusa līnija, kuras galvenie uzdevumi bija uzdevumi pretraķešu aizsardzības sistēmai. Pirmkārt, uz militāro datoru 5E261 un 5E262 bāzes tika izveidots daudzprocesoru datoru komplekss "Elbrus-1" ar produktivitāti 15 miljoni operāciju / s. Otrajā posmā tika izveidots Elbrus-2 MVK ar jaudu 120 miljoni operāciju / s. Elbrus-3, kura izstrāde tika pabeigta līdz 80. gadu beigām, veiktspēja bija 500 MFLOPS (miljoniem peldošā komata operāciju sekundē).

Datora veiktspējas rādītāji ir ļoti relatīva lieta, kas ir atkarīga gan no arhitektūras iezīmēm, gan no programmēšanas valodu kompilatoru efektivitātes. Tāpēc etalonus bieži izmanto, lai salīdzinātu veiktspēju reālajā pasaulē. 1988. gadā S. V. Kalins mērīja MVK "Elbrus-2" CPU veiktspēju pie 24 "Livermora cikliem", un saskaņā ar šo testu rezultātiem veiktspējas vidējā harmoniskā vērtība bija 2,7 MFLOPS. Salīdzinājumam, Cray-X MP procesoram (slavenākā Seymour Kray izstrāde 1982. gadā) ir līdzīgs rādītājs - 9,3 MFLOPS (ar takts frekvenci, kas ir 5 reizes lielāka nekā Elbrus-2 MVK). Šī attiecība norāda uz Elbrus arhitektūras augsto efektivitāti, kas ļauj veikt vairāk darbību vienā procesora ciklā.

Elbrus procesoru arhitektūra jau būtiski atšķīrās no vecā BESM-6 un ļoti atšķīrās no tradicionālā. "Elbrus 3-1" kodols bija modulārais konveijera procesors (MCP), ko izstrādājis Andrejs Andrejevičs Sokolovs. Sokolovs bija visu nozīmīgāko Ļebedeva institūta projektu dalībnieks no BESM-1 līdz AS-6. Un tieši Sokolova inženiera talantu kolēģi bieži ir salīdzinājuši ar Seimūra Kreja talantu – Ļebedeva pastāvīgo sāncensi superātrās skaitļošanas sacensībās. "MCP bija jaudīgs procesors, kas spēj apstrādāt divas neatkarīgas instrukciju straumes. Procesora konveijera ierīces darbojās ar divu veidu objektiem - vektoriem un skalāriem. Šķita, ka skalāri tika iesprausti vektoru konveijerā un apstrādāti starp diviem blakus esošiem vektoru komponentiem. Vairāki piekļuves kanāli nodrošināja līdz pat 8 paralēliem zvaniem uz atmiņu vienā ciklā. Gandrīz visas Elbrusa arhitektūras iezīmes bija absolūti oriģinālas, taču tās bieži sauc par aizņēmuma principiem no CDC un Burroughs, kas ir acīmredzami meli. Ļebedevs jau agrāk sāka izmantot gan cauruļvadu, gan paralēlās skaitļošanas principus.

Ļebedeva institūts joprojām ir savā labākajā stāvoklī, pārdzīvojis jeļcinisma laikmetu, lai arī ar ievērojamiem zaudējumiem, bet nezaudējot savu radošo potenciālu. Tiesa, jaunā iemiesojumā - 1992. gada aprīlī uz Ļebedeva Precīzijas mehānikas un datortehnoloģiju institūta katedru bāzes tika izveidots MCST, kas turpināja Elbrusa arhitektūras attīstību. Togad viens no vadošajiem institūta darbiniekiem B. A. Babajanu un lielāko daļu MCST speciālistu nolīga milzu korporācija Intel darbam savā Krievijas filiālē. Tas var šķist smieklīgi, bet tieši Intel toreiz ļāva noturēt sadzīves personālu elektronikā, protams, aizņemoties institūta būtiskos sasniegumus un daļu personāla. Pamatojoties uz Elbrus MVK arhitektūru, jaunā uzņēmuma speciālisti 2007. gadā izveidoja Elbrus mikroprocesoru, kas kalpoja par pamatu skaitļošanas sistēmām Elbrus-3M1, ar takts frekvenci 300 MHz un veiktspēju 4,8 GFLOPS. (salīdzinājumam Intel Core2Duo 2,4 GHz ir tikai 1,3 gigaflopi). Tajā pašā laikā krievu mikroprocesoram dzesēšanai pat nav nepieciešams radiators. Datoru kompleksa divu procesoru versijai, ko sauc par UVK / S, maksimālā veiktspēja ir 19 GFLOPS (32 bitu datiem). Šī ir atbilde tiem, kuri domā, ka mūsu militārpersonām šodien ir jāizmanto IBM personālie datori ar Intel mikroprocesoriem. Par laimi, tas tā nav. Lai gan šim nolūkam man bija jāiegādājas importētas iekārtas mikroshēmu ražošanai.

Sistēmas modulis ar diviem mikroprocesoriem "Elbrus" un skaitļošanas kompleksu "Elbrus-3M1":

Mikroprocesors izgatavots, izmantojot 0,13 mikronu tehnoloģiju, kas gan nav mūsdienu tehnoloģiskais rekords, taču arī daudz neatpaliek no tiem (par jaunumu tehnoloģija tika uzskatīta pirms aptuveni 5 gadiem). Tagad tiek izstrādāts Elbrus-S mikroprocesors, izmantojot 0,09 mikronu tehnoloģiju, kas jau ir "sistēma mikroshēmā", tas ir, ietver perifērijas iekārtu kontrolierus. Tas ir paredzēts, lai izveidotu augstas veiktspējas viena borta datorus "valkājamām un iegultām" lietojumprogrammām, kas nozīmē, ka mūsu lidmašīnas un raķetes nebūs aprīkotas ar importētiem komponentiem.

Bet atgriezīsimies 60. gados. PSRS toreiz bija pirmā daudzās tehnikas attīstībā elektronikas jomā, no kurām lielākā daļa tika veikta militāru projektu ietvaros un tāpēc bija slepena. Un slepenības dēļ šie sasniegumi ir palikuši ārpus vēsturnieku uzmanības loka. BESM-6 radītājs, izcilais padomju datortehnoloģiju dizaineris Sergejs Aleksejevičs Ļebedevs arī izstrādāja tīri militārus datorus pirmajai, joprojām eksperimentālajai pretraķešu aizsardzības (ABM) sistēmai:

"Specializētie datori, kas tika izveidoti S. A. Ļebedeva vadībā pretraķešu aizsardzības sistēmai, kļuva par pamatu stratēģiskās paritātes sasniegšanai starp PSRS un ASV aukstā kara laikā." specializētie datori "Diana-1" un "Diana- 2" tika izstrādāti automātiskai datu izguvei no radara un automātiskai mērķu izsekošana. -40, un nedaudz vēlāk M-50 (peldošais punkts). Iespēja trāpīt ballistiskajām raķetēm, ko nodrošināja pretraķešu aizsardzība, piespieda ASV meklēt par veidiem, kā noslēgt līgumu ar PSRS par pretraķešu aizsardzības ierobežošanu, kas parādījās 1972.

PSRS sasniegumiem datortehnoloģijās bija vislielākā nozīme aizsardzībā un tas kalpoja par svarīgu argumentu līguma noslēgšanai par pretraķešu aizsardzības ierobežošanu.… Un tieši tad, kad mums šajā ziņā bija ievērojama priekšrocība. PSRS praktiski jau bija sava pretraķešu aizsardzība 60. gadu vidū, kad ASV par to varēja tikai sapņot. Līgums galvenokārt ierobežoja PSRS, nevis ASV - līguma rezultātā pretraķešu aizsardzības sistēma tika izvietota tikai ap Maskavu. Kad ASV beidzot varēja kaut ko darīt šajā jomā (tas ir 30 gadus vēlāk!), tās nekavējoties izstājās no līguma. Jautājums - vai PSRS bija jēga parakstīt šādu līgumu? Mēs atteicāmies no pretraķešu aizsardzības vairoga un neko nesaņēmām pretī! Toreiz ASV vienkārši nevarēja izveidot savu. Vai PSRS vadība par to zināja? Ja viņa zināja, tad ABM līgumu jau var uzskatīt par valsts interešu nodevības aktu. Situācija ļoti atgādina 1987.gadu, kad Padomju Savienība bija gatava laist orbītā kosmiskās pretraķešu aizsardzības sistēmas sastāvdaļas – satelītus ar lāzerieročiem "SKIF". Tad Gorbačovs, būdams pārliecināts par programmas iespējamiem panākumiem, nekavējoties tai noteica vienpusēju moratoriju, no ANO tribīnes paziņojot, ka PSRS atteiksies no "bruņošanās sacensību kosmosā". ASV plāno līdzīgus satelītus palaist orbītā tikai 2012. gadā, 25 gadus pēc līdzīgas padomju programmas slēgšanas. Ne tāpēc, ka viņiem pēkšņi radās tāda vēlme. Jo viņu tehnoloģijas ne bez krievu speciālistu palīdzības to atļāvušas tikai tagad. Kāpēc PSRS vadība piekāpās vienpusēji? Nav oficiālas atbildes versijas uz šo jautājumu.

Jau 60. gadu sākumā mūsu datoriem izdevās aprēķināt ballistisko raķešu trajektorijas, neskatoties uz to, ka sākotnēji mūsu pretraķešu aizsardzības sistēma darbojās uz diezgan lēniem datoriem. Mašīnu M-40 un M-50 produktivitāte bija attiecīgi tikai 40 tūkstoši un 50 tūkstoši operāciju sekundē. Tomēr 5E92b, M-50 militārās modifikācijas, produktivitāte bija 500 tūkstoši operāciju sekundē, kas 1966. gadā, no kura sākās tā ražošana, bija tuvu pasaules rekordam, ja ne. Un šeit ir vēl viena mazpazīstama detaļa.

Starp daudzajiem bieži pieminētajiem padomju datoru modeļiem reti sastopami ļoti nozīmīgas datoru sērijas nosaukumi, kas ražoti 60. gadu otrajā pusē - 70. gadu sākumā un pilnībā izmantoti PSRS Bruņoto spēku iegādei. Tās ir 5E sērijas mašīnas (5E51, 5E92b utt.), ko izstrādājis Ļebedeva dizaina birojs. BESM-6 ir plaši pazīstams, taču tikai retais zina, ka BESM-6 kļuva slavens tikai tāpēc, ka zaudēja PSRS Bruņoto spēku piegāžu konkursā - konkursā, kurā uzvarēja "5E". Militārie spēki, izvēloties "5E", sava veida "noraidīja" BESM-6, un pēdējais nonāca atklātā izplatīšanā civilajai rūpniecībai. Un 5E sērija tika klasificēta un tika nosūtīta tikai militārpersonām. 5E sērijas mašīnas ar "starpmašīnu apmaiņas" kanāliem apvienoja lokālos tīklos, kas 70. gadu pirmajā pusē veidoja daudzprocesoru skaitļošanas vidi kā kosmosa kontroles un kosmosa objektu vadības sistēmu pamatu. Vairāki datori, kas apvienoti šādā skaitļošanas vidē, veidoja vienu skaitļošanas kompleksu, kura veiktspēja bija vairākas reizes lielāka nekā BESM-6. Tas pats princips tagad kalpo par pamatu modernu superdatoru radīšanai - tie ir atsevišķi procesori, kurus ātri sakaru kanāli savāc vienā tīklā. Un tas prasa īpašus līdzekļus. M sērijas mašīnām (M-40, M-50) bija arī izstrādāta pārtraukumu sistēma, tās varēja saņemt un pārraidīt datus pa septiņiem dupleksiem asinhroni strādājošiem kanāliem ar kopējo joslas platumu 1 Mbit / s. Modifikācija M-50 - 5E92 tika īpaši izstrādāta izmantošanai šādos datu apstrādes kompleksos.

Pirmo reizi pasaulē datortīklā tika izmantoti multipleksu kanāli un veikta paralēla vadības ierīču, brīvpiekļuves atmiņas, ārējo ierīču un sakaru kanālu darbība. Pēc uzbūves un darbības principa tā bija pasaulē pirmā daudzprocesoru sistēma… 1959. gadā no datoriem, kas atradās simtiem kilometru attālumā viens no otra, tika uzbūvēts datortīkls - ārzemēs tolaik līdzīgu kompleksu nebija. "A" sistēmas galvenais komandu un datoru centrs tika uzbūvēts uz 5E92 datora bāzes. Pats datortīkls pēc būtības bija unikāls, tieši viņa kalpoja par sākumpunktu pētījumiem, kas pēc tam noveda pie citu globālu informācijas un datortīklu izveides. Protams, šis tīkls pats par sevi nelīdzinājās, piemēram, mūsdienu internetam, taču kā neatkarīgu mašīnu kopums, kas risina neatkarīgus kopīgas problēmas fragmentus un apmainās ar informāciju, izmantojot vienotus protokolus, to var uzskatīt par mūsdienu globālo tīklu priekšteci. Pirmais līdzīgais tīkls, kas pa telefona līniju savieno divus datorus TX-2 Masačūsetsā un Q-32 Kalifornijā, tika pārbaudīts tikai 1965. gadā… 1961. gada 4. martā tika veiksmīgi pārbaudīta eksperimentāla pretraķešu aizsardzības sistēma – tika iznīcināta raķetes R-12 kaujas galviņa. Eksperiments parādīja, ka tehniski ir atrisināts uzdevums apkarot sapārotus ballistiskos mērķus, kas sastāv no ballistiskās raķetes korpusa un no tā atdalītas kodolgalviņas. Līdzīgi testi notika arī ASV 21 gadu vēlāk.

Sistēma A ir pretraķešu aizsardzības sistēma. Darbs pie pretraķešu aizsardzības (sistēma "A") spēlēja milzīgu lomu PSRS datortehnoloģiju attīstībā: pēc militārpersonu pasūtījuma, izmantojot salīdzinoši lēnu elementu bāzi, Ļebedeva dizaina biroja (ITMiVT) speciālisti izveidoja skaitļošanas iekārtas, kas. pēc saviem parametriem bija pārāki par ārzemju. Viņi arī izveidoja šādu sistēmu mobilās versijas, piemēram, 5E261 - mobilo daudzprocesoru augstas veiktspējas vadības sistēmu, kas veidota uz modulāra pamata. Tieši viņa tika izmantota kā daļa no S-300PT pretgaisa aizsardzības sistēmām sauszemes un jūras vajadzībām:

Bet pats galvenais, tika izveidoti līdzekļi atsevišķu datoru savienošanai skaitļošanas vidē - ātri asinhronie multipleksu sakaru kanāli un atbilstoša programmatūra. Un te nu mēs nonākam pie vēl viena valstij ļoti svarīga projekta – sistēmas OGAS - "Nacionālā automatizētā uzskaites un informācijas apstrādes sistēma", automatizētas ekonomikas vadības sistēma PSRS, kas balstīta uz kibernētikas principiem. Šī sistēma, ko izstrādāja akadēmiķis Viktors Mihailovičs Gluškovs, balstījās tieši uz šādiem tehniskiem līdzekļiem.

Autors - Makssons