ولادة نظام الدفاع الصاروخي السوفيتي. أعظم حاسوب معياري
مدينة الأحلام السوفيتية - زيلينوجراد. في أواخر الخمسينيات من القرن الماضي ، زار خروتشوف فنلندا وأبدى إعجابه بضاحية تابيولا الفنلندية. تقرر تنفيذ مشروع مماثل في بلدنا ، على المستوى السوفيتي ، يحيط بالعاصمة بالعديد من المدن التابعة في وقت واحد ، وينقل الشركات إلى هناك. وفقًا للخطة ، كان من المفترض أن تصبح Zelenograd مركزًا لصناعة النسيج ، ومع ذلك ، لم يكن مديرو المصنع في عجلة من أمرهم للانتقال من موسكو الغنية إلى مسافات غير مفهومة وقاموا بتخريب الحركة بكل طريقة ممكنة. كان من الممكن أن يموت Zelenograd دون أن يولد ، ولكن بعد ذلك ظهر Shokin وأعطاه ولادة ثانية كمركز إلكتروني دقيق. نتيجة لذلك ، تم سحق فكرة المدن التابعة بنجاح ، وظلت زيلينوجراد فريدة من نوعها. في اتجاه عقارب الساعة - مخطط عام من مجلة "عمارة الاتحاد السوفياتي" رقم 1950/10 ، صورة من أعلى سقف في زيلينوجراد من عام 1969 ، المدينة الفاضلة السوفيتية (الصورة https://starina-chuk.livejournal.com/1989.html) ، DK Zelenograd - تحفة من الحداثة والوحشية السوفيتية ، والمباني التعليمية ، ومكتبة ومجمع رياضي MIET ، والهندسة المعمارية المستعارة من الأسطوري الفنلندي ألفار آلتو. بشكل عام ، كانت Zelenograd ولا تزال لؤلؤة حقيقية للعمارة في السبعينيات (الصورة https://vk.com/@reshz-utopia)
مدينة الاحلام
لذلك ، في عام 1963 ، تم افتتاح مركز الإلكترونيات الدقيقة في Zelenograd.
بإرادة القدر ، أصبح Lukin ، أحد معارف الوزير Shokin ، وليس Staros ، مديرًا لها (في الوقت نفسه ، لم يُشاهد Lukin أبدًا في المؤامرات القذرة ، على العكس من ذلك ، كان شخصًا أمينًا ومباشرًا ، ومن المفارقات ، أنه تزامن ذلك مع التزامه بالمبادئ التي ساعدته على تولي هذا المنصب ، بسببها ، تشاجر مع الرئيس السابق وغادر ، وكان شوكين بحاجة إلى شخص على الأقل بدلاً من Staros الذي كان يكرهه).
بالنسبة لآلات SOK ، كان هذا يعني الإقلاع (على الأقل ، اعتقدوا ذلك في البداية) - الآن يمكن ، باستخدام دعم Lukin الثابت ، أن يتم تنفيذها باستخدام الدوائر الدقيقة. لهذا الغرض ، أخذ Yuditsky و Akushsky إلى Zelenograd مع فريق تطوير K340A ، وشكلوا قسمًا لأجهزة الكمبيوتر المتقدمة في NIIFP. لما يقرب من 1,5 عام ، لم تكن هناك مهام محددة للقسم ، وقضوا وقتًا في الاستمتاع بنموذج T340A ، الذي أخذوه معهم من NIIDAR ، والتفكير في التطورات المستقبلية.
تجدر الإشارة إلى أن Yuditsky كان شخصًا متعلمًا للغاية وله نظرة واسعة ، وكان مهتمًا بنشاط بأحدث الإنجازات العلمية في مختلف المجالات المرتبطة بشكل غير مباشر بعلوم الكمبيوتر ، وجمع فريقًا من المتخصصين الشباب الموهوبين جدًا من مدن مختلفة. تحت رعايته ، عُقدت ندوات ليس فقط حول الحساب النمطي ، ولكن أيضًا حول علم التحكم الآلي العصبي وحتى الكيمياء الحيوية للخلايا العصبية.
كما يتذكر V.I. Stafeev:
بحلول الوقت الذي جئت فيه إلى NIIFP كمدير ، بفضل جهود Davlet Islamovich ، كان لا يزال معهدًا صغيرًا ولكنه يعمل بالفعل. خصصت السنة الأولى لإيجاد لغة مشتركة للتواصل بين علماء الرياضيات وعلم التحكم الآلي والفيزيائيين وعلماء الأحياء والكيميائيين ... لقد كانت فترة التطور الأيديولوجي للفريق ، والذي سمي يوديتسكي ، رحمه الله ، باسم "الفترة" غناء الأغاني الثورية "حول موضوع:" كم هو رائع هذا فعل!" وبعد التوصل إلى تفاهم مشترك ، تم إطلاق بحث مشترك جاد في المجالات المقبولة.
في هذه اللحظة ، التقى كارتسيف ويوديتسكي وأصبحا صديقين (مع مجموعة ليبيديف ، لم تنجح العلاقات بطريقة ما بسبب نخبتيهما ، وقربهما من السلطة ، وعدم استعدادهما لدراسة مثل هذه الأبنية غير التقليدية للآلة).
كما يذكر م.د.كورنيف:
عقدنا نحن وكارتسيف اجتماعات دورية لـ NTS (المجلس العلمي والتقني) ، حيث ناقش الخبراء طرق ومشاكل بناء أجهزة الكمبيوتر. عادة ما ندعو بعضنا البعض إلى هذه الاجتماعات: ذهبنا إليهم ، وهم إلينا ، وشاركنا بنشاط في المناقشة.
بشكل عام ، إذا تم منح هاتين المجموعتين الحرية الأكاديمية ، وهو أمر لا يمكن تصوره بالنسبة لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، فمن الصعب حتى تخيل الارتفاعات التقنية التي سيتم إحضارها في النهاية وكيف ستغير علوم الكمبيوتر وتصميم الأجهزة.
أخيرًا ، في عام 1965 ، قرر مجلس الوزراء استكمال نظام إطلاق Argun متعدد القنوات (MKSK) للمرحلة الثانية من A-35. وفقًا للتقديرات الأولية ، تطلب MCSC جهاز كمبيوتر بسعة حوالي 3,0 مليون قدم. عمليات "حسابية" في الثانية (مصطلح يصعب تفسيره عمومًا ، ويعني عمليات معالجة بيانات الرادار). كما يتذكر N.K. Ostapenko ، كانت هناك عملية حسابية واحدة في مهام MCCS تتوافق مع ما يقرب من 3-4 عمليات كمبيوتر بسيطة ، أي أن هناك حاجة إلى جهاز كمبيوتر بأداء 9-12 MIPS. في نهاية عام 1967 ، حتى CDC 6600 لم يتمكن من القيام بذلك.
تم طرح الموضوع للمنافسة على ثلاث شركات في وقت واحد: مركز الإلكترونيات الدقيقة (Ministronprom ، F.V. Lukin) ، ITMiVT (وزارة radioprom ، SA Lebedev) و INEUM (Minpribor ، MA Kartsev).
بطبيعة الحال ، بدأ يوديتسكي العمل في اللجنة المركزية ، ومن السهل تخمين مخطط الجهاز الذي اختاره. لاحظ أنه من بين المصممين الحقيقيين لتلك السنوات ، كان بإمكان Kartsev فقط بأجهزته الفريدة ، والتي سنناقشها أدناه ، التنافس معه. كان ليبيديف خارج الموضوع تمامًا ، سواء أجهزة الكمبيوتر العملاقة أو الابتكارات المعمارية الجذرية. صمم طالبه بورتسيف آلات للنموذج الأولي A-35 ، لكن من حيث الأداء لم تكن قريبة حتى مما هو مطلوب للمجمع الكامل. كان على الكمبيوتر الخاص بالطائرة A-35 (باستثناء الموثوقية والسرعة) العمل مع كلمات متغيرة الطول وعدة تعليمات في أمر واحد.
لاحظ أن NIIFP كان يتمتع بميزة من حيث قاعدة العنصر - على عكس مجموعات Kartsev و Lebedev ، كان لديهم وصول مباشر إلى جميع تقنيات الإلكترونيات الدقيقة - قاموا هم أنفسهم بتطويرها. في هذا الوقت ، بدأ تطوير "سفير" GIS جديد (لاحقًا السلسلة 217) في NIITT. كانت تستند إلى نسخة بدون إطار من الترانزستور ، تم تطويرها في منتصف الستينيات من قبل معهد موسكو لأبحاث إلكترونيات أشباه الموصلات (الآن NPP Pulsar) حول موضوع Parabola. تم إنتاج التجميعات في نسختين من قاعدة العناصر: على مصفوفات الصمام الثنائي 60T2 و 318D2B و 910 D2A ؛ على الترانزستورات KTT-911B (المشار إليها فيما يلي 4T2) ومصفوفات الصمام الثنائي 333D2. إن السمات المميزة لهذه السلسلة بالمقارنة مع دوائر "Tropa" ذات الأغشية السميكة (السلسلة 912 و 201) هي زيادة مناعة السرعة والضوضاء. كانت التجميعات الأولى في السلسلة LB202 - العنصر المنطقي 171I-NOT ؛ 8LB2 - عنصران منطقيان 172I-NOT و 3LB2 - العنصر المنطقي 173I-NOT.
في عام 1964 ، كانت بالفعل تقنية متأخرة ولكنها لا تزال حية ، وأتيحت لمهندسي النظام في مشروع Almaz (كما كان يسمى النموذج الأولي) الفرصة ليس فقط لوضع أنظمة المعلومات الجغرافية موضع التنفيذ على الفور ، ولكن أيضًا للتأثير على تكوينها وخصائصها ، في الواقع ، تطلب في إطار نفسك رقائق مخصصة. وبالتالي ، كان من الممكن زيادة السرعة بشكل متكرر - تناسب الدوائر الهجينة دورة 25-30 نانوثانية ، بدلاً من 150.
من المثير للدهشة أن نظام المعلومات الجغرافية الذي طوره فريق Yuditsky كان أسرع من الدوائر الدقيقة الحقيقية ، على سبيل المثال ، سلسلة 109 و 121 و 156 ، تم تطويرها في 1967-1968 كقاعدة أساسية لأجهزة الكمبيوتر الغواصة! لم يكن لديهم نظير أجنبي مباشر ، نظرًا لأن العمل كان بعيدًا عن Zelenograd ، تم إنتاج 109 و 121 سلسلة بواسطة مصانع مينسك "Mion" و "Planar" و Lvov "Polyaron" ، سلسلة 156 - بواسطة معهد أبحاث فيلنيوس " فينتا "(في محيط الاتحاد السوفياتي ، كان هناك الكثير من الأشياء المثيرة للاهتمام تحدث بعيدًا عن الوزراء بشكل عام). كانت سرعتهم حوالي 100 نانوثانية. بالمناسبة ، اشتهرت سلسلة 156 بحقيقة أنها قامت على أساسها بتجميع شيء شثوني تمامًا - نظام المعلومات الجغرافية متعدد البلورات ، والمعروف باسم سلسلة 240 "Varduva" ، الذي طوره مكتب تصميم فيلنيوس التابع لوزارة الاقتصاد (1970).
في ذلك الوقت ، تم إنتاج LSI كاملة في الغرب ، بينما في الاتحاد السوفياتي استغرق الأمر 10 سنوات للوصول إلى هذا المستوى من التكنولوجيا ، وأردت حقًا الحصول على LSI. نتيجة لذلك ، قاموا بصنع نوع من المصطنع من مجموعة (حتى 13 قطعة!) من الدوائر الدقيقة غير المعبأة من أصغر تكامل ، مطلقة على ركيزة مشتركة في عبوة واحدة. من الصعب أن نقول ما هو أكثر من ذلك في هذا القرار - البراعة أو الفصام التكنولوجي. كانت هذه المعجزة تسمى "المختلط LSI" أو ببساطة GBIS ، ويمكننا أن نقول بفخر عنها أن مثل هذه التكنولوجيا ليس لها نظائر في العالم ، فقط لأنه لم يكن لدى أي شخص آخر حاجة للانحراف بهذا الشكل (وهو ما يساوي اثنين فقط (! ) توفير الفولتية ، + 5V و + 3V ، والتي كانت ضرورية لهذه المعجزة الهندسية لتعمل). لجعل الأمر ممتعًا حقًا - تم دمج GBIS على لوحة واحدة ، مرة أخرى ، للحصول على نوع من الوحدات متعددة الشرائح المصطنعة ، واستخدامها لتجميع أجهزة الكمبيوتر على متن السفن لمشروع Karat.
نفس السلسلة 240 الوحشية "Varduva" ، الجواب السوفياتي على MCM البرجوازي و LSI (الصورة http://www.155la3.ru)
الوحدة متعددة الشرائح للشخص السليم هي معالج IBM Power 4 الوحشي (2001 ، للمقارنة ، يوجد معالج Core i3 المنزلي العادي في مكان قريب). من منتصف السبعينيات إلى أوائل الثمانينيات ، أنفقت شركة IBM حوالي مليار دولار على تطوير مفهوم الوحدة النمطية المتعددة الشرائح (MCM) ، مما أدى إلى ولادة طريقة جديدة لتكامل المكونات. نتيجة لذلك ، يتم تجميع جميع معالجات IBM المركزية ومحطات العمل الثقيلة بهذه الطريقة ، وقد وجدت التكنولوجيا نفسها أوسع تطبيق في كل مكان - من المعالجات في الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة إلى AMD Ryzen Threadripper الجديد (صورة من مجموعة المؤلف)
بالعودة إلى مشروع Almaz ، نلاحظ أنه كان أكثر جدية من K340A: كل من الموارد والفرق المشاركة فيه كانت هائلة. تم تكليف NIIFP بتطوير بنية ومعالج الكمبيوتر ، NIITM - التصميم الأساسي ، ونظام تزويد الطاقة ونظام إدخال / إخراج البيانات ، NIITT - الدوائر المتكاملة.
إلى جانب استخدام الحساب المعياري ، تم العثور على طريقة معمارية أخرى لزيادة الأداء الكلي بشكل كبير: حل يستخدم على نطاق واسع لاحقًا في أنظمة معالجة الإشارات (ولكنه فريد في ذلك الوقت والأول في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، إن لم يكن في العالم) - إدخال معالج DSP في النظام ، علاوة على التصميم الخاص!
نتيجة لذلك ، تألف Almaz من ثلاث كتل رئيسية: DSP أحادي المهمة للمعالجة الأولية لبيانات الرادار ، معالج معياري قابل للبرمجة يقوم بحسابات توجيه الصواريخ ، معالج مساعد حقيقي قابل للبرمجة يقوم بعمليات غير معيارية ، تتعلق بشكل أساسي بالتحكم في الكمبيوتر.
أدت إضافة DSP إلى تقليل الطاقة المطلوبة للمعالج المعياري بمقدار 4 MIPS وتوفير حوالي 350 كيلوبايت من ذاكرة الوصول العشوائي (مرتين تقريبًا). كان أداء المعالج المعياري نفسه حوالي 3,5 MIPS - مرة ونصف أعلى من K340A. تم الانتهاء من التصميم الأولي في مارس 1967. تم ترك قواعد النظام كما هي في K340A ، تمت زيادة حجم الذاكرة إلى 128 كيلو بايت 45 بت (حوالي 740 كيلو بايت). ذاكرة التخزين المؤقت للمعالج - 32 كلمة 55 بت. تم تقليل استهلاك الطاقة إلى 5 كيلو واط ، والحجم الذي تشغله الماكينة - ما يصل إلى 11 خزانة.
الأكاديمي ليبيديف ، بعد أن اطلع على أعمال يوديتسكي وكارتسيف ، سحب على الفور نسخته من الدراسة. بشكل عام ، ما كانت مشكلة مجموعة ليبيديف غير واضح بعض الشيء. بتعبير أدق ، ليس من الواضح أي سيارة قاموا بإزالتها من المنافسة ، لأنهم في نفس الوقت كانوا يطورون سلف Elbrus - 5E92b ، فقط لمهمة الدفاع الصاروخي.
في الواقع ، بحلول ذلك الوقت ، كان ليبيديف نفسه قد تحول بالفعل تمامًا إلى أحفورة ولم يتمكن من تقديم أي أفكار جديدة جذريًا ، وكل ذلك كان متفوقًا على آلات Kartsev's SOK أو أجهزة الكمبيوتر المتجهة. في الواقع ، انتهت مسيرته المهنية في BESM-6 ، ولم يخلق أي شيء أفضل وأكثر جدية وأشرف على التطوير بشكل رسمي بحت ، أو تدخل أكثر مما ساعد مجموعة Burtsev ، الذين شاركوا في Elbrus وجميع مركبات ITMiVT العسكرية.
ومع ذلك ، كان ليبيديف موردًا إداريًا قويًا ، كونه شخصًا مثل كوروليف من عالم الكمبيوتر - معبود وسلطة غير مشروطة ، لذلك برغبة قوية في دفع سيارته ، يمكنه بسهولة ، بغض النظر عن ماهيتها. الغريب أنه لم يفعل. 5E92b ، بالمناسبة ، تم اعتماده ، ربما كان هذا هو المشروع؟ بالإضافة إلى ذلك ، بعد ذلك بقليل ، تم إصدار نسخة مطورة 5E51 ونسخة محمولة من الكمبيوتر للدفاع الجوي 5E65. في الوقت نفسه ، ظهر E261 و 5E262. من غير الواضح بعض الشيء لماذا تقول جميع المصادر أن ليبيديف لم يشارك في المسابقة النهائية. ومن الغريب أن 5E92b تم تصنيعها وتسليمها إلى موقع الاختبار وتوصيلها بـ Argun كإجراء مؤقت حتى اكتمال آلة Yuditsky. بشكل عام ، لا يزال هذا اللغز ينتظر باحثيها.
بقي هناك مشروعان: Almaz و M-9.
M-9
يمكن وصف كارتسيف بكلمة واحدة لا لبس فيها - العبقرية.
تجاوز M-9 كل شيء تقريبًا (إن لم يكن كل شيء) كان حتى في الرسومات حول العالم في ذلك الوقت. تذكر أن الاختصاصات تضمنت أداء حوالي 10 ملايين عملية في الثانية ، وكانوا قادرين على إخراج هذا من Almaz فقط من خلال استخدام DSP والحساب المعياري. خرج Kartsev دون كل هذا من سيارته مليار. لقد كان بالفعل رقمًا قياسيًا عالميًا ، ولم يتم كسره حتى ظهور الكمبيوتر العملاق Cray-1 بعد عشر سنوات. قال كارتسيف مازحا:
سميت الآلة M-220 بهذا الاسم لأنها تنتج 220 ألف عملية / ثانية ، ويسمى M-9 كذلك لأنها توفر إنتاجية من 10 إلى 9 قوة من العمليات / ثانية.
يطرح سؤال واحد - ولكن كيف؟
اقترح Kartsev (لأول مرة في العالم) بنية معالج دقيقة للغاية ، لم يتم إنشاء نظير هيكلي كامل لها. كان جزئيًا مثل مصفوفات Inmos الانقباضية ، جزئيًا مثل معالجات Cray و NEC vector ، جزئيًا مثل Connection Machine ، والحاسوب العملاق الأيقوني في الثمانينيات ، وحتى بطاقات الرسوميات الحديثة. كان للطراز M-1980 بنية مذهلة ، حيث لم تكن هناك لغة مناسبة لوصفها ، وجميع المصطلحات التي كان على كارتسيف إدخالها بمفرده.
كانت فكرته الرئيسية هي بناء جهاز كمبيوتر يعمل على فئة جديدة بشكل أساسي من الكائنات لحساب الآلة - وظائف لمتغير واحد أو متغيرين ، معطى بشكل نقطي. بالنسبة لهم ، حدد ثلاثة أنواع رئيسية من المشغلين: المشغلين الذين يربطون زوجًا من الوظائف مع ثالث ، المشغلون الذين يُرجعون رقمًا كنتيجة لإجراء على دالة. لقد عملوا مع وظائف خاصة (في المصطلحات الحديثة ، الأقنعة) ، والتي أخذت القيم 0 أو 1 وعملت على تحديد أي صفيف فرعي من مصفوفة معينة ، المشغلين الذين أعادوا مجموعة من القيم المرتبطة بهذه الوظيفة نتيجة يعمل على وظيفة.
تتكون السيارة من ثلاثة أزواج من الكتل ، والتي أطلق عليها Kartsev اسم "الحزم" ، على الرغم من أنها كانت أكثر احتمالا لتبدو مثل المشابك. تضمن كل زوج وحدة حسابية لهندسة معمارية مختلفة (المعالج نفسه) ووحدة حساب قناع لها (للبنية المقابلة).
تتكون الحزمة الأولى (الرئيسية ، "الكتلة الوظيفية") من نواة حسابية - مصفوفة من معالجات 32 × 32 16 بت ، على غرار محولات INMOS في الثمانينيات ، وبمساعدتها كان من الممكن إجراء جميع العمليات الأساسية للخطية الجبر في دورة واحدة - تكاثر المصفوفات والمتجهات في مجموعات عشوائية وإضافتها.
فقط في عام 1972 ، تم بناء كمبيوتر تجريبي متوازي بشكل كبير Burroughs ILLIAC IV في الولايات المتحدة الأمريكية ، وهو معماري مشابه جزئيًا وأداء مشابه. يمكن للدوائر الحسابية العامة إجراء الجمع مع تراكم النتيجة ، مما يجعل من الممكن ، إذا لزم الأمر ، معالجة مصفوفات ذات أبعاد أكثر من 32. يمكن فرض قناع على المشغلين المنفذين بواسطة شبكة من المعالجات لوصلة وظيفية ، مما يقصر التنفيذ على المعالجات المميزة فقط. جنبا إلى جنب معها ، عملت الوحدة الثانية (دعاها كارتسيف "حساب الصورة") ، وهي تتكون من نفس المصفوفة ، ولكن معالجات بت واحد للعمليات على الأقنعة ("الصور" ، كما كانت تسمى آنذاك). تم توفير مجموعة واسعة من العمليات على اللوحات ، كما تم إجراؤها في دورة واحدة ووصفها بتشوهات خطية.
وسعت الحزمة الثانية من قدرات الأولى وتألفت من معالج متجه مكون من 32 عقدة. كان عليها إجراء عمليات على وظيفة واحدة أو زوج من الوظائف المحددة في 32 نقطة ، أو عمليات على وظيفتين أو زوجين من الوظائف المحددة في 16 نقطة. بالنسبة لها ، كان هناك بالمثل كتلة قناع خاصة بها ، تسمى "حساب الإشارة".
تتكون الحزمة الثالثة (الاختيارية أيضًا) من كتلة ترابطية تقوم بعمليات مقارنة وفرز المصفوفات الفرعية حسب المحتوى. ذهبت لها كتلة قناع أيضًا في زوج.
يمكن أن تتكون الآلة من مجموعات مختلفة ، في التكوين الأساسي - مجرد وحدة وظيفية ، بحد أقصى - ثمانية: مجموعتان من العمليات الحسابية والوظيفية والصورة ومجموعة أخرى. على وجه الخصوص ، كان من المفترض أن M-10 يتكون من كتلة واحدة ، M-1 - من ثمانية. أداء هذا الخيار متفوق ملياري عمليات في الثانية.
لإنهاء القارئ أخيرًا ، نلاحظ أن Kartsev قدم مزيجًا متزامنًا من عدة آلات في كمبيوتر عملاق واحد. مع هذا المزيج ، تم بدء تشغيل جميع الآلات من مولد ساعة واحد وإجراء العمليات على مصفوفات ذات أبعاد ضخمة في دورة واحدة إلى دورتين. في نهاية العملية الحالية وفي بداية العملية التالية ، كان التبادل ممكنًا بين أي أجهزة حسابية وتخزين للآلات الموحدة في النظام.
نتيجة لذلك ، كان مشروع Kartsev وحشًا حقيقيًا. شيء مشابه ، من وجهة نظر معمارية ، ظهر في الغرب فقط في أواخر السبعينيات في أعمال سيمور كراي واليابانيين من شركة إن إي سي. في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، كانت هذه الآلة فريدة تمامًا ومتفوقة من الناحية المعمارية ليس فقط على جميع التطورات التي حدثت في تلك السنوات ، ولكن بشكل عام ، كل ما أنتجناه على مدار العام. القصة. كانت هناك مشكلة واحدة فقط - لم يكن أحد سينفذها.
فيما يلي التقنيات الفريدة من 1980-2000 ، والتي توقعها Kartsev جزئيًا بسيارته. من اليسار إلى اليمين: محولات INMOS ، التي كانت بمثابة الأساس للمصفوفات الانقباضية - وهي تقنية فريدة لبناء أجهزة الكمبيوتر العملاقة البريطانية في الثمانينيات ، ونموذج أولي لمعالج متجه رباعي النواة للكمبيوتر الفائق الياباني NEC SX-ACE ، 1980 ، معالج خلية الكمبيوتر العملاق الأمريكي nCube / 2013 ، التي تم بناؤها وفقًا لطوبولوجيا المكعب الفائق ، 2. صورة من مجموعة المؤلف.
الرسم الوحيد المعروف لآلة M-10 المتداولة على الشبكة. بشكل عام ، لا يوجد عمليًا أي دليل مادي متبقي على سيارات Kartsev ، حتى زوجان فقط معروفان من الصور (الصورة https://www.computer-museum.ru)
"الماس"
فاز مشروع الماز بالمسابقة. أسباب ذلك غامضة وغير مفهومة ومرتبطة بالألعاب السياسية التقليدية في الوزارات المختلفة.
قال Kartsev في اجتماع مخصص للذكرى الخامسة عشرة لمعهد أبحاث مجمعات الكمبيوتر (NIIVK) في عام 15:
في عام 1967 ، توصلنا إلى مشروع جريء إلى حد ما لمجمع الكمبيوتر M-9 ...
بالنسبة إلى وزارة الأجهزة في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، حيث كنا في ذلك الوقت ، تبين أن هذا المشروع كان أكثر من اللازم ...
قيل لنا: تذهب إلى V.D. Kalmykov ، لأنك تعمل معه. ظل مشروع M-9 غير مكتمل ...
بالنسبة إلى وزارة الأجهزة في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، حيث كنا في ذلك الوقت ، تبين أن هذا المشروع كان أكثر من اللازم ...
قيل لنا: تذهب إلى V.D. Kalmykov ، لأنك تعمل معه. ظل مشروع M-9 غير مكتمل ...
في الواقع ، كانت سيارة كارتسيف كثير جدا حسنًا لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، كان من الممكن أن يكتسح مظهره ببساطة لوحة جميع اللاعبين الآخرين ، بما في ذلك مجموعة قوية من Lebedevites من ITMiVT. بطبيعة الحال ، لم يكن أحد سيسمح لبعض مغرور كارتسيف بتجاوز مفضلات صاحب السيادة ، التي تغمرها الجوائز والمزايا مرارًا وتكرارًا.
تجدر الإشارة إلى أن هذه المنافسة لم تدمر الصداقة بين Kartsev و Yuditsky فحسب ، بل أدت أيضًا إلى حشد هؤلاء المهندسين المعماريين اللامعين بطريقتهم الخاصة. كما نتذكر ، كان كالميكوف يعارض بشكل قاطع كل من الدفاع الصاروخي وفكرة الكمبيوتر العملاق ، ونتيجة لذلك ، تم دمج مشروع كارتسيف بهدوء ، ورفضت وزارة الأجهزة عمومًا مواصلة العمل على إنشاء أجهزة كمبيوتر قوية.
طُلب من فريق Kartsev الانتقال إلى MRP ، وهو ما فعله في منتصف عام 1967 ، مشكلاً الفرع رقم 1 لمكتب تصميم Vympel. بالعودة إلى عام 1958 ، عمل كارتسيف بناءً على طلب الأكاديمي المعروف أ.ل. مينتس من معهد RTI ، حيث كان يطور أنظمة تحذير من الهجوم الصاروخي (أدى ذلك في النهاية إلى رادارات متقاربة تمامًا ومكلفة بشكل لا يمكن تصوره وعديمة الجدوى على الإطلاق لمشروع دوغا. ، التي لم تنجح في تشغيلها حقًا ، حيث انهار الاتحاد السوفيتي). في غضون ذلك ، ظل الأشخاص من RTI عاقلين نسبيًا وأنهى Kartsev مركبات M-4 و M4-2M لهم (بالمناسبة ، من الغريب جدًا أنهم لم يستخدموا في الدفاع الصاروخي!).
بقية القصة أشبه بمزحة سيئة. تم رفض مشروع M-9 ، ولكن في عام 1969 تم تقديم طلب جديد بناءً على سيارته ، ومن أجل عدم هز القارب ، كانت جميع مكاتب التصميم التابعة له تابعة لشركة Mints من قسم Kalmyk. تم إجبار M-10 (الفهرس النهائي 5E66 (انتباه!) - في العديد من المصادر بشكل خاطئ تمامًا على بنية SOK) على التنافس مع Elbrus (والتي قطعتها مثل متحكم Xeon) ، والأكثر إثارة للدهشة أنها مرة أخرى ضد آلات Yuditsky ، ونتيجة لذلك ، قام الوزير كالميكوف بحركة متعددة رائعة للغاية.
في البداية ، ساعده M-10 على الفشل في إصدار إنتاج Almaz ، ثم تم إعلان أنه غير مناسب للدفاع الصاروخي ، وفاز Elbrus بالمنافسة الجديدة. نتيجة لصدمة كل هذا النضال السياسي القذر ، أصيب Kartsev المؤسف بنوبة قلبية وتوفي فجأة ، قبل أن يبلغ من العمر 60 عامًا. عاش Yuditsky لفترة وجيزة أطول من صديقه ، وتوفي في نفس العام. بالمناسبة ، لم يجهد Akushsky ، شريكه ، نفسه وتوفي كمراسل ، وعومل بلطف من قبل جميع الجوائز (نما Yuditsky فقط إلى دكتور في العلوم التقنية) ، في عام 1992 عن عمر يناهز 80 عامًا. لذلك ، بضربة واحدة ، انتقد كالميكوف ، الذي كره كيسونكو بشدة وفشل في النهاية مشروعه للدفاع الصاروخي ، اثنين ، ربما يكونان أكثر مطوري الكمبيوتر موهبة في الاتحاد السوفيتي وبعض أفضل مطوري الكمبيوتر في العالم. سننظر في هذه القصة بمزيد من التفصيل لاحقًا.
في غضون ذلك ، سنعود إلى الفائز في موضوع الدفاع الصاروخي - آلة ألماظ وأحفادها.
بطبيعة الحال ، كان Almaz جهاز كمبيوتر جيدًا جدًا لمهامه الضيقة وكان له بنية مثيرة للاهتمام ، ولكن مقارنته مع M-9 كانت ، بعبارة أخرى ، فئات مختلفة جدًا. ومع ذلك ، فقد تم الفوز بالمسابقة ، وتم استلام طلب لتصميم آلة 5E53 متسلسلة بالفعل.
لتنفيذ المشروع ، تم تقسيم فريق Yuditsky في عام 1969 إلى مؤسسة مستقلة - مركز الحوسبة المتخصصة (SCC). أصبح يوديتسكي نفسه مديرًا ، وأكوشسكي ، نائب العمل العلمي ، "شارك" في كل مشروع حتى السبعينيات مثل سمكة تتشبث.
نلاحظ مرة أخرى أن دوره في إنشاء آلات SOK غامض تمامًا. في كل مكان ، تم ذكره على أنه الرقم الثاني بعد Yuditsky (وأحيانًا الأول) ، بينما كان يشغل مشاركات لم تكن مرتبطة حقًا بأي شيء ، كانت جميع أعماله في الحساب النمطي مؤلفة بشكل مشترك ، وماذا فعل بالضبط خلال تطوير Almaz و 5E53 ليس واضحًا على الإطلاق - مهندس الآلة كان Yuditsky ، الخوارزميات تم تطويرها أيضًا من قبل أشخاص منفصلين تمامًا.
تجدر الإشارة إلى أن Yuditsky لديه عدد قليل جدًا من المنشورات حول RNS وخوارزميات الحساب المعيارية في الصحافة المفتوحة ، ويرجع ذلك أساسًا إلى تصنيف هذه الأعمال لفترة طويلة. أيضًا ، تميز دافليت إسلاموفيتش ببساطة بالدقة الهائلة في المنشورات ولم يعتبر نفسه أبدًا مؤلفًا مشاركًا (أو الأسوأ من ذلك ، أول مؤلف مشارك ، كما أحب جميع المخرجين والرؤساء السوفييت تقريبًا) في أي عمل من أعمال مرؤوسيه وطلاب الدراسات العليا. . وفقًا لتذكراته ، كان يجيب عادةً على مقترحات من هذا النوع:
هل كتبت شيئًا هناك؟ لا؟ ثم قم بإزالة اسم عائلتي.
وهكذا ، في النهاية ، اتضح أنه في 90 ٪ من المصادر المحلية ، يعتبر Akushsky الأب الرئيسي والرئيسي لـ SOK ، الذي ، على العكس من ذلك ، ليس لديه أعمال على الإطلاق بدون مؤلفين مشاركين ، لأنه ، وفقًا لـ التقليد السوفيتي ، فقد تمسك باسمه على كل ما فعله جميع مرؤوسيه.
5E53
يتطلب تنفيذ 5E53 جهودًا هائلة من جانب فريق ضخم من الأشخاص الموهوبين. تم تصميم الكمبيوتر لاختيار أهداف حقيقية من بين الأهداف الخاطئة وتوجيه الصواريخ المضادة إليها ، وهي أصعب مهمة حسابية واجهتها تكنولوجيا الكمبيوتر في العالم في ذلك الوقت. لثلاثة MCSCs من المرحلة الثانية A-35 ، تم تحسين الأداء ورفع 60 مرة (!) إلى 0,6 GFLOP / s. كان من المقرر توفير هذه الطاقة بواسطة 15 جهاز كمبيوتر (5 في كل MCSC) مع أداء في مهام الدفاع الصاروخي يبلغ 10 ملايين عملية خوارزمية / ثانية (حوالي 40 مليون عملية / عمليات تقليدية) ، وذاكرة الوصول العشوائي 7,0 ميجابت في الثانية ، و PROM 2,9 ميجابت في الثانية ، و VZU 3 جيجابت في الثانية ومعدات نقل البيانات لمئات الكيلومترات. يجب أن يكون 5E53 أقوى بكثير من Almaz وأن يكون واحدًا من أقوى الآلات (وبالتأكيد أكثرها أصالة) في العالم.
يستذكر ف.ام.أميرباييف ما يلي:
عين Lukin Yuditsky كمصمم رئيسي لمنتج 5E53 ، وعهد إليه بقيادة SVTs. كان دافليت إسلاموفيتش كبير المصممين الحقيقيين. لقد بحث في جميع تفاصيل المشروع قيد التطوير من تكنولوجيا إنتاج عناصر جديدة إلى الحلول الهيكلية وهندسة الكمبيوتر والبرمجيات. في جميع مجالات عمله الشاق ، كان قادرًا على طرح مثل هذه الأسئلة والمهام ، والتي أدى حلها إلى إنشاء كتل أصلية جديدة للمنتج المصمم ، وفي عدد من الحالات أشار دافليت إسلاموفيتش نفسه إلى مثل هذه الحلول. عمل دافليت إسلاموفيتش بمفرده ، بغض النظر عن الوقت أو الظروف ، تمامًا مثل جميع زملائه العمال. لقد كان وقتًا عاصفًا وساطعًا ، وبالطبع كان دافليت إسلاموفيتش مركزًا ومنظمًا لكل شيء.
تعامل فريق SVTS مع قادتهم بشكل مختلف ، وقد انعكس ذلك في الطريقة التي دعاهم بها الموظفون في دائرتهم.
يوديتسكي ، الذي لم يعلق أهمية كبيرة على الرتب وقيّم بشكل أساسي الذكاء والصفات التجارية ، كان يسمى ببساطة دافليت في الفريق. كان يُطلق على Akushsky اسم الجد ، لأنه كان أكبر سناً بشكل ملحوظ من الغالبية العظمى من المتخصصين في SVTs ، وكما يقولون ، كان مغرورًا بشكل خاص - وفقًا لتذكراته ، كان من المستحيل تخيله بمكواة لحام في يده (على الأرجح ، هو ببساطة لم يكن يعرف أي نهاية للاحتفاظ به) ، وقد فعل ذلك دافليت إسلاموفيتش أكثر من مرة.
كجزء من Argun ، الذي كان نسخة مختصرة من MKSK القتالية ، تم التخطيط لاستخدام 4 مجموعات من أجهزة الكمبيوتر 5E53 (في رادار الهدف Istra - 1 ، في رادار الدفاع الصاروخي - 1 وفي مركز القيادة والكمبيوتر - 2) ، مجتمعة في مجمع واحد. كان لاستخدام SOC أيضًا جوانب سلبية. كما قلنا سابقًا ، عمليات المقارنة غير معيارية ، ويتطلب تنفيذها الانتقال إلى النظام الموضعي والعكس ، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في الأداء. عمل V. M. Amerbaev وفريقه على حل هذه المشكلة.
يتذكر M.D.Kornev:
في الليل ، يعتقد فيلجان مافليوتينوفيتش ، في الصباح ، يأتي V.M Radunsky (المطور الرئيسي) بالنتائج. ينظر مهندسو الدوائر في تنفيذ الأجهزة للإصدار الجديد ، ويطرحون أسئلة على Amerbaev ، ويغادر للتفكير مرة أخرى وما إلى ذلك حتى تصل أفكاره إلى التنفيذ الجيد للأجهزة.
قام العميل بتطوير خوارزميات محددة وعلى مستوى النظام ، كما تم تطوير خوارزميات الآلة في SVTs بواسطة فريق من علماء الرياضيات برئاسة I. A. Bolshakov. أثناء تطوير 5E53 في SVTs ، كان تصميم الماكينة نادرًا ، كقاعدة عامة ، من تصميمه الخاص ، كان يستخدم على نطاق واسع. عمل جميع موظفي الشركة بحماس غير عادي ، دون أن يدخروا أنفسهم ، لمدة 12 ساعة أو أكثر في اليوم.
في إم رادونسكي:
"بالأمس عملت بنفسي إلى درجة أنني ، عند دخول الشقة ، أعطيت زوجتي تصريحًا".
إي إم زفيريف:
في ذلك الوقت ، كانت هناك شكاوى حول مناعة الضوضاء لسلسلة IC 243. بطريقة ما في الثانية صباحًا ، جاء Davlet Islamovich إلى التصميم ، وأخذ مجسات الذبذبات ولفترة طويلة اكتشف أسباب الضوضاء.
في بنية 5E53 ، تم تقسيم الأوامر إلى إدارية وحسابية. كما هو الحال في K340A ، احتوت كل كلمة أمر على أمرين تم تنفيذهما بواسطة أجهزة مختلفة في وقت واحد. أجرى أحدهما عملية حسابية (على معالجات SOK) ، بينما أجرى الآخر عملية تحكم: النقل من السجل إلى الذاكرة أو من الذاكرة للتسجيل ، والقفز الشرطي أو غير المشروط ، إلخ. على معالج مساعد تقليدي ، لذلك تمكنا من حل مشكلة القفزات الشرطية اللعينة جذريًا.
تم ربط جميع العمليات الرئيسية بالأنابيب ، ونتيجة لذلك ، تم إجراء العديد من العمليات المتسلسلة (حتى 8) في وقت واحد. تم الاحتفاظ بهندسة هارفارد المعمارية. تم استخدام التقسيم الطبقي للذاكرة إلى 8 كتل مع العنونة المشذرة. هذا جعل من الممكن الوصول إلى الذاكرة بتردد ساعة معالج يبلغ 700 نانوثانية مع وقت وصول لذاكرة الوصول العشوائي يبلغ 166 نانوثانية. قبل 5E53 ، لم يتم تنفيذ هذا النهج في الأجهزة في أي مكان في العالم ، فقد تم وصفه فقط في مشروع IBM 360/92 غير المحقق.
اقترح عدد من خبراء SVTs إضافة معالج حقيقي كامل (ليس فقط للتحكم) وضمان العالمية الحقيقية للكمبيوتر. لم يتم ذلك لسببين.
أولاً ، لاستخدام أجهزة الكمبيوتر كجزء من MCSC ، لم يكن هذا مطلوبًا ببساطة.
ثانيًا ، أنا. يا أكوشسكي ، لكونه من المتعصبين لـ SOK ، لم يشارك الرأي حول عدم كفاية العالمية 5E53 وقمع بشكل أساسي جميع المحاولات لإدخال الفتنة المادية فيه (على ما يبدو ، كان هذا هو دوره الرئيسي في تصميم آلة).
كانت العثرة أمام 5E53 هي ذاكرة الوصول العشوائي. كان معيار الذاكرة السوفيتية في ذلك الوقت عبارة عن كتل من الفريت ذات أبعاد ضخمة ، وتصنيع كثيف العمالة ، واستهلاك عالي للطاقة. بالإضافة إلى ذلك ، كانت أبطأ بعشرات المرات من المعالج ، ومع ذلك ، فإن هذا لم يمنع ليبيديف شديد التحفظ من نحت مكعبات الفريت التي أحبها كثيرًا في كل مكان - من BESM-6 إلى S-300 على الكمبيوتر الموجود على متن الطائرة S-1990 ، الذي تم إنتاجه بهذا الشكل ، على الفريت (!) ، حتى منتصف التسعينيات (!) ، وبفضل هذا الحل إلى حد كبير ، يشغل هذا الكمبيوتر شاحنة كاملة.
مشاكل
في اتجاه FV Lukin ، تناولت أقسام منفصلة من NIITT حل مشكلة ذاكرة الوصول العشوائي ، وكانت نتيجة هذه الأعمال إنشاء ذاكرة على أفلام مغناطيسية أسطوانية (CMP). إن فيزياء تشغيل الذاكرة على DMP معقدة للغاية ، وأكثر تعقيدًا بكثير من تلك الموجودة في الفريت ، ولكن في النهاية تم حل العديد من المشكلات العلمية والهندسية ، وعملت ذاكرة الوصول العشوائي على DMP. لخيبة الأمل المحتملة للوطنيين ، نلاحظ أن مفهوم الذاكرة على المجالات المغناطيسية (التي تعتبر CMP حالة خاصة) تم اقتراحها لأول مرة في NIITT. ظهر هذا النوع من ذاكرة الوصول العشوائي لأول مرة بفضل شخص واحد ، مهندس مختبرات بيل أندرو بوبيك (أندرو هـ. بوبيك). كان Bobek خبيرًا معروفًا في مجال التكنولوجيا المغناطيسية ، واقترح اختراقات ثورية في ذاكرة الوصول العشوائي مرتين.
اخترعها جاي رايت فورستر وبشكل مستقل من قبل اثنين من علماء هارفارد إم كيه الرابع آن وانج ووي دونج وو في عام 1949 ، كانت ذاكرة الفريت الأساسية (التي ليبيديف) غير كاملة ليس فقط بسبب حجمها ، ولكن أيضًا بسبب الشاقة الهائلة في التصنيع ( بالمناسبة ، كان وانج آن ، غير المعروف لنا تقريبًا ، أحد أشهر مهندسي الكمبيوتر وأسس مختبرات وانج الشهيرة ، والتي كانت موجودة من 1951 إلى 1992 وأنتجت عددًا كبيرًا من التقنيات المتقدمة ، بما في ذلك الكمبيوتر الصغير وانج 2200 ، المستنسخ في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية باسم Iskra 226).
بالعودة إلى الفريت ، نلاحظ أن الذاكرة الموجودة عليها كانت ضخمة من الناحية المادية ، وسيكون من غير الملائم للغاية تعليق سجادة 2 × 2 متر بجوار الكمبيوتر ، لذلك تم نسج بريد سلسلة الفريت في وحدات صغيرة ، مثل حلقات التطريز ، والتي تسببت في الوحشية صعوبة صنعها. تم تطوير التقنية الأكثر شهرة لنسج وحدات 16x16 بت من قبل شركة Mullard البريطانية (وهي شركة بريطانية مشهورة جدًا - وهي شركة تصنيع الأنابيب المفرغة ومكبرات الصوت المتطورة وأجهزة التلفزيون والراديو ، كما شاركت في التطورات في مجال الترانزستورات و الدوائر المتكاملة ، التي اشتراها فيليبس لاحقًا). تم توصيل الوحدات في سلسلة في أقسام ، تم تركيب مكعبات الفريت منها. من الواضح أن كل من عملية نسج الوحدات وعملية تجميع مكعبات الفريت كانت عرضة للأخطاء (بعد كل شيء ، كان العمل يدويًا تقريبًا) ، مما أدى إلى زيادة وقت التصحيح واستكشاف الأخطاء وإصلاحها.
بفضل القضية الموضعية المتمثلة في صعوبة تطوير الذاكرة على حلقات الفريت ، أتيحت الفرصة لأندرو بوبيك لإظهار موهبته الإبداعية. كان عملاق الهاتف AT&T ، مبتكر Bell Labs ، أكثر من أي شخص آخر مهتمًا بتطوير تقنيات فعالة لإنتاج الذاكرة المغناطيسية. قرر Bobek تغيير اتجاه البحث بشكل جذري وكان السؤال الأول الذي طرحه على نفسه هو - هل من الضروري استخدام مواد صلبة مغناطيسيًا مثل الفريت كمواد لتخزين البقايا؟ بعد كل شيء ، ليسوا الوحيدين الذين لديهم تنفيذ مناسب للذاكرة وحلقة تخلفية مغناطيسية. بدأ Bobek في تجربة استخدام Permalloy ، والذي يمكن من خلاله الحصول على هياكل على شكل حلقة ببساطة عن طريق لف رقائق معدنية حول سلك ناقل. أطلق عليه كبل الإعصار (لف - "التواء").
بعد لف الشريط بهذه الطريقة ، يمكن لفه لإنشاء مصفوفة متعرجة وتعبئتها ، على سبيل المثال ، في فيلم بولي إيثيلين. كانت الميزة الفريدة لملف الذاكرة هي القدرة على قراءة أو كتابة سطر كامل من الحلقات الزائفة permalloy الموجودة على كبلات التواء متوازية تمر فوق نفس الناقل. هذا يبسط إلى حد كبير تصميم الوحدة.
لذلك في عام 1967 ، طور Bobek أحد أكثر التعديلات فعالية للذاكرة المغناطيسية في ذلك الوقت. أثارت فكرة التقلبات إعجاب قيادة بيل لدرجة أن القوى والوسائل المثيرة للإعجاب أُلقيت في تسويقها. ومع ذلك ، فإن التوفير الواضح في التكلفة المرتبط بإنتاج الشريط الملتوي (يمكن نسجه ، بالمعنى الحقيقي للكلمة) قد تفوق عليه البحث في استخدام عناصر أشباه الموصلات. كان ظهور SRAM و DRAM عبارة عن صاعقة من اللون الأزرق لعملاق الهاتف ، خاصة وأن AT&T كانت أقرب من أي وقت مضى لإبرام عقد مربح مع سلاح الجو الأمريكي لتزويد وحدات الذاكرة الملتوية للدفاع الجوي LIM-49 Nike Zeus النظام (ظهر نظير تقريبي للطائرة A-35 بعد ذلك بقليل ، وقد كتبنا عنه بالفعل).
كانت شركة الهاتف نفسها تقدم بنشاط نوعًا جديدًا من الذاكرة في نظام تبديل TSPS (نظام تحديد موقع خدمة المرور). في النهاية ، تلقى كمبيوتر التحكم الخاص بـ Zeus (Sperry UNIVAC TIC) ذاكرة ملتوية ، بالإضافة إلى ذلك ، تم استخدامه في عدد من مشاريع AT&T تقريبًا حتى منتصف الثمانينيات من القرن الماضي ، ولكن في تلك السنوات كان الألم أكثر من التقدم ، لأننا نرى أنه ليس فقط في الاتحاد السوفياتي عرفوا كيف يدفعون من خلال التكنولوجيا التي عفا عليها الزمن لسنوات.
ومع ذلك ، كانت هناك لحظة إيجابية واحدة من تطور التقلبات.
من خلال التحقيق في التأثير المغنطيسي في مجموعات من أفلام بيرمالوي مع الفريتات (الفريت على أساس العناصر الأرضية النادرة) ، لاحظ بوبيك إحدى ميزاتها المرتبطة بالمغنطة. أثناء تجربته مع عقيق الجادولينيوم الغاليوم (Gadolinium Gallium Garnet ، GGG) ، استخدمه كركيزة لطبقة رقيقة من بيرمالوي. في الشطيرة الناتجة ، في حالة عدم وجود مجال مغناطيسي ، تم ترتيب مناطق المغنطة في شكل مجالات ذات أشكال مختلفة.
نظر بوبيك في كيفية تصرف هذه المجالات في مجال مغناطيسي له اتجاه عمودي على مناطق مغنطة بيرمالوي. ولدهشته ، مع زيادة قوة المجال المغناطيسي ، تجمعت المجالات في مناطق مضغوطة. دعاهم بوبيك فقاعات. عندها تشكلت فكرة ذاكرة الفقاعة ، حيث كانت مجالات المغناطيس العفوي في صفيحة بيرمالوي - الفقاعات - هي الناقلات للوحدة المنطقية. تعلم Bobek كيفية تحريك الفقاعات عبر سطح بيرمالوي وتوصل إلى حل مبتكر لقراءة المعلومات في نموذج الذاكرة الجديد الخاص به. اكتسب جميع اللاعبين الرئيسيين في ذلك الوقت تقريبًا وحتى وكالة ناسا الحق في تكوين ذاكرة فقاعية ، خاصة وأن ذاكرة الفقاعات أصبحت غير حساسة تقريبًا للنبضات الكهرومغناطيسية والشفاء الصعب.
نادر للغاية مكعب ذاكرة الفريت السوفيتي المصغر KP128 / 17. بدأ إطلاق هذه التحف الفنية في علم الآثار في عام 1968 ، قبل ستة أشهر من إصدار ذاكرة Intel 3101 SRAM وقبل 1,5 سنة من أول ذاكرة Intel 1103 DRAM ، واستمر حتى الثمانينيات (!) كانت المكعبات المماثلة موجودة في أجهزة الكمبيوتر S-1980 والإصدارات المبكرة من S-200 حتى منتصف التسعينيات. في عام 300 ، تكلف 1990 روبل وفقًا لجواز السفر - 1970 مكعبات من هذا القبيل و VAZ-1040! ذاكرة الوصول العشوائي للشخص السليم - Intel Magnetics Bubble Memory ، 5 ، المجالات المغناطيسية. تم تثبيت هذه الوحدات في GRiD Compass 2101 ، أول كمبيوتر محمول في التاريخ ، تم تطويره بأمر من وكالة ناسا لاستخدامه في مهام المكوك. استنساخ سوفيتي ، قبيح أكثر قليلاً ، K1982ZTs1101. صورة من مجموعة المؤلف.
اتبعت NIITT مسارًا مشابهًا ، وبحلول عام 1971 طوروا بشكل مستقل نسخة محلية من التواء - ذاكرة وصول عشوائي بسعة إجمالية قدرها 7 ميغابت بخصائص زمنية عالية: معدل أخذ العينات 150 نانوثانية ، وزمن دورة 700 نانوثانية. تبلغ سعة كل كتلة 256 كيلو بايت ، وتم وضع 4 كتل في الخزانة ، وتم تضمين 7 خزانات في المجموعة.
تكمن المشكلة في أنه في عام 1965 ، أنشأ Arnold Farber و Eugene Schlig من شركة IBM نموذجًا أوليًا لخلية ذاكرة الترانزستور ، وأنشأ بنجامين أجوستا وفريقه شريحة سليكون 16 بت استنادًا إلى خلية Farber-Schlig التي تحتوي على 80 ترانزستورًا و 64 مقاومة و 4 الثنائيات. وهكذا ، وُلدت SRAM الفعال للغاية - ذاكرة وصول عشوائي ثابتة ، والتي وضعت على الفور حداً للالتواءات.
ما هو أسوأ بالنسبة للذاكرة المغناطيسية - في نفس IBM بعد عام ، بتوجيه من الدكتور روبرت دينارد (روبرت دينارد) ، تم إتقان عملية MOS ، وظهر بالفعل في عام 1968 نموذج أولي للذاكرة الديناميكية - معروف ويستخدم الآن في كل حاسوب DRAM (ذاكرة وصول عشوائي ديناميكية).
في عام 1969 ، بدأ نظام الذاكرة المتقدم في بيع أول رقائق بالكيلو بايت ، وبعد ذلك بعام ، قدمت الشركة الشابة Intel ، التي تأسست في الأصل لتطوير DRAM ، نسخة محسنة من هذه التقنية من خلال إطلاق أول شريحة لها ، وهي شريحة ذاكرة Intel 1103.
بعد عشر سنوات فقط تمكنوا من تمزيقه في الاتحاد السوفيتي ، بعد أن أطلقوا في أوائل الثمانينيات أول شريحة ذاكرة سوفيتية Angstrem 1980RU565 (1 Kbit) و 4 كيلوبايت من كتل الذاكرة القائمة عليها. قبل ذلك ، كانت أقوى الآلات تكتفي بمكعبات الفريت (كان ليبيديف يحترم فقط روح المدرسة القديمة) أو الإصدارات المحلية من اللفات ، والتي قام بتطويرها P. V. Nesterov ، P. P. Silantiev ، P.N Petrov ، V. ، N. T. Kopersako وآخرون.
ذاكرة محجوزة ، كتلتان من 2 مكعبات كل منهما 2 كيلوبايت ، ثمانينيات القرن الماضي. هذا هو شكل ذاكرة الوصول العشوائي لأجهزة الكمبيوتر العسكرية لدينا حتى التسعينيات (الصورة http://www.oldtriod.ru). في الوقت نفسه ، يقف رائد الفضاء جون كريتون مع كمبيوتر محمول GRiD Compass 2 على متن مهمة اكتشاف مكوك الفضاء ، 1980 (الصورة https://ru.wikipedia.org/).
مشكلة أخرى خطيرة كانت بناء ذاكرة لتخزين البرامج والثوابت.
كما تتذكر ، في K340A ، تم تصنيع ROM على نوى من الفريت ، وتم إدخال المعلومات في مثل هذه الذاكرة باستخدام تقنية تشبه إلى حد بعيد الخياطة: تم خياطة السلك بشكل طبيعي بإبرة من خلال ثقب في الفريت (منذ ذلك الحين ، تم خياطة السلك بإبرة من خلال ثقب في الفريت). لقد ترسخ مصطلح "البرامج الثابتة" وراء عملية إدخال المعلومات في أي ذاكرة قراءة فقط). بالإضافة إلى صعوبة العملية ، يكاد يكون من المستحيل تغيير المعلومات في مثل هذا الجهاز. لذلك ، تم استخدام بنية مختلفة لـ 5E53. على لوحة الدوائر المطبوعة ، تم تنفيذ نظام الحافلات المتعامدة: العنوان والبت. لتنظيم اتصال استقرائي بين العنوان وحافلات البت ، تم فرض حلقة اتصال مغلقة أو عدم فرضها على تقاطعها (في NIIVK ، تم تثبيت اقتران سعوي لـ M-9). تم وضع الملفات على لوح رفيع ، يتم ضغطه بإحكام على مصفوفة الناقل - تغيير البطاقة يدويًا (علاوة على ذلك ، دون إيقاف تشغيل الكمبيوتر) ، تم تغيير المعلومات.
بالنسبة إلى 5E53 ، تم تطوير ذاكرة ROM للبيانات بسعة إجمالية تبلغ 2,9 ميجابت مع خصائص وقت عالية إلى حد ما لمثل هذه التكنولوجيا البدائية: معدل أخذ العينات هو 150 نانوثانية ، ووقت الدورة هو 350 نانوثانية. تبلغ سعة كل كتلة 72 كيلو بايت في الثانية ، حيث تم وضع 8 كتل بسعة إجمالية قدرها 576 كيلو بايت في الثانية في الخزانة ، وتم تضمين 5 خزانات في مجموعة الكمبيوتر. كذاكرة خارجية عالية السعة ، تم تطوير ذاكرة على شريط بصري فريد. تم التسجيل والقراءة بمساعدة مصابيح LED على الفيلم ، ونتيجة لذلك ، زادت سعة الشريط بنفس الأبعاد بمقدار أمرين من حيث الحجم مقارنة بالمغناطيسية ووصلت إلى 3 جيجابت. بالنسبة لأنظمة الدفاع الصاروخي ، كان هذا حلاً جذابًا ، حيث كانت برامجها وثوابتها ضخمة ، ولكن نادرًا ما تغيرت.
كانت القاعدة الأساسية الرئيسية لـ 5E53 هي نظام المعلومات الجغرافية "Tropa" و "Ambassador" المعروفين لنا بالفعل ، ولكن في بعض الحالات كانت سرعتهم مفقودة ، لذا فإن المتخصصين في SVTs (بما في ذلك نفس V. L. معالج دقيق محلي!) ومصنع Exciton "تم تطوير سلسلة خاصة من نظم المعلومات الجغرافية بناءً على عناصر غير مشبعة بجهد إمداد منخفض وسرعة متزايدة وفائض داخلي (سلسلة 243 ،" مخروط "). تم تطوير مكبرات الصوت الخاصة ، سلسلة Ishim ، من أجل NIIME RAM.
بالنسبة إلى 5E53 ، تم تطوير تصميم مضغوط ، بما في ذلك 3 مستويات: خزانة ، كتلة ، خلية. كان للخزانة أبعاد صغيرة: العرض الأمامي - 80 سم ، العمق - 60 سم ، الارتفاع - 180 سم ، كان هناك 4 صفوف من الكتل ، 25 في كل منها ، في الخزانة. تم وضع إمدادات الطاقة على القمة. تم وضع المنافيخ المبردة بالهواء تحت الكتل. كانت الكتلة عبارة عن لوحة تبديل في إطار معدني ، تم وضع الخلايا على أحد أسطح اللوحة. تم تنفيذ التثبيت بين الخلايا والوحدات الداخلية عن طريق التغليف (ولا حتى اللحام!).
تمت مناقشة هذا من خلال حقيقة أنه لا توجد معدات لحام آلي عالي الجودة في الاتحاد السوفياتي ، ويمكن أن يؤدي لحامها بيديك إلى الجنون ، وستتأثر الجودة. نتيجة لذلك ، أثبت اختبار وتشغيل المعدات موثوقية أعلى بكثير للملف السوفيتي ، مقارنةً باللحام السوفيتي. بالإضافة إلى ذلك ، كان التثبيت الالتفافي أكثر تقدمًا من الناحية التكنولوجية في الإنتاج: أثناء الإعداد والإصلاح.
في ظروف التكنولوجيا المنخفضة ، يكون التغليف أكثر أمانًا: لا توجد مكواة لحام ساخنة ولحام ، ولا توجد تدفقات ولا يلزم تنظيفها اللاحق ، ويتم استبعاد دوائر قصيرة من الموصلات من الانتشار المفرط للحام ، ولا يوجد سخونة محلية مفرطة ، وأحيانًا تكون ضارة العناصر ، إلخ. لتنفيذ التثبيت باللف ، طورت شركات الهندسة الكهربائية والميكانيكية وأنتجت موصلات خاصة وأداة تثبيت على شكل مسدس وقلم رصاص.
تم تصنيع الخلايا على ألواح من الألياف الزجاجية مع أسلاك مطبوعة على الوجهين. بشكل عام ، كان هذا مثالًا نادرًا على بنية ناجحة للغاية للنظام ككل - على عكس 90 ٪ من مطوري الكمبيوتر في الاتحاد السوفيتي ، لم يهتم منشئو 5E53 بالطاقة فحسب ، بل أيضًا سهولة التثبيت والصيانة ، التبريد وتوزيع الطاقة وتفاهات أخرى. تذكر هذه النقطة ، ستكون مفيدة عند مقارنة 5E53 بإنشاء ITMiVT - "Elbrus" و "Electronics SS BIS" وغيرها.
من أجل الموثوقية ، تبين أن معالج SOC واحد غير كافٍ وكان لابد من تخصيص جميع مكونات الجهاز في نسخة ثلاثية.
في عام 1971 ، كان 5E53 جاهزًا.
مقارنةً بـ Almaz ، تم تغيير النظام الأساسي (إلى 17 ، 19 ، 23 ، 25 ، 26 ، 27 ، 29 ، 31) وعرض البيانات (20 و 40 بتًا) والأوامر (72 بت). تردد معالج SOC هو 6,0 ميغاهرتز ، والأداء هو 10 ملايين عملية حسابية في الثانية على مهام الدفاع الصاروخي (40 MIPS) ، و 6,6 MIPS على معالج معياري واحد. عدد المعالجات هو 8 (4 معياري و 4 ثنائي). استهلاك الطاقة - 60 كيلو واط. متوسط وقت التشغيل هو 600 ساعة (M-9 Kartsev لديها 90 ساعة).
تم تنفيذ تطوير 5E53 في وقت قياسي - سنة ونصف. انتهى في أوائل عام 1971. 160 نوعًا من الخلايا ، 325 نوعًا من البلوكات الفرعية ، 12 نوعًا من إمدادات الطاقة ، 7 أنواع من الخزانات ، لوحة تحكم هندسية ، كتلة من المدرجات. تم عمل نموذج أولي واختباره.
لعب الممثلون العسكريون دورًا كبيرًا في المشروع ، والذين تبين أنهم ليسوا دقيقين فحسب ، بل عاقلين أيضًا: V.N. Kalenov ، A.I Abramov ، E. S. Klentser and T.N. Remezova. راقبوا باستمرار امتثال المنتج لمتطلبات المواصفات الفنية ، وساهموا في الفريق الخبرة المكتسبة أثناء المشاركة في التطورات في الأماكن السابقة ، وكبحوا الهوايات المتطرفة للمطورين.
يتذكر يو إن. تشيركاسوف:
كان من دواعي سروري العمل مع فياتشيسلاف نيكولايفيتش كالينوف. لطالما تم الاعتراف بدقة صرامة. لقد سعى إلى فهم جوهر ما تم اقتراحه ، وإذا وجده مثيرًا للاهتمام ، فانتقل إلى أي تدابير يمكن تصورها وغير متصورة لتنفيذ الاقتراح. عندما اقترحت ، قبل شهرين من الانتهاء من تطوير معدات نقل البيانات ، معالجتها الجذرية ، ونتيجة لذلك تم تقليل حجمها بمقدار ثلاثة أضعاف ، أنهى العمل المعلق بالنسبة لي قبل الموعد المحدد بموجب الوعد بـ إجراء المعالجة للشهرين المتبقيين. نتيجة لذلك ، بدلاً من ثلاث خزانات و 2 نوعًا من الوحدات الفرعية ، بقيت خزانة واحدة و 46 أنواع من الوحدات الفرعية تؤدي نفس الوظائف ، ولكن بموثوقية أعلى.
أصر كالينوف على إجراء اختبارات التأهيل الكاملة للآلة:
أصررت على إجراء الاختبار ، واعترض كبير المهندسين Yu. D. Sasov بشكل قاطع ، معتقدًا أن كل شيء كان جيدًا بالفعل وأن الاختبار كان مضيعة للجهد والمال والوقت. دعمني نائب. أنتيبوف كبير المصممين ن. ن. أنتيبوف ، الذي يتمتع بخبرة واسعة في تطوير وإنتاج المعدات العسكرية.
دعم Yuditsky ، الذي يتمتع أيضًا بخبرة واسعة في تصحيح الأخطاء ، المبادرة واتضح أنها على صواب: أظهرت الاختبارات الكثير من العيوب والعيوب الطفيفة. ونتيجة لذلك ، تم الانتهاء من الخلايا والوحدات الفرعية ، وطرد كبير المهندسين ساسوف من منصبه. لتسهيل تطوير أجهزة الكمبيوتر في الإنتاج التسلسلي ، تم إرسال مجموعة من المتخصصين ZEMZ إلى SVTs. يتذكر مالاشفيتش (مجند في ذلك الوقت) كيف قال صديقه جي إم بونداريف:
إنها سيارة رائعة ، لم نسمع عن أي شيء مثلها. لديها الكثير من الحلول الأصلية الجديدة. من خلال دراسة الوثائق ، تعلمنا الكثير من الأشياء الجديدة ، وتعلمنا الكثير.
قال هذا بحماس شديد لدرجة أن B. M. Malashevich لم يعد إلى ZEMZ في نهاية خدمته ، لكنه ذهب للعمل في SVTs.
الصورة الوحيدة المعروفة لوحدة التحكم الهندسية في كمبيوتر Almaz والصورة الوحيدة المعروفة للنموذج الأولي 5E53 ، لاحظ أن وحدة التحكم مأخوذة من Almaz تقريبًا بدون تعديلات (الصورة https://www.computer-museum.ru)
كانت الاستعدادات لإطلاق المجمع المكون من 4 آلات على قدم وساق في ملعب التدريب بلخاش. تم بالفعل تثبيت وتهيئة معدات Argun ، بينما يتم دمجها مع 5E92b. كانت غرفة المحرك لأربعة 5E53s جاهزة وتنتظر تسليم الآلات.
في أرشيف F.V.Lukin ، تم الاحتفاظ برسم تخطيطي لتخطيط المعدات الإلكترونية لـ MKSK ، حيث يشار أيضًا إلى مواقع أجهزة الكمبيوتر. في 27 فبراير 1971 ، تم تسليم ثماني مجموعات من وثائق التصميم (97 ورقة لكل منها) إلى ZEMZ. بدأ الإنتاج و ...
تم طلبها ، الموافقة عليها ، اجتياز جميع الاختبارات ، قبولها للإنتاج ، لم يتم إطلاق السيارة! سنتحدث عما حدث في المرة القادمة.
معلومات