Imaginarium of Science. Μέρος 2ο

2024 Συγγραφέας: Seth Attwood | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-16 16:02

Μετά την εισαγωγή του συστήματος αντιγραφής αμερικανικών δειγμάτων και την εμφάνιση μιας σειράς μηχανών της ΕΕ - αντίγραφα των αμερικανικών IBM360 / IBM370, οι εξελίξεις της ίδιας της ΕΣΣΔ στον τομέα της τεχνολογίας υπολογιστών δεν σταμάτησαν. Ωστόσο, μπήκαν σχεδόν πλήρως στο πλαίσιο στρατιωτικών έργων - ο στρατός δεν ήθελε να χρησιμοποιήσει μόνο αντίγραφα, και ακόμη χειρότερα από τις δικές τους εξελίξεις. Η εισαγωγή δεν τους ταίριαζε λόγω πιθανών "σελιδοδεικτών" - μη τεκμηριωμένων χαρακτηριστικών ηλεκτρονικών ειδών που θα μπορούσαν να απενεργοποιήσουν τα ηλεκτρονικά προς το συμφέρον ενός πιθανού εχθρού. Το ITM και το VT, του οποίου διευθυντής ήταν ο Ακαδημαϊκός Lebedev, αν και συνέχισε να αναφέρεται ως ακαδημαϊκό ίδρυμα, έγινε ουσιαστικά στρατιωτικό τμήμα και η εργασία συνεχίστηκε εκεί για τη βελτίωση του BESM-6 και του στρατιωτικού M-40, M-50. Το αποτέλεσμα μιας τέτοιας εργασίας ήταν η γραμμή Elbrus, τα κύρια καθήκοντα της οποίας ήταν τα καθήκοντα για το σύστημα αντιπυραυλικής άμυνας. Πρώτον, με βάση τους στρατιωτικούς υπολογιστές 5E261 και 5E262, δημιουργήθηκε ένα συγκρότημα υπολογιστών πολλαπλών επεξεργαστών "Elbrus-1" με παραγωγικότητα 15 εκατομμυρίων λειτουργιών / s. Στο δεύτερο στάδιο, δημιουργήθηκε το Elbrus-2 MVK με χωρητικότητα 120 εκατομμυρίων λειτουργιών / s. Το Elbrus-3, η ανάπτυξη του οποίου ολοκληρώθηκε στα τέλη της δεκαετίας του '80, είχε απόδοση 500 MFLOPS (εκατομμύρια πράξεις κινητής υποδιαστολής ανά δευτερόλεπτο).

Οι δείκτες απόδοσης για έναν υπολογιστή είναι κάτι πολύ σχετικό, ανάλογα τόσο με τα αρχιτεκτονικά χαρακτηριστικά όσο και από την αποτελεσματικότητα των μεταγλωττιστών από γλώσσες προγραμματισμού. Ως εκ τούτου, τα σημεία αναφοράς χρησιμοποιούνται συχνά για τη σύγκριση της απόδοσης σε πραγματικό κόσμο. Το 1988, ο S. V. Kalin μέτρησε την απόδοση της CPU του MVK "Elbrus-2" σε 24 "κύκλους Livermore" και, σύμφωνα με τα αποτελέσματα αυτών των δοκιμών, η μέση αρμονική τιμή απόδοσης ήταν 2,7 MFLOPS. Για σύγκριση, ο επεξεργαστής Cray-X MP (η πιο διάσημη ανάπτυξη του Seymour Kray το 1982) έχει παρόμοιο δείκτη - 9,3 MFLOPS (σε συχνότητα ρολογιού 5 φορές υψηλότερη από αυτή του Elbrus-2 MVK). Αυτή η αναλογία υποδηλώνει την υψηλή απόδοση της αρχιτεκτονικής Elbrus, η οποία επιτρέπει την εκτέλεση περισσότερων λειτουργιών ανά κύκλο επεξεργαστή.

Η αρχιτεκτονική των επεξεργαστών Elbrus ήταν ήδη σημαντικά διαφορετική από την παλιά BESM-6 και ήταν πολύ διαφορετική από την παραδοσιακή. Ο πυρήνας του "Elbrus 3-1" ήταν ένας αρθρωτός μεταφορικός επεξεργαστής (MCP), σχεδιασμένος από τον Andrey Andreevich Sokolov. Ο Sokolov συμμετείχε σε όλα τα πιο σημαντικά έργα του Ινστιτούτου Lebedev, από το BESM-1 έως το AS-6. Και ήταν το ταλέντο μηχανικής του Sokolov που οι συνάδελφοί τους έχουν συχνά συγκρίνει με το ταλέντο του Seymour Krey - του σταθερού αντιπάλου του Lebedev στον διαγωνισμό των υπολογιστών υπερταχείας. "Το MCP ήταν ένας ισχυρός επεξεργαστής ικανός να επεξεργάζεται δύο ανεξάρτητες ροές εντολών. Οι συσκευές διοχέτευσης του επεξεργαστή δούλευαν με δύο τύπους αντικειμένων - διανύσματα και βαθμίδες. Οι βαθμίδες φαινόταν να είναι σφηνωμένοι σε έναν διανυσματικό αγωγό και να επεξεργάζονται μεταξύ δύο γειτονικών διανυσματικών στοιχείων. Πολλά κανάλια πρόσβασης παρείχαν έως και 8 παράλληλες κλήσεις στη μνήμη σε έναν κύκλο. Σχεδόν όλα τα αρχιτεκτονικά χαρακτηριστικά του Elbrus ήταν απολύτως πρωτότυπα, αλλά συχνά αποκαλούνται αρχές δανεισμού από το CDC και το Burroughs, κάτι που είναι προφανές ψέμα. Ο Lebedev άρχισε να χρησιμοποιεί τόσο τον αγωγό όσο και τις αρχές του παράλληλου υπολογισμού νωρίτερα.

Το Ινστιτούτο Λεμπέντεφ βρίσκεται ακόμα στα καλύτερά του, έχοντας περάσει την εποχή του Γελτσινισμού, έστω και με σημαντικές απώλειες, χωρίς όμως να χάσει τις δημιουργικές του δυνατότητες. Είναι αλήθεια ότι σε μια νέα ενσάρκωση - τον Απρίλιο του 1992, με βάση τα τμήματα του Lebedev Institute of Precision Mechanics and Computer Technology, δημιουργήθηκε το MCST, το οποίο συνέχισε την ανάπτυξη της αρχιτεκτονικής Elbrus. Εκείνη τη χρονιά, ένας από τους κορυφαίους υπαλλήλους του ινστιτούτου Β. Α. Ο Babayan και οι περισσότεροι από τους ειδικούς του MCST προσλήφθηκαν από τη γιγάντια εταιρεία Intel για να εργαστούν στο ρωσικό υποκατάστημά της. Μπορεί να φαίνεται γελοίο, αλλά ήταν η Intel τότε που κατέστησε δυνατή τη διατήρηση του εγχώριου προσωπικού στα ηλεκτρονικά είδη, δανειζόμενος, φυσικά, τις σημαντικές εξελίξεις του ινστιτούτου μαζί με ένα μέρος του προσωπικού. Με βάση την αρχιτεκτονική του Elbrus MVK, οι ειδικοί της νέας εταιρείας δημιούργησαν το 2007 τον μικροεπεξεργαστή Elbrus, ο οποίος χρησίμευσε ως βάση για τα υπολογιστικά συστήματα Elbrus-3M1, με συχνότητα ρολογιού 300 MHz και απόδοση 4,8 GFLOPS. (για σύγκριση, το Intel Core2Duo 2,4 GHz έχει μόνο 1,3 gigaflops). Ταυτόχρονα, ο Ρώσος μικροεπεξεργαστής δεν απαιτεί καν καλοριφέρ για ψύξη. Η έκδοση δύο επεξεργαστών του συγκροτήματος υπολογιστών, που ονομάζεται UVK / S, έχει μέγιστη απόδοση 19 GFLOPS (για δεδομένα 32 bit). Αυτή είναι η απάντηση σε όσους πιστεύουν ότι ο στρατός μας σήμερα πρέπει να χρησιμοποιεί προσωπικούς υπολογιστές της IBM με μικροεπεξεργαστές της Intel. Ευτυχώς, αυτό δεν ισχύει. Αν και για αυτό έπρεπε να αγοράσω εισαγόμενο εξοπλισμό για την παραγωγή μικροκυκλωμάτων.

Μονάδα συστήματος με δύο μικροεπεξεργαστές "Elbrus" και συγκρότημα υπολογιστών "Elbrus-3M1":

Ο μικροεπεξεργαστής κατασκευάζεται με την τεχνολογία 0,13 micron, που δεν αποτελεί τεχνολογικό ρεκόρ για σήμερα, αλλά δεν υστερεί και πολύ πίσω από αυτούς (η τεχνολογία θεωρούνταν καινοτομία πριν από περίπου 5 χρόνια). Τώρα βρίσκεται σε εξέλιξη η ανάπτυξη του μικροεπεξεργαστή Elbrus-S στην τεχνολογία των 0,09 microns, ο οποίος είναι ήδη «σύστημα σε τσιπ», δηλαδή περιλαμβάνει ελεγκτές περιφερειακού εξοπλισμού. Έχει σχεδιαστεί για τη δημιουργία υπολογιστών μονής πλακέτας υψηλής απόδοσης για «φορέσιμες και ενσωματωμένες» εφαρμογές, πράγμα που σημαίνει ότι τα αεροσκάφη και οι πύραυλοί μας δεν θα είναι εξοπλισμένα με εισαγόμενα εξαρτήματα.

Ας πάμε όμως πίσω στα 60s. Η ΕΣΣΔ ήταν τότε η πρώτη σε πολλές τεχνικές εξελίξεις στον τομέα των ηλεκτρονικών, οι περισσότερες από τις οποίες πραγματοποιήθηκαν στο πλαίσιο στρατιωτικών έργων και ως εκ τούτου ήταν μυστικές. Και λόγω της μυστικότητας, αυτά τα επιτεύγματα έχουν παραμείνει εκτός της προσοχής των ιστορικών. Ο δημιουργός του BESM-6, ένας εξαιρετικός Σοβιετικός σχεδιαστής τεχνολογίας υπολογιστών, ο Sergei Alekseevich Lebedev, σχεδίασε επίσης αμιγώς στρατιωτικούς υπολογιστές για το πρώτο, ακόμα πειραματικό, σύστημα αντιπυραυλικής άμυνας (ABM):

"Ειδικοί υπολογιστές, που δημιουργήθηκαν υπό την ηγεσία του S. A. Lebedev για το σύστημα αντιπυραυλικής άμυνας, έγιναν η βάση για την επίτευξη στρατηγικής ισοτιμίας μεταξύ της ΕΣΣΔ και των Ηνωμένων Πολιτειών κατά τη διάρκεια του Ψυχρού Πολέμου." εξειδικευμένοι υπολογιστές "Diana-1" και "Diana- 2" αναπτύχθηκαν για αυτόματη ανάκτηση δεδομένων από το ραντάρ και αυτόματη παρακολούθηση στόχων. -40, και λίγο αργότερα M-50 (floating point). Η δυνατότητα πλήγματος βαλλιστικών πυραύλων, που παρέχει η αντιπυραυλική άμυνα, ανάγκασε τις Ηνωμένες Πολιτείες να κοιτάξουν για τρόπους σύναψης συμφωνίας με την ΕΣΣΔ για τον περιορισμό της αντιπυραυλικής άμυνας, η οποία εμφανίστηκε το 1972.

Τα επιτεύγματα της ΕΣΣΔ στην τεχνολογία υπολογιστών είχαν τη μεγαλύτερη σημασία για την άμυνα και χρησίμευσαν ως σημαντικό επιχείρημα για τη σύναψη μιας συνθήκης για τον περιορισμό της αντιπυραυλικής άμυνας … Και ακριβώς όταν είχαμε ένα σημαντικό πλεονέκτημα σε αυτό. Η ΕΣΣΔ είχε πρακτικά ήδη τη δική της αντιπυραυλική άμυνα από τα μέσα της δεκαετίας του '60, όταν οι Ηνωμένες Πολιτείες μπορούσαν μόνο να το ονειρευτούν. Η συνθήκη περιόριζε κυρίως την ΕΣΣΔ, όχι τις Ηνωμένες Πολιτείες - ως αποτέλεσμα της συνθήκης, το σύστημα αντιπυραυλικής άμυνας αναπτύχθηκε μόνο γύρω από τη Μόσχα. Όταν οι Ηνωμένες Πολιτείες μπόρεσαν τελικά να κάνουν κάτι σε αυτόν τον τομέα (αυτό είναι 30 χρόνια μετά!), αποχώρησαν αμέσως από τη συνθήκη. Το ερώτημα είναι - υπήρχε νόημα για την ΕΣΣΔ να υπογράψει μια τέτοια συμφωνία; Παραχωρήσαμε την αντιπυραυλική ασπίδα και δεν πήραμε τίποτα σε αντάλλαγμα! Οι Ηνωμένες Πολιτείες απλά δεν μπορούσαν να δημιουργήσουν τις δικές τους τότε. Η ηγεσία της ΕΣΣΔ γνώριζε για αυτό; Αν το γνώριζε, τότε η Συνθήκη ABM μπορεί ήδη να θεωρηθεί πράξη προδοσίας των συμφερόντων της χώρας. Η κατάσταση θυμίζει πολύ το 1987, όταν η Σοβιετική Ένωση ήταν έτοιμη να θέσει σε τροχιά τα στοιχεία ενός διαστημικού συστήματος αντιπυραυλικής άμυνας - δορυφόρους με όπλα λέιζερ «SKIF». Στη συνέχεια, ο Γκορμπατσόφ, πεπεισμένος για την πιθανή επιτυχία του προγράμματος, επέβαλε αμέσως μονομερές μορατόριουμ, ανακοινώνοντας από το βήμα του ΟΗΕ ότι η ΕΣΣΔ θα εγκαταλείψει την «κούρσα εξοπλισμών στο διάστημα». Οι Ηνωμένες Πολιτείες σχεδιάζουν να εκτοξεύσουν παρόμοιους δορυφόρους σε τροχιά μόνο το 2012, 25 χρόνια μετά το κλείσιμο ενός παρόμοιου σοβιετικού προγράμματος. Όχι γιατί ξαφνικά είχαν τέτοια επιθυμία. Γιατί οι τεχνολογίες τους, όχι χωρίς τη βοήθεια Ρώσων ειδικών, μόλις τώρα το επέτρεψαν. Γιατί η ηγεσία της ΕΣΣΔ έκανε μονομερείς παραχωρήσεις; Δεν υπάρχει επίσημη εκδοχή της απάντησης σε αυτή την ερώτηση.

Πίσω στις αρχές της δεκαετίας του '60, οι υπολογιστές μας κατάφεραν να υπολογίσουν τις τροχιές των βαλλιστικών πυραύλων, παρά το γεγονός ότι αρχικά το σύστημα πυραυλικής άμυνας δούλευε σε μάλλον αργούς υπολογιστές. Τα μηχανήματα M-40 και M-50 είχαν παραγωγικότητα μόλις 40 χιλιάδες και 50 χιλιάδες λειτουργίες ανά δευτερόλεπτο, αντίστοιχα. Ωστόσο, το 5E92b, μια στρατιωτική τροποποίηση του M-50, είχε παραγωγικότητα 500 χιλιάδες επιχειρήσεις ανά δευτερόλεπτο, που για το 1966, από όπου ξεκίνησε η παραγωγή του, πλησίαζε σε παγκόσμιο ρεκόρ, αν όχι. Και υπάρχει μια άλλη ελάχιστα γνωστή λεπτομέρεια εδώ.

Ανάμεσα στα πολλά συχνά αναφερόμενα σοβιετικά μοντέλα υπολογιστών, τα ονόματα μιας πολύ σημαντικής σειράς υπολογιστών που κατασκευάστηκαν στο δεύτερο μισό της δεκαετίας του '60 - αρχές της δεκαετίας του '70 και χρησιμοποιήθηκαν εξ ολοκλήρου για την απόκτηση των Ενόπλων Δυνάμεων της ΕΣΣΔ είναι σπάνια. Πρόκειται για μηχανήματα της σειράς 5E (5E51, 5E92b κ.λπ.), που αναπτύχθηκαν από το Γραφείο Σχεδιασμού Lebedev. Το BESM-6 είναι ευρέως γνωστό, αλλά λίγοι γνωρίζουν ότι το BESM-6 έγινε διάσημο μόνο επειδή έχασε τον διαγωνισμό για προμήθειες για τις Ένοπλες Δυνάμεις της ΕΣΣΔ - τον διαγωνισμό που κέρδισε η "5Ε". Ο στρατός, έχοντας επιλέξει το "5E", κάπως "απέρριψε" το BESM-6 και το τελευταίο πήγε σε ανοιχτή διανομή για μη στρατιωτικές βιομηχανίες. Και η σειρά 5Ε ταξινομήθηκε και στάλθηκε μόνο στον στρατό. Οι μηχανές της σειράς 5Ε ενώθηκαν με κανάλια "εναλλαγής μεταξύ μηχανών" σε τοπικά δίκτυα, τα οποία στο πρώτο μισό της δεκαετίας του '70 αποτελούσαν ένα υπολογιστικό περιβάλλον πολλαπλών επεξεργαστών ως βάση για συστήματα ελέγχου χώρου και διαστημικών αντικειμένων. Πολλοί υπολογιστές μαζί σε ένα τέτοιο υπολογιστικό περιβάλλον αποτελούσαν ένα ενιαίο υπολογιστικό σύμπλεγμα, το οποίο είχε πολλές φορές υψηλότερη απόδοση από το BESM-6. Η ίδια αρχή χρησιμεύει τώρα ως βάση για τη δημιουργία σύγχρονων υπερυπολογιστών - πρόκειται για μεμονωμένους επεξεργαστές, που συλλέγονται σε ένα ενιαίο δίκτυο μέσω γρήγορων καναλιών επικοινωνίας. Και αυτό απαιτεί ειδικά μέσα. Τα μηχανήματα της σειράς M (M-40, M-50) είχαν επίσης ένα ανεπτυγμένο σύστημα διακοπής, μπορούσαν να λαμβάνουν και να μεταδίδουν δεδομένα σε επτά κανάλια διπλής όψης ασύγχρονης λειτουργίας με συνολικό εύρος ζώνης 1 Mbit / s. Η τροποποίηση M-50 - 5E92 σχεδιάστηκε ειδικά για χρήση σε τέτοια συγκροτήματα επεξεργασίας δεδομένων.

Για πρώτη φορά στον κόσμο χρησιμοποιήθηκαν κανάλια πολυπλεξίας σε δίκτυο υπολογιστών και πραγματοποιήθηκε παράλληλη λειτουργία συσκευών ελέγχου, μνήμης τυχαίας πρόσβασης, εξωτερικών συσκευών και καναλιών επικοινωνίας. Από άποψη δομής και αρχής λειτουργίας, ήταν το πρώτο σύστημα πολλαπλών επεξεργαστών στον κόσμο… Το 1959 κατασκευάστηκε ένα δίκτυο υπολογιστών από υπολογιστές που απείχαν εκατοντάδες χιλιόμετρα μεταξύ τους - δεν υπήρχαν παρόμοια συγκροτήματα στο εξωτερικό εκείνη την εποχή. Το κύριο κέντρο εντολών και υπολογιστών του συστήματος "A" κατασκευάστηκε με βάση τον υπολογιστή 5E92. Το ίδιο το δίκτυο υπολογιστών ήταν μοναδικό στη φύση, ήταν αυτή που χρησίμευσε ως το σημείο εκκίνησης της έρευνας, η οποία στη συνέχεια οδήγησε στη δημιουργία άλλων παγκόσμιων δικτύων πληροφοριών και υπολογιστών. Φυσικά, αυτό το ίδιο το δίκτυο δεν έμοιαζε, για παράδειγμα, με το σύγχρονο Διαδίκτυο, αλλά ως ένα σύνολο ανεξάρτητων μηχανών που λύνουν ανεξάρτητα τμήματα ενός κοινού προβλήματος και ανταλλάσσουν πληροφορίες χρησιμοποιώντας ενοποιημένα πρωτόκολλα, μπορεί να θεωρηθεί ο πρόδρομος των σημερινών παγκόσμιων δικτύων. Το πρώτο παρόμοιο δίκτυο, που συνδέει δύο υπολογιστές TX-2 στη Μασαχουσέτη και το Q-32 στην Καλιφόρνια μέσω τηλεφωνικής γραμμής, δοκιμάστηκε μόνο το 1965 … Στις 4 Μαρτίου 1961, δοκιμάστηκε με επιτυχία ένα πειραματικό σύστημα αντιπυραυλικής άμυνας - το κεφαλή ενός πυραύλου R-12 καταστράφηκε. Το πείραμα έδειξε ότι το έργο της καταπολέμησης ζευγαρωμένων βαλλιστικών στόχων που αποτελούνται από ένα σώμα βαλλιστικού πυραύλου και μια πυρηνική κεφαλή που χωρίζεται από αυτό έχει επιλυθεί τεχνικά. Παρόμοιες δοκιμές έγιναν στις Ηνωμένες Πολιτείες 21 χρόνια αργότερα.

Το σύστημα Α είναι ένα σύστημα αντιπυραυλικής άμυνας. Οι εργασίες για την πυραυλική άμυνα (σύστημα "A") έπαιξαν τεράστιο ρόλο στην ανάπτυξη της τεχνολογίας υπολογιστών στην ΕΣΣΔ: με εντολή του στρατού, χρησιμοποιώντας μια σχετικά αργή βάση στοιχείων, ειδικοί από το Γραφείο Σχεδιασμού Lebedev (ITMiVT) δημιούργησαν υπολογιστικές εγκαταστάσεις που υπερείχαν στις παραμέτρους τους από τα ξένα. Δημιούργησαν επίσης φορητές εκδόσεις τέτοιων συστημάτων, για παράδειγμα 5E261 - ένα κινητό σύστημα ελέγχου υψηλής απόδοσης πολλαπλών επεξεργαστών που έχει κατασκευαστεί σε αρθρωτή βάση. Ήταν αυτή που χρησιμοποιήθηκε ως μέρος των συστημάτων αεράμυνας S-300PT για χερσαία και θαλάσσια βάση:

Αλλά το πιο σημαντικό, δημιουργήθηκαν μέσα διασύνδεσης μεμονωμένων υπολογιστών σε ένα υπολογιστικό περιβάλλον - γρήγορα ασύγχρονα κανάλια πολυπλεξίας επικοινωνίας και αντίστοιχο λογισμικό. Και εδώ ερχόμαστε σε ένα άλλο πολύ σημαντικό έργο για τη χώρα, το σύστημα ΟΓΑΣ - «Εθνικό αυτοματοποιημένο σύστημα λογιστικής και επεξεργασίας πληροφοριών», ένα σύστημα αυτοματοποιημένης οικονομικής διαχείρισης στην ΕΣΣΔ, βασισμένο στις αρχές της κυβερνητικής. Αυτό το σύστημα, που αναπτύχθηκε από τον ακαδημαϊκό Viktor Mikhailovich Glushkov, βασίστηκε ακριβώς σε τέτοια τεχνικά μέσα.

Συγγραφέας - Maxson