Videnskabens Imaginarium. Del 2

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-16 16:01

Efter indførelsen af kopieringssystemet til amerikanske prøver og udseendet af en række EU-maskiner - kopier af den amerikanske IBM360 / IBM370, stoppede USSRs egen udvikling inden for computerteknologi ikke. Men de gik næsten fuldstændig ind i rammerne af militære projekter - militæret ønskede ikke kun at bruge kopier, og endnu værre end deres egen udvikling. Import passede ikke dem på grund af mulige "bogmærker" - udokumenterede funktioner i elektronik, der kunne deaktivere elektronik i en potentiel fjendes interesse. ITM og VT, hvis direktør var akademiker Lebedev, selvom han fortsatte med at være opført som et akademisk institut, blev i det væsentlige en militær afdeling, og arbejdet fortsatte der med at forbedre BESM-6 og militær M-40, M-50. Resultatet af et sådant arbejde var Elbrus-linjen, hvis hovedopgaver var opgaverne for anti-missilforsvarssystemet. For det første, på grundlag af de militære computere 5E261 og 5E262, blev der oprettet et multiprocessor-computerkompleks "Elbrus-1" med en produktivitet på 15 millioner operationer / s. På anden fase blev Elbrus-2 MVK skabt med en kapacitet på 120 millioner operationer / s. Elbrus-3, hvis udvikling blev afsluttet i slutningen af 80'erne, havde en ydeevne på 500 MFLOPS (millioner af flydende kommaoperationer i sekundet).

Ydelsesindikatorer for en computer er en meget relativ ting, afhængig af både arkitektoniske funktioner og effektiviteten af compilere fra programmeringssprog. Derfor bruges benchmarks ofte til at sammenligne resultater i den virkelige verden. I 1988 målte S. V. Kalin ydelsen af CPU'en til MVK "Elbrus-2" ved 24 "Livermore-cyklusser", og ifølge resultaterne af disse tests var den gennemsnitlige harmoniske ydeevne 2,7 MFLOPS. Til sammenligning har Cray-X MP-processoren (den mest berømte udvikling af Seymour Kray i 1982) en lignende indikator - 9,3 MFLOPS (ved en clockfrekvens 5 gange højere end Elbrus-2 MVK). Dette forhold indikerer den høje effektivitet af Elbrus-arkitekturen, som gør det muligt at udføre flere operationer pr. processorcyklus.

Arkitekturen af Elbrus-processorerne var allerede væsentligt forskellig fra den gamle BESM-6 og var meget forskellig fra den traditionelle. Kernen i "Elbrus 3-1" var en modulær conveyor processor (MCP), designet af Andrey Andreevich Sokolov. Sokolov var deltager i alle de vigtigste projekter fra Lebedev Institute, fra BESM-1 til AS-6. Og det var Sokolovs ingeniørtalent, som kolleger ofte har sammenlignet med talentet fra Seymour Krey - Lebedevs konstante rival i super-speed computing-konkurrencen. "MCP var en kraftfuld processor, der var i stand til at behandle to uafhængige strømme af instruktioner. Processorens pipeline-enheder arbejdede med to typer objekter - vektorer og skalarer. Skalarer så ud til at være kilet ind i en vektorpipeline og behandlet mellem to tilstødende vektorkomponenter. Flere adgangskanaler gav op til 8 parallelle opkald til hukommelsen i én cyklus." Næsten alle de arkitektoniske træk ved Elbrus var helt originale, men de kaldes ofte for låneprincipper fra CDC og Burroughs, hvilket er en åbenlys løgn. Lebedev begyndte at bruge både rørledningen og principperne for parallel computing tidligere.

Lebedev-instituttet er stadig på sit bedste, efter at have gennemgået yeltsinismens æra, omend med betydelige tab, men uden at miste sit kreative potentiale. Sandt nok, i en ny inkarnation - i april 1992, på grundlag af afdelingerne i Lebedev Institute of Precision Mechanics and Computer Technology, blev MCST oprettet, som fortsatte udviklingen af Elbrus-arkitekturen. Det år blev en af de førende medarbejdere på instituttet B. A. Babayan og de fleste af MCST-specialisterne blev hyret af det gigantiske Intel-selskab til at arbejde i dets russiske afdeling. Det kan virke latterligt, men det var Intel dengang, der gjorde det muligt at fastholde husligt personale inden for elektronik, og selvfølgelig lånte instituttets betydelige udvikling sammen med en del af personalet. På grundlag af arkitekturen i Elbrus MVK skabte specialisterne i det nye firma i 2007 Elbrus-mikroprocessoren, som tjente som grundlag for Elbrus-3M1-computersystemerne med en klokfrekvens på 300 MHz og en ydeevne på 4,8 GFLOPS (til sammenligning har Intel Core2Duo 2,4 GHz kun 1,3 gigaflops). Samtidig kræver den russiske mikroprocessor ikke engang en radiator til afkøling. To-processor-versionen af computerkomplekset, kaldet UVK / S, har en topydelse på 19 GFLOPS (for 32-bit data). Dette er svaret til dem, der mener, at vores militær i dag skal bruge personlige computere fra IBM med mikroprocessorer fra Intel. Det er heldigvis ikke tilfældet. Selvom jeg for dette var nødt til at købe importeret udstyr til produktion af mikrokredsløb.

Systemmodul med to mikroprocessorer "Elbrus" og computerkompleks "Elbrus-3M1":

Mikroprocessoren er fremstillet ved hjælp af 0,13 mikron teknologien, hvilket ikke er en teknologisk rekord for i dag, men den halter heller ikke langt efter dem (teknologien blev betragtet som en nyhed for ca. 5 år siden). Nu er udviklingen af Elbrus-S-mikroprocessoren i gang på teknologien på 0,09 mikron, som allerede er et "system på en chip", det vil sige, at den inkluderer controllere til perifert udstyr. Den er designet til at skabe højtydende singleboard-computere til "bærbare og indlejrede" applikationer, hvilket betyder, at vores fly og missiler ikke vil være udstyret med importerede komponenter.

Men lad os gå tilbage til 60'erne. USSR var dengang den første i mange tekniske udviklinger inden for elektronik, hvoraf de fleste blev udført inden for rammerne af militære projekter og derfor var hemmelige. Og på grund af hemmeligholdelsen er disse resultater forblevet uden for historikeres opmærksomhed. Skaberen af BESM-6, en fremragende sovjetisk designer af computerteknologi, Sergei Alekseevich Lebedev, designet også rent militære computere til det første, stadig eksperimentelle, anti-missilforsvar (ABM) system:

"Specialiserede computere, skabt under ledelse af S. A. Lebedev til anti-missilforsvarssystemet, blev grundlaget for at opnå strategisk paritet mellem USSR og USA under den kolde krig." specialiserede computere "Diana-1" og "Diana- 2" blev udviklet til automatisk datahentning fra radaren og automatisk sporing af mål. -40, og lidt senere M-50 (floating point). Muligheden for at ramme ballistiske missiler, leveret af missilforsvaret, tvang USA til at se for måder at indgå en aftale med USSR om begrænsning af missilforsvar, som dukkede op i 1972."

USSR's resultater inden for computerteknologi var af største betydning for forsvaret og tjente som et vigtigt argument for indgåelsen af en traktat om begrænsning af missilforsvar … Og netop da vi havde en væsentlig fordel i dette. USSR havde praktisk talt allerede sit eget anti-missilforsvar i midten af 60'erne, da USA kun kunne drømme om det. Traktaten begrænsede primært USSR, ikke USA - som følge af traktaten blev missilforsvarssystemet kun indsat omkring Moskva. Da USA endelig var i stand til at gøre noget på dette område (dette er 30 år senere!), trak USA sig straks ud af traktaten. Spørgsmålet er - var der nogen mening for USSR at underskrive en sådan aftale? Vi opgav missilforsvarsskjoldet og fik intet til gengæld! USA kunne simpelthen ikke skabe sit eget dengang. Vidste Sovjetunionens ledelse om dette? Hvis hun vidste det, så kan ABM-traktaten allerede betragtes som en handling, der forræder landets interesser. Situationen minder meget om 1987, hvor Sovjetunionen var klar til at sætte komponenterne i et rummissilforsvarssystem i kredsløb - satellitter med laservåben "SKIF". Derefter indførte Gorbatjov, overbevist om programmets mulige succes, det øjeblikkeligt et ensidigt moratorium og meddelte fra FN's talerstol, at USSR ville opgive "våbenkapløbet i rummet". USA planlægger først at opsende lignende satellitter i kredsløb i 2012, 25 år efter lukningen af et lignende sovjetisk program. Ikke fordi de pludselig havde sådan et ønske. Fordi deres teknologier, ikke uden hjælp fra russiske specialister, først nu har tilladt det. Hvorfor gav USSR-ledelsen ensidige indrømmelser? Der er ingen officiel version af svaret på dette spørgsmål.

Tilbage i begyndelsen af 60'erne formåede vores computere at beregne ballistiske missilers baner, på trods af at vores missilforsvarssystem oprindeligt arbejdede på ret langsomme computere. M-40 og M-50 maskinerne havde en produktivitet på kun 40 tusinde og 50 tusinde operationer i sekundet. Imidlertid havde 5E92b, en militær modifikation af M-50, en produktivitet på 500 tusinde operationer i sekundet, hvilket for 1966, hvorfra dets produktion begyndte, var tæt på en verdensrekord, hvis ikke. Og der er en anden lidt kendt detalje her.

Blandt de mange ofte nævnte sovjetiske computermodeller er navnene på en meget vigtig serie af computere, der blev produceret i anden halvdel af 60'erne - begyndelsen af 70'erne og udelukkende blev brugt til erhvervelsen af USSRs væbnede styrker, sjældne. Disse er maskiner i 5E-serien (5E51, 5E92b osv.), udviklet af Lebedev Design Bureau. BESM-6 er almindeligt kendt, men de færreste ved, at BESM-6 kun blev berømt, fordi den tabte udbuddet om forsyninger til USSR's væbnede styrker - udbuddet vundet af "5E". Militæret, der havde valgt "5E", på en måde "afviste" BESM-6, og sidstnævnte gik i åben distribution til civile industrier. Og 5E-serien blev klassificeret og blev kun sendt til militæret. Maskiner i 5E-serien blev forenet af "intermachine exchange"-kanaler til lokale netværk, som i første halvdel af 70'erne udgjorde et multiprocessor-computermiljø som grundlag for rumkontrol og rumobjektkontrolsystemer. Flere computere sat sammen i et sådant computermiljø udgjorde et enkelt computerkompleks, som havde flere gange højere ydeevne end BESM-6. Det samme princip tjener nu som grundlag for skabelsen af moderne supercomputere - disse er individuelle processorer, samlet i et enkelt netværk af hurtige kommunikationskanaler. Og dette kræver særlige midler. Maskinerne i M-serien (M-40, M-50) havde også et udviklet afbrydelsessystem, de kunne modtage og transmittere data over syv duplex asynkront fungerende kanaler med en samlet båndbredde på 1 Mbit/s. Modifikation M-50 - 5E92 er specielt designet til brug i sådanne databehandlingskomplekser.

For første gang i verden blev multiplekse kanaler brugt i et computernetværk, og der blev udført parallel drift af kontrolenheder, random access memory, eksterne enheder og kommunikationskanaler. Med hensyn til struktur og funktionsprincip var det verdens første multiprocessorsystem … I 1959 blev der bygget et computernetværk af computere, der var hundredvis af kilometer fra hinanden – der var ingen lignende komplekser i udlandet på det tidspunkt. Hovedkommando- og computercentret for "A"-systemet blev bygget på basis af 5E92-computeren. Computernetværket i sig selv var unikt i sin natur, det var hende, der fungerede som udgangspunkt for forskning, som efterfølgende førte til skabelsen af andre globale informations- og computernetværk. Selvfølgelig lignede dette netværk ikke i sig selv for eksempel det moderne internet, men som et sæt uafhængige maskiner, der løser uafhængige fragmenter af et fælles problem og udveksler information ved hjælp af forenede protokoller, kan det betragtes som forløberen for nutidens globale netværk. Det første lignende netværk, der forbinder to TX-2-computere i Massachusetts og Q-32 i Californien via en telefonlinje, blev først testet i 1965 … Den 4. marts 1961 blev et eksperimentelt anti-missilforsvarssystem med succes testet - den sprænghovedet på et R-12 missil blev ødelagt. Eksperimentet viste, at opgaven med at bekæmpe parrede ballistiske mål bestående af et ballistisk missillegeme og et nukleart sprænghoved adskilt fra det er blevet teknisk løst. Lignende test fandt sted i USA 21 år senere.

System A er et missilforsvarssystem. Arbejdet med missilforsvar (system "A") spillede en stor rolle i udviklingen af computerteknologi i USSR: efter ordre fra militæret, ved hjælp af en relativt langsom elementbase, skabte specialister fra Lebedev Design Bureau (ITMiVT) computerfaciliteter, der var overlegne i deres parametre i forhold til udenlandske. De skabte også mobile versioner af sådanne systemer, for eksempel 5E261 - et mobilt multiprocessor højtydende kontrolsystem bygget på en modulær basis. Det var hende, der blev brugt som en del af S-300PT luftforsvarssystemer til land- og havbaserede:

Men vigtigst af alt blev der skabt midler til at forbinde individuelle computere i et computermiljø - hurtige asynkrone multiplekse kommunikationskanaler og tilsvarende software. Og her kommer vi til endnu et meget vigtigt projekt for landet, systemet OGAS - "Nationalt automatiseret system for regnskab og informationsbehandling", et system for automatiseret økonomisk styring i USSR, baseret på principperne for kybernetik. Dette system, udviklet af akademiker Viktor Mikhailovich Glushkov, var netop baseret på sådanne tekniske midler.

Forfatter - Maxson