Imaginarium van Wetenskap. Deel 2

2024 Outeur: Seth Attwood | [email protected]. Laas verander: 2023-12-16 15:56

Na die bekendstelling van die kopieerstelsel vir Amerikaanse monsters en die verskyning van 'n reeks EU-masjiene - kopieë van die Amerikaanse IBM360 / IBM370, het die USSR se eie ontwikkelings op die gebied van rekenaartegnologie nie opgehou nie. Hulle het egter feitlik heeltemal in die raamwerk van militêre projekte ingegaan - die weermag wou nie net kopieë gebruik nie, en selfs erger as hul eie ontwikkelings. Invoer het hulle nie gepas nie as gevolg van moontlike "boekmerke" - ongedokumenteerde kenmerke van elektronika wat elektronika kan deaktiveer in die belang van 'n potensiële vyand. ITM en VT, wie se direkteur akademikus Lebedev was, alhoewel hy steeds as 'n akademiese instituut gelys is, het in wese 'n militêre departement geword en daar is voortgegaan om die BESM-6 en militêre M-40, M-50 te verbeter. Die resultaat van sulke werk was die Elbrus-lyn, waarvan die hooftake die take vir die anti-missielverdedigingstelsel was. Eerstens, op grond van die militêre rekenaars 5E261 en 5E262, is 'n multiverwerker rekenaarkompleks "Elbrus-1" met 'n produktiwiteit van 15 miljoen operasies / s geskep. In die tweede stadium is die Elbrus-2 MVK geskep met 'n kapasiteit van 120 miljoen operasies / s. Elbrus-3, waarvan die ontwikkeling teen die einde van die 80's voltooi is, het 'n prestasie van 500 MFLOPS (miljoene drywende punt-bewerkings per sekonde) gehad.

Prestasie-aanwysers vir 'n rekenaar is 'n baie relatiewe ding, afhangende van beide argitektoniese kenmerke en van die doeltreffendheid van samestellers van programmeertale. Daarom word maatstawwe dikwels gebruik om werklike prestasie te vergelyk. In 1988 het S. V. Kalin die werkverrigting van die SVE van die MVK "Elbrus-2" op 24 "Livermore-siklusse" gemeet en volgens die resultate van hierdie toetse was die gemiddelde harmoniese waarde van prestasie 2,7 MFLOPS. Ter vergelyking, die Cray-X MP-verwerker (die bekendste ontwikkeling van Seymour Kray in 1982) het 'n soortgelyke aanwyser - 9,3 MFLOPS (teen 'n klokfrekwensie 5 keer hoër as dié van die Elbrus-2 MVK). Hierdie verhouding dui op die hoë doeltreffendheid van die Elbrus-argitektuur, wat toelaat dat meer bewerkings per verwerkersiklus uitgevoer word.

Die argitektuur van die Elbrus-verwerkers was reeds aansienlik anders as die ou BESM-6 en was baie anders as die tradisionele een. Die kern van "Elbrus 3-1" was 'n modulêre vervoerbandverwerker (MCP), ontwerp deur Andrey Andreevich Sokolov. Sokolov was 'n deelnemer aan al die belangrikste projekte van die Lebedev-instituut, van BESM-1 tot AS-6. En dit was Sokolov se ingenieurstalent wat kollegas dikwels vergelyk het met die talent van Seymour Krey – Lebedev se konstante mededinger in die superspoedrekenaarkompetisie. "Die MCP was 'n kragtige verwerker wat in staat was om twee onafhanklike strome instruksies te verwerk. Die pyplyntoestelle van die verwerker het met twee soorte voorwerpe gewerk - vektore en skalare. Dit het gelyk of skalare in 'n vektorpyplyn ingewig was en tussen twee aangrensende vektorkomponente verwerk is. Verskeie toegangskanale het tot 8 parallelle oproepe na die geheue in een siklus verskaf." Byna al die argitektoniese kenmerke van Elbrus was absoluut oorspronklik, maar dit word dikwels genoem leenbeginsels van CDC en Burroughs, wat 'n ooglopende leuen is. Lebedev het vroeër beide die pyplyn en die beginsels van parallelle berekening begin gebruik.

Die Lebedev-instituut is steeds op sy beste, nadat hy die era van Jeltsinisme deurgemaak het, weliswaar met aansienlike verliese, maar sonder om sy kreatiewe potensiaal te verloor. Dit is waar, in 'n nuwe inkarnasie - in April 1992, op grond van die departemente van die Lebedev-instituut vir presisiemeganika en rekenaartegnologie, is MCST geskep, wat die ontwikkeling van die Elbrus-argitektuur voortgesit het. Daardie jaar het een van die voorste werknemers van die instituut B. A. Babayan en die meeste van die MCST-spesialiste is deur die reuse Intel-korporasie gehuur om in sy Russiese tak te werk. Dit lyk dalk belaglik, maar dit was Intel toe wat dit moontlik gemaak het om huishoudelike personeel in elektronika te behou, en natuurlik die belangrike ontwikkelings van die instituut saam met 'n deel van die personeel te leen. Op grond van die argitektuur van die Elbrus MVK het die spesialiste van die nuwe maatskappy in 2007 die Elbrus-mikroverwerker geskep, wat gedien het as die basis vir die Elbrus-3M1 rekenaarstelsels, met 'n klokfrekwensie van 300 MHz en 'n werkverrigting van 4,8 GFLOPS (ter vergelyking, Intel Core2Duo 2.4 GHz het slegs 1.3 gigaflops). Terselfdertyd benodig die Russiese mikroverwerker nie eens 'n verkoeler vir verkoeling nie. Die twee-verwerker weergawe van die rekenaar kompleks, genoem UVK / S, het 'n piek werkverrigting van 19 GFLOPS (vir 32-bis data). Dit is die antwoord vir diegene wat dink dat ons weermag vandag persoonlike rekenaars van IBM met mikroverwerkers van Intel moet gebruik. Gelukkig is dit nie die geval nie. Alhoewel ek hiervoor ingevoerde toerusting vir die vervaardiging van mikrobane moes aankoop.

Stelselmodule met twee mikroverwerkers "Elbrus" en rekenaarkompleks "Elbrus-3M1":

Die mikroverwerker word gemaak met behulp van die 0,13 mikron tegnologie, wat nie 'n tegnologiese rekord vir vandag is nie, maar dit staan ook nie ver agter hulle nie (die tegnologie is so 5 jaar gelede as 'n nuwigheid beskou). Nou is die ontwikkeling van die Elbrus-S mikroverwerker aan die gang op die tegnologie van 0,09 mikron, wat reeds 'n "stelsel op 'n skyfie" is, dit wil sê dit sluit randtoerustingbeheerders in. Dit is ontwerp om hoëprestasie-enkelbordrekenaars vir "drabare en ingebedde" toepassings te skep, wat beteken ons vliegtuie en missiele sal nie met ingevoerde komponente toegerus wees nie.

Maar kom ons gaan terug na die 60's. Die USSR was toe die eerste in baie tegniese ontwikkelings op die gebied van elektronika, waarvan die meeste binne die raamwerk van militêre projekte uitgevoer is en dus geheim was. En weens die geheimhouding het hierdie prestasies buite die aandag van historici gebly. Die skepper van BESM-6, 'n uitstaande Sowjet-ontwerper van rekenaartegnologie, Sergei Alekseevich Lebedev, het ook suiwer militêre rekenaars ontwerp vir die eerste, steeds eksperimentele, anti-missielverdediging (ABM) stelsel:

"Gespesialiseerde rekenaars, geskep onder leiding van S. A. Lebedev vir die anti-missielverdedigingstelsel, het die basis geword vir die bereiking van strategiese gelykheid tussen die USSR en die Verenigde State tydens die Koue Oorlog." gespesialiseerde rekenaars "Diana-1" en "Diana- 2" is ontwikkel vir outomatiese dataherwinning vanaf die radar en outomatiese opsporing van teikens. -40, en 'n bietjie later M-50 (drywende punt). Die moontlikheid om ballistiese missiele te tref, verskaf deur missielverdediging, het die Verenigde State gedwing om te kyk vir maniere om 'n ooreenkoms met die USSR te sluit oor die beperking van missielverdediging, wat in 1972 verskyn het.

Die prestasies van die USSR in rekenaartegnologie was van die grootste belang vir verdediging en het gedien as 'n belangrike argument vir die sluiting van 'n verdrag oor die beperking van missielverdediging … En net toe ons 'n beduidende voordeel hierin gehad het. Die USSR het feitlik reeds sy eie anti-missielverdediging gehad teen die middel van die 60's, toe die Verenigde State net daarvan kon droom. Die verdrag het hoofsaaklik die USSR beperk, nie die Verenigde State nie - as gevolg van die verdrag is die missielverdedigingstelsel slegs rondom Moskou ontplooi. Toe die Verenigde State uiteindelik in staat was om iets op hierdie gebied te doen (dit is 30 jaar later!), het dit onmiddellik aan die verdrag onttrek. Die vraag is - was daar enige punt vir die USSR om so 'n ooreenkoms te onderteken? Ons het die missielverdedigingskild prysgegee en niks terug gekry nie! Die Verenigde State kon toe eenvoudig nie sy eie skep nie. Het die USSR-leierskap hiervan geweet? As sy geweet het, dan kan die ABM-verdrag reeds as 'n daad van verraad van die land se belange beskou word. Die situasie herinner baie aan 1987, toe die Sowjetunie gereed was om die komponente van 'n ruimtemissielverdedigingstelsel in 'n wentelbaan te plaas - satelliete met laserwapens "SKIF". Toe het Gorbatsjof, oortuig van die moontlike sukses van die program, onmiddellik 'n eensydige moratorium daarop afgedwing en vanaf die VN-rostrum aangekondig dat die USSR die "wapenwedloop in die ruimte" sal laat vaar. Die Verenigde State beplan om soortgelyke satelliete eers in 2012 in 'n wentelbaan te lanseer, 25 jaar na die sluiting van 'n soortgelyke Sowjet-program. Nie omdat hulle skielik so 'n begeerte gehad het nie. Omdat hul tegnologie, nie sonder die hulp van Russiese spesialiste nie, dit nou eers toegelaat het. Waarom het die USSR-leierskap eensydige toegewings gemaak? Daar is geen amptelike weergawe van die antwoord op hierdie vraag nie.

In die vroeë 60's het ons rekenaars daarin geslaag om die bane van ballistiese missiele te bereken, ondanks die feit dat ons missielverdedigingstelsel aanvanklik op taamlik stadige rekenaars gewerk het. Die M-40- en M-50-masjiene het 'n produktiwiteit van onderskeidelik slegs 40 duisend en 50 duisend bewerkings per sekonde gehad. Die 5E92b, 'n militêre wysiging van die M-50, het egter 'n produktiwiteit van 500 duisend bedrywighede per sekonde gehad, wat vir 1966, vanwaar sy produksie begin het, naby 'n wêreldrekord was, indien nie. En daar is nog 'n min bekende detail hier.

Onder die talle Sowjet-rekenaarmodelle wat dikwels genoem word, is die name van 'n baie belangrike reeks rekenaars wat in die tweede helfte van die 60's - vroeë 70's vervaardig is en ten volle gebruik is vir die verkryging van die USSR Gewapende Magte skaars. Dit is masjiene van die 5E-reeks (5E51, 5E92b, ens.), wat deur die Lebedev-ontwerpburo ontwikkel is. BESM-6 is wyd bekend, maar min mense weet dat BESM-6 bekend geword het net omdat dit die tender vir voorrade vir die Gewapende Magte van die USSR verloor het - die tender wat deur "5E" gewen is. Die weermag, nadat hulle vir "5E" gekies het, het BESM-6 soort van "verwerp" en laasgenoemde het in oop verspreiding vir burgerlike nywerhede gegaan. En die 5E-reeks is geklassifiseer en is slegs na die weermag gestuur. Masjiene van die 5E-reeks is verenig deur "intermasjien-uitruil"-kanale in plaaslike netwerke, wat in die eerste helfte van die 70's 'n multiverwerker-rekenaaromgewing uitgemaak het as die basis vir ruimtebeheer en ruimte-voorwerpbeheerstelsels. Verskeie rekenaars wat in so 'n rekenaaromgewing saamgestel is, het 'n enkele rekenaarkompleks uitgemaak, wat 'n paar keer hoër werkverrigting as BESM-6 gehad het. Dieselfde beginsel dien nou as die basis vir die skepping van moderne superrekenaars - dit is individuele verwerkers, versamel in 'n enkele netwerk deur vinnige kommunikasiekanale. En dit verg spesiale middele. Die masjiene van die M-reeks (M-40, M-50) het ook 'n ontwikkelde onderbrekingstelsel gehad, hulle kon data ontvang en versend oor sewe dupleks asynchronies werkende kanale met 'n totale bandwydte van 1 Mbit / s. Modifikasie M-50 - 5E92 is spesiaal ontwerp vir gebruik in sulke dataverwerkingskomplekse.

Vir die eerste keer in die wêreld is multiplekskanale in 'n rekenaarnetwerk gebruik en parallelle werking van beheertoestelle, ewekansige toegangsgeheue, eksterne toestelle en kommunikasiekanale is uitgevoer. Wat struktuur en werkingsbeginsel betref, was dit die wêreld se eerste multiverwerkerstelsel … In 1959 is 'n rekenaarnetwerk gebou uit rekenaars wat honderde kilometers uitmekaar was - daar was toe nie soortgelyke komplekse in die buiteland nie. Die hoofbevel- en rekenaarsentrum van die "A"-stelsel is gebou op die basis van die 5E92-rekenaar. Die rekenaarnetwerk self was uniek van aard, dit was sy wat as die beginpunt van navorsing gedien het, wat daarna gelei het tot die skepping van ander globale inligting en rekenaarnetwerke. Natuurlik het hierdie netwerk self nie soos byvoorbeeld die moderne internet gelyk nie, maar as 'n stel onafhanklike masjiene wat onafhanklike fragmente van 'n algemene probleem oplos en inligting uitruil met behulp van verenigde protokolle, kan dit beskou word as die voorloper van vandag se globale netwerke. Die eerste soortgelyke netwerk, wat twee TX-2-rekenaars in Massachusetts en Q-32 in Kalifornië met 'n telefoonlyn verbind het, is eers in 1965 getoets … Op 4 Maart 1961 is 'n eksperimentele anti-missielverdedigingstelsel suksesvol getoets - die plofkop van 'n R-12-missiel vernietig is. Die eksperiment het getoon dat die taak om gepaarde ballistiese teikens te bestry wat bestaan uit 'n ballistiese missielliggaam en 'n kernplofkop wat daarvan geskei is, tegnies opgelos is. Soortgelyke toetse het 21 jaar later in die Verenigde State plaasgevind.

Stelsel A is 'n missielverdedigingstelsel. Werk aan missielverdediging (stelsel "A") het 'n groot rol gespeel in die ontwikkeling van rekenaartegnologie in die USSR: op bevel van die weermag, met behulp van 'n relatief stadige elementbasis, het spesialiste van die Lebedev Design Bureau (ITMiVT) rekenaarfasiliteite geskep wat was beter in hul parameters bo buitelandse. Hulle het ook mobiele weergawes van sulke stelsels geskep, byvoorbeeld 5E261 - 'n mobiele multiverwerker hoëwerkverrigtingbeheerstelsel wat op 'n modulêre basis gebou is. Dit was sy wat gebruik is as deel van die S-300PT-lugverdedigingstelsels vir land- en seegebaseerde:

Maar die belangrikste is dat maniere om individuele rekenaars in 'n rekenaaromgewing te koppel - vinnige asinchrone multipleks-kommunikasiekanale en ooreenstemmende sagteware - geskep is. En hier kom ons by nog 'n baie belangrike projek vir die land, die stelsel OGAS - "Nasionale outomatiese stelsel van rekeningkunde en inligtingverwerking", 'n stelsel van outomatiese ekonomiese bestuur in die USSR, gebaseer op die beginsels van kubernetika. Hierdie stelsel, ontwikkel deur Akademikus Viktor Mikhailovich Glushkov, was juis op sulke tegniese middele gebaseer.

Skrywer - Maxson