Imaginarium van de wetenschap. Deel 2

2024 Auteur: Seth Attwood | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-16 16:13

Na de introductie van het kopieersysteem voor Amerikaanse monsters en het verschijnen van een reeks EU-machines - kopieën van de Amerikaanse IBM360 / IBM370, stopten de eigen ontwikkelingen van de USSR op het gebied van computertechnologie niet. Ze gingen echter bijna volledig in op het kader van militaire projecten - het leger wilde niet alleen kopieën gebruiken, en nog erger dan hun eigen ontwikkelingen. Import was niet geschikt voor hen vanwege mogelijke "bladwijzers" - ongedocumenteerde kenmerken van elektronica die elektronica zouden kunnen uitschakelen in het belang van een potentiële vijand. ITG en VT, waarvan de directeur de academicus Lebedev was, hoewel hij nog steeds als een academisch instituut werd vermeld, werden in wezen een militaire afdeling en het werk werd daar voortgezet om de BESM-6 en de militaire M-40, M-50 te verbeteren. Het resultaat van dergelijk werk was de Elbrus-linie, waarvan de belangrijkste taken de taken voor het antiraketsysteem waren. Eerst werd op basis van de militaire computers 5E261 en 5E262 een multiprocessor-computercomplex "Elbrus-1" met een productiviteit van 15 miljoen bewerkingen / s gecreëerd. In de tweede fase werd de Elbrus-2 MVK gemaakt met een capaciteit van 120 miljoen operaties / s. Elbrus-3, waarvan de ontwikkeling eind jaren 80 was voltooid, had een prestatie van 500 MFLOPS (miljoenen drijvende-kommabewerkingen per seconde).

Prestatie-indicatoren voor een computer zijn zeer relatief, afhankelijk van zowel architecturale kenmerken als de efficiëntie van compilers uit programmeertalen. Daarom worden benchmarks vaak gebruikt om real-world prestaties te vergelijken. In 1988 mat S. V. Kalin de prestaties van de CPU van de MVK "Elbrus-2" bij 24 "Livermore-cycli" en volgens de resultaten van deze tests was de gemiddelde harmonische waarde van de prestaties 2,7 MFLOPS. Ter vergelijking: de Cray-X MP-processor (de beroemdste ontwikkeling van Seymour Kray in 1982) heeft een vergelijkbare indicator - 9,3 MFLOPS (met een klokfrequentie die 5 keer hoger is dan die van de Elbrus-2 MVK). Deze verhouding geeft de hoge efficiëntie van de Elbrus-architectuur aan, waardoor meer bewerkingen per processorcyclus kunnen worden uitgevoerd.

De architectuur van de Elbrus-processors verschilde al aanzienlijk van de oude BESM-6 en was heel anders dan de traditionele. De kern van "Elbrus 3-1" was een modulaire transportbandprocessor (MCP), ontworpen door Andrey Andreevich Sokolov. Sokolov nam deel aan alle belangrijkste projecten van het Lebedev Institute, van BESM-1 tot AS-6. En het was het technische talent van Sokolov dat collega's vaak hebben vergeleken met het talent van Seymour Krey - Lebedevs constante rivaal in de supersnelle computercompetitie. "De MCP was een krachtige processor die in staat was om twee onafhankelijke stromen instructies te verwerken. De pijplijnapparaten van de processor werkten met twee soorten objecten - vectoren en scalaires. Scalars leken in een vectorpijplijn te zijn geklemd en tussen twee aangrenzende vectorcomponenten te worden verwerkt. Verschillende toegangskanalen zorgden in één cyclus voor maximaal 8 parallelle oproepen naar het geheugen." Bijna alle architecturale kenmerken van Elbrus waren absoluut origineel, maar ze worden vaak leenprincipes van CDC en Burroughs genoemd, wat een voor de hand liggende leugen is. Lebedev begon eerder zowel de pijplijn als de principes van parallel computing te gebruiken.

Het Lebedev-instituut is nog steeds op zijn best, na het tijdperk van het Jeltsinisme te hebben doorgemaakt, zij het met aanzienlijke verliezen, maar zonder zijn creatieve potentieel te verliezen. Toegegeven, in een nieuwe incarnatie - in april 1992, op basis van de afdelingen van het Lebedev Institute of Precision Mechanics and Computer Technology, werd MCST opgericht, die de ontwikkeling van de Elbrus-architectuur voortzette. Dat jaar nam een van de leidende medewerkers van het instituut B. A. Babayan en de meeste MCST-specialisten werden ingehuurd door het gigantische Intel-bedrijf om in zijn Russische vestiging te werken. Het lijkt misschien belachelijk, maar het was toen Intel die het mogelijk maakte om huishoudelijk personeel in de elektronica te behouden, waarbij natuurlijk de belangrijke ontwikkelingen van het instituut werden geleend, samen met een deel van het personeel. Op basis van de architectuur van de Elbrus MVK creëerden de specialisten van het nieuwe bedrijf in 2007 de Elbrus-microprocessor, die als basis diende voor de Elbrus-3M1-computersystemen, met een klokfrequentie van 300 MHz en een prestatie van 4,8 GFLOPS (ter vergelijking, Intel Core2Duo 2,4 GHz heeft slechts 1,3 gigaflops). Tegelijkertijd heeft de Russische microprocessor niet eens een radiator nodig om te koelen. De twee-processorversie van het computercomplex, genaamd UVK/S, heeft een piekprestatie van 19 GFLOPS (voor 32-bit data). Dit is het antwoord op degenen die denken dat ons leger tegenwoordig personal computers van IBM moet gebruiken met microprocessors van Intel. Gelukkig is dit niet het geval. Hoewel ik hiervoor geïmporteerde apparatuur moest kopen voor de productie van microschakelingen.

Systeemmodule met twee microprocessors "Elbrus" en rekencomplex "Elbrus-3M1":

De microprocessor is gemaakt met behulp van de 0,13 micron-technologie, wat geen technologisch record is voor vandaag, maar het blijft ook niet ver achter (de technologie werd ongeveer 5 jaar geleden als een noviteit beschouwd). Nu is de ontwikkeling van de Elbrus-S-microprocessor aan de gang op de technologie van 0,09 micron, wat al een "systeem op een chip" is, dat wil zeggen, het omvat controllers voor randapparatuur. Het is ontworpen om high-performance single-board computers te maken voor "wearable and embedded" toepassingen, wat betekent dat onze vliegtuigen en raketten niet zullen worden uitgerust met geïmporteerde componenten.

Maar laten we teruggaan naar de jaren 60. De USSR was toen de eerste in vele technische ontwikkelingen op het gebied van elektronica, waarvan de meeste werden uitgevoerd in het kader van militaire projecten en daarom geheim waren. En vanwege de geheimhouding zijn deze prestaties buiten de aandacht van historici gebleven. De maker van BESM-6, een uitstekende Sovjet-ontwerper van computertechnologie, Sergei Alekseevich Lebedev, ontwierp ook puur militaire computers voor het eerste, nog experimentele, antiraketsysteem (ABM):

"Gespecialiseerde computers, gecreëerd onder leiding van S. A. Lebedev voor het antiraketsysteem, werden de basis voor het bereiken van strategische gelijkheid tussen de USSR en de Verenigde Staten tijdens de Koude Oorlog." gespecialiseerde computers "Diana-1" en "Diana- 2" werden ontwikkeld voor het automatisch ophalen van gegevens van de radar en het automatisch volgen van doelen. -40, en iets later M-50 (floating point). De mogelijkheid om ballistische raketten te raken, geleverd door raketverdediging, dwong de Verenigde Staten om te kijken voor manieren om een overeenkomst te sluiten met de USSR over de beperking van raketverdediging, die in 1972 verscheen."

De prestaties van de USSR op het gebied van computertechnologie waren van het grootste belang voor defensie en dienden als een belangrijk argument voor het sluiten van een verdrag over de beperking van raketverdediging … En net toen we hierin een belangrijk voordeel hadden. De USSR had halverwege de jaren '60 praktisch al een eigen antiraketverdediging, toen de Verenigde Staten er alleen maar van konden dromen. Het verdrag beperkte vooral de USSR, niet de Verenigde Staten - als gevolg van het verdrag werd het raketafweersysteem alleen rond Moskou ingezet. Toen de Verenigde Staten eindelijk iets op dit gebied konden doen (dit is 30 jaar later!), trok het zich onmiddellijk terug uit het verdrag. De vraag is: had de USSR enig zin om zo'n overeenkomst te ondertekenen? We gaven het raketafweerschild op en kregen er niets voor terug! De Verenigde Staten konden toen eenvoudigweg niet hun eigen land creëren. Wist het leiderschap van de USSR hiervan? Als ze het wist, kan het ABM-verdrag al worden beschouwd als een daad van verraad aan de belangen van het land. De situatie doet sterk denken aan 1987, toen de Sovjet-Unie klaar was om de componenten van een ruimteraketverdedigingssysteem in een baan om de aarde te brengen - satellieten met laserwapens "SKIF". Toen legde Gorbatsjov, overtuigd van het mogelijke succes van het programma, er onmiddellijk een eenzijdig moratorium op op en kondigde vanaf het VN-podium aan dat de USSR de 'wapenwedloop in de ruimte' zou opgeven. De Verenigde Staten zijn van plan soortgelijke satellieten pas in 2012 in een baan om de aarde te lanceren, 25 jaar na de sluiting van een soortgelijk Sovjetprogramma. Niet omdat ze ineens zo'n verlangen hadden. Omdat hun technologieën, niet zonder de hulp van Russische specialisten, het nu pas hebben toegestaan. Waarom deed het leiderschap van de USSR unilaterale concessies? Er is geen officiële versie van het antwoord op deze vraag.

In het begin van de jaren 60 slaagden onze computers erin de banen van ballistische raketten te berekenen, ondanks het feit dat ons raketverdedigingssysteem aanvankelijk op vrij trage computers werkte. De M-40- en M-50-machines hadden een productiviteit van respectievelijk slechts 40 duizend en 50 duizend bewerkingen per seconde. De 5E92b, een militaire aanpassing van de M-50, had echter een productiviteit van 500 duizend bewerkingen per seconde, wat voor 1966, van waaruit de productie begon, bijna een wereldrecord was, zo niet. En er is nog een weinig bekend detail hier.

Onder de vele vaak genoemde Sovjet-computermodellen zijn de namen van een zeer belangrijke reeks computers die in de tweede helft van de jaren 60 - begin jaren 70 werden geproduceerd en volledig werden gebruikt voor de overname van de strijdkrachten van de USSR zeldzaam. Dit zijn machines van de 5E-serie (5E51, 5E92b, enz.), ontwikkeld door het Lebedev Design Bureau. BESM-6 is algemeen bekend, maar weinig mensen weten dat BESM-6 alleen beroemd werd omdat het de aanbesteding voor benodigdheden voor de strijdkrachten van de USSR verloor - de aanbesteding gewonnen door "5E". Het leger, dat voor "5E" had gekozen, "verwierp" BESM-6 en de laatste ging in open distributie voor civiele industrieën. En de 5E-serie was geclassificeerd en werd alleen naar het leger verzonden. Machines van de 5E-serie werden verenigd door "intermachine-uitwisselingskanalen" in lokale netwerken, die in de eerste helft van de jaren '70 een computeromgeving met meerdere processors vormden als basis voor ruimtebesturing en besturingssystemen voor ruimteobjecten. Meerdere computers samen in een dergelijke computeromgeving vormden een enkel computercomplex, dat meerdere malen hogere prestaties had dan BESM-6. Hetzelfde principe dient nu als basis voor de creatie van moderne supercomputers - dit zijn individuele processors, verzameld in een enkel netwerk door snelle communicatiekanalen. En daar zijn speciale middelen voor nodig. De machines van de M-serie (M-40, M-50) hadden ook een ontwikkeld interruptsysteem, ze konden gegevens ontvangen en verzenden via zeven duplex asynchroon werkende kanalen met een totale bandbreedte van 1 Mbit/s. Modificatie M-50 - 5E92 is speciaal ontworpen voor gebruik in dergelijke gegevensverwerkingscomplexen.

Voor het eerst ter wereld werden multiplexkanalen gebruikt in een computernetwerk en werd parallelle werking van besturingsapparatuur, random access memory, externe apparaten en communicatiekanalen uitgevoerd. Qua structuur en werkingsprincipe was het 's werelds eerste multiprocessor-systeem … In 1959 werd een computernetwerk opgebouwd uit computers die honderden kilometers van elkaar verwijderd waren - er waren in die tijd geen vergelijkbare complexen in het buitenland. Het hoofdcommando en het computercentrum van het "A" -systeem is gebouwd op basis van de 5E92-computer. Het computernetwerk zelf was uniek van aard, zij was het die als startpunt van onderzoek diende, wat vervolgens leidde tot de oprichting van andere wereldwijde informatie- en computernetwerken. Natuurlijk leek dit netwerk zelf niet op bijvoorbeeld het moderne internet, maar als een reeks onafhankelijke machines die onafhankelijke fragmenten van een gemeenschappelijk probleem oplossen en informatie uitwisselen met behulp van uniforme protocollen, kan het worden beschouwd als de voorloper van de huidige wereldwijde netwerken. Het eerste soortgelijke netwerk, dat twee TX-2-computers in Massachusetts en Q-32 in Californië via een telefoonlijn verbindt, werd pas in 1965 getest … Op 4 maart 1961 werd met succes een experimenteel antiraketsysteem getest - de kernkop van een R-12-raket werd vernietigd. Het experiment toonde aan dat de taak om gepaarde ballistische doelen te bestrijden, bestaande uit een ballistisch raketlichaam en een daarvan gescheiden kernkop, technisch is opgelost. Soortgelijke tests vonden 21 jaar later plaats in de Verenigde Staten.

Systeem A is een raketafweersysteem. Werk aan raketverdediging (systeem "A") speelde een grote rol bij de ontwikkeling van computertechnologie in de USSR: in opdracht van het leger, met behulp van een relatief langzame elementbasis, creëerden specialisten van het Lebedev Design Bureau (ITMiVT) computerfaciliteiten die waren superieur in hun parameters aan buitenlandse. Ze creëerden ook mobiele versies van dergelijke systemen, bijvoorbeeld 5E261 - een mobiel multiprocessor high-performance controlesysteem gebouwd op een modulaire basis. Zij was het die werd gebruikt als onderdeel van de S-300PT luchtverdedigingssystemen voor land en zee:

Maar het belangrijkste was dat er middelen werden gecreëerd om individuele computers aan een computeromgeving te koppelen - snelle asynchrone multiplexcommunicatiekanalen en bijbehorende software. En hier komen we bij een ander zeer belangrijk project voor het land, het systeem OGAS - "Nationaal geautomatiseerd systeem van boekhouding en informatieverwerking", een systeem van geautomatiseerd economisch beheer in de USSR, gebaseerd op de principes van cybernetica. Dit systeem, ontwikkeld door academicus Viktor Mikhailovich Glushkov, was precies gebaseerd op dergelijke technische middelen.

Auteur - Maxson