Imaginarij znanosti. 2. del

2024 Avtor: Seth Attwood | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-16 16:16

Po uvedbi sistema kopiranja za ameriške vzorce in pojavu serije strojev EU - kopij ameriškega IBM360 / IBM370, se lastni razvoj ZSSR na področju računalniške tehnologije ni ustavil. Vendar so skoraj v celoti šli v okvir vojaških projektov - vojska ni želela uporabljati samo kopij in še slabše od lastnega razvoja. Uvoz jim ni ustrezal zaradi možnih "zaznamkov" - nedokumentiranih lastnosti elektronike, ki bi lahko onemogočile elektroniko v interesu potencialnega sovražnika. ITM in VT, katerega direktor je bil akademik Lebedev, čeprav je bil še naprej naveden kot akademski inštitut, sta v bistvu postala vojaški oddelek in tam se je nadaljevalo delo za izboljšanje BESM-6 in vojaških M-40, M-50. Rezultat takšnega dela je bila linija Elbrus, katere glavne naloge so bile naloge za sistem protiraketne obrambe. Prvič, na podlagi vojaških računalnikov 5E261 in 5E262 je bil ustvarjen večprocesorski računalniški kompleks "Elbrus-1" s produktivnostjo 15 milijonov operacij / s. Na drugi stopnji je bil ustvarjen Elbrus-2 MVK z zmogljivostjo 120 milijonov operacij / s. Elbrus-3, katerega razvoj je bil končan do konca 80-ih, je imel zmogljivost 500 MFLOPS (milijone operacij s plavajočo vejico na sekundo).

Kazalniki zmogljivosti za računalnik so zelo relativna stvar, odvisna tako od arhitekturnih značilnosti kot od učinkovitosti prevajalnikov iz programskih jezikov. Zato se merila uspešnosti pogosto uporabljajo za primerjavo uspešnosti v resničnem svetu. Leta 1988 je S. V. Kalin meril zmogljivost CPU MVK "Elbrus-2" pri 24 "Livermoreovih ciklih" in glede na rezultate teh testov je bila povprečna harmonska vrednost zmogljivosti 2,7 MFLOPS. Za primerjavo, procesor Cray-X MP (najbolj znan razvoj Seymour Kraya iz leta 1982) ima podoben kazalnik - 9,3 MFLOPS (pri taktni frekvenci, ki je 5-krat višja od tiste pri Elbrus-2 MVK). To razmerje kaže na visoko učinkovitost arhitekture Elbrus, ki omogoča izvedbo več operacij na procesorski cikel.

Arhitektura procesorjev Elbrus se je že bistveno razlikovala od starega BESM-6 in se je zelo razlikovala od tradicionalne. Jedro "Elbrusa 3-1" je bil modularni transportni procesor (MCP), ki ga je zasnoval Andrej Andrejevič Sokolov. Sokolov je bil udeleženec vseh najpomembnejših projektov Inštituta Lebedev, od BESM-1 do AS-6. In prav Sokolov inženirski talent so kolegi pogosto primerjali s talentom Seymourja Kreya - Lebedevega stalnega tekmeca v tekmovanju za superhitrostno računalništvo. "MCP je bil zmogljiv procesor, ki je bil sposoben obdelati dva neodvisna toka navodil. Naprave cevovoda procesorja so delale z dvema vrstama objektov – vektorji in skalarji. Zdelo se je, da so skalarji zagozdeni v vektorski cevovod in obdelani med dvema sosednjima vektorskima komponentama. Več dostopnih kanalov je zagotovilo do 8 vzporednih klicev v pomnilnik v enem ciklu." Skoraj vse arhitekturne značilnosti Elbrusa so bile popolnoma izvirne, vendar jih pogosto imenujejo izposoja načel CDC in Burroughsa, kar je očitna laž. Lebedev je začel uporabljati tako cevovod kot načela vzporednega računanja že prej.

Inštitut Lebedev je še vedno najboljši, saj je šel skozi obdobje jelcinizma, čeprav z znatnimi izgubami, vendar brez izgube ustvarjalnega potenciala. Res je, v novi inkarnaciji - aprila 1992 je bil na podlagi oddelkov Inštituta za natančno mehaniko in računalniško tehnologijo Lebedev ustanovljen MCST, ki je nadaljeval razvoj arhitekture Elbrusa. Tega leta je eden vodilnih uslužbencev inštituta B. A. Babayana in večino strokovnjakov MCST je velikanska korporacija Intel najela za delo v svoji ruski podružnici. Morda se zdi smešno, toda Intel je takrat omogočil obdržati domače kadre v elektroniki, pri čemer si je seveda poleg dela osebja izposodil pomembne dosežke inštituta. Na podlagi arhitekture Elbrus MVK so strokovnjaki novega podjetja leta 2007 ustvarili mikroprocesor Elbrus, ki je služil kot osnova za računalniške sisteme Elbrus-3M1, s taktno frekvenco 300 MHz in zmogljivostjo 4,8 GFLOPS. (za primerjavo, Intel Core2Duo 2,4 GHz ima le 1,3 gigaflopsa). Hkrati ruski mikroprocesor za hlajenje ne potrebuje niti radiatorja. Dvoprocesorska različica računalniškega kompleksa, imenovana UVK / S, ima največjo zmogljivost 19 GFLOPS (za 32-bitne podatke). To je odgovor tistim, ki mislijo, da mora naša vojska danes uporabljati IBM-ove osebne računalnike z Intelovimi mikroprocesorji. Na srečo temu ni tako. Čeprav sem moral za to kupiti uvoženo opremo za proizvodnjo mikrovezij.

Sistemski modul z dvema mikroprocesorjema "Elbrus" in računalniškim kompleksom "Elbrus-3M1":

Mikroprocesor je izdelan po tehnologiji 0,13 mikrona, kar za danes ni tehnološki rekord, a tudi za njimi ne zaostaja (tehnologija je pred približno 5 leti veljala za novost). Zdaj poteka razvoj mikroprocesorja Elbrus-S na tehnologiji 0,09 mikronov, ki je že "sistem na čipu", torej vključuje krmilnike periferne opreme. Zasnovan je za ustvarjanje visoko zmogljivih računalnikov z eno ploščo za "nosljive in vgrajene" aplikacije, kar pomeni, da naša letala in rakete ne bodo opremljeni z uvoženimi komponentami.

A vrnimo se v 60. leta. ZSSR je bila takrat prva v številnih tehničnih razvojih na področju elektronike, ki so bili večinoma izvedeni v okviru vojaških projektov in so bili zato tajni. In zaradi tajnosti so ti dosežki ostali zunaj pozornosti zgodovinarjev. Ustvarjalec BESM-6, izjemni sovjetski oblikovalec računalniške tehnologije, Sergej Aleksejevič Lebedev, je zasnoval tudi povsem vojaške računalnike za prvi, še vedno eksperimentalni sistem protiraketne obrambe (ABM):

"Specializirani računalniki, ustvarjeni pod vodstvom S. A. Lebedeva za sistem protiraketne obrambe, so postali osnova za doseganje strateške paritete med ZSSR in ZDA med hladno vojno." specializirani računalniki "Diana-1" in "Diana- 2" so bile razvite za samodejno pridobivanje podatkov z radarja in samodejno sledenje ciljem. -40, malo kasneje pa M-50 (plavajoča vejica). Možnost zadajanja balističnih izstrelkov, ki jih zagotavlja protiraketna obramba, je prisilila ZDA, da si ogledajo za načine za sklenitev sporazuma z ZSSR o omejevanju protiraketne obrambe, ki se je pojavil leta 1972.

Dosežki ZSSR v računalniški tehnologiji so bili za obrambo najpomembnejši in so služili kot pomemben argument za sklenitev pogodbe o omejevanju protiraketne obrambe.… In ravno takrat, ko smo imeli pri tem bistveno prednost. ZSSR je do sredine 60. let skoraj že imela lastno protiraketno obrambo, ko so ZDA o njej lahko le sanjale. Pogodba je omejevala predvsem ZSSR, ne ZDA - zaradi pogodbe je bil sistem protiraketne obrambe nameščen le okoli Moskve. Ko so ZDA končno lahko nekaj naredile na tem področju (to je 30 let pozneje!), so takoj odstopile od pogodbe. Vprašanje je - ali je bilo za ZSSR smisel podpisati tak sporazum? Odpovedali smo se protiraketnemu obrambnemu ščitu in v zameno nismo dobili ničesar! Združene države takrat preprosto niso mogle ustvariti svojega. Ali je vodstvo ZSSR vedelo za to? Če bi vedela, potem se lahko pogodba o ABM že šteje za dejanje izdaje interesov države. Situacija zelo spominja na leto 1987, ko je bila Sovjetska zveza pripravljena v orbito spraviti komponente vesoljskega raketnega obrambnega sistema - satelite z laserskim orožjem "SKIF". Nato je Gorbačov, prepričan o možnem uspehu programa, nanj nemudoma uvedel enostranski moratorij in z govornice ZN napovedal, da bo ZSSR opustila "oboroževno tekmo v vesolju". ZDA nameravajo podobne satelite izstreliti v orbito šele leta 2012, 25 let po zaprtju podobnega sovjetskega programa. Ne zato, ker so nenadoma imeli takšno željo. Ker so njihove tehnologije, ne brez pomoči ruskih strokovnjakov, to dovolile šele zdaj. Zakaj je vodstvo ZSSR naredilo enostranske koncesije? Uradne različice odgovora na to vprašanje ni.

Še v zgodnjih 60. letih so naši računalniki uspeli izračunati trajektorije balističnih raket, kljub temu, da je sprva naš sistem protiraketne obrambe deloval na precej počasnih računalnikih. Stroji M-40 in M-50 so imeli produktivnost le 40 tisoč oziroma 50 tisoč operacij na sekundo. Vendar je imela 5E92b, vojaška modifikacija M-50, produktivnost 500 tisoč operacij na sekundo, kar je bilo za leto 1966, od koder se je začela njegova proizvodnja, blizu svetovnega rekorda, če ne. In tu je še ena malo znana podrobnost.

Med številnimi pogosto omenjenimi sovjetskimi računalniškimi modeli so imena zelo pomembne serije računalnikov, ki so bili proizvedeni v drugi polovici 60-ih - zgodnjih 70-ih in so bili v celoti uporabljeni za pridobitev oboroženih sil ZSSR, redka. To so stroji serije 5E (5E51, 5E92b itd.), ki jih je razvil oblikovalski biro Lebedev. BESM-6 je splošno znan, vendar le malo ljudi ve, da je BESM-6 postal znan le zato, ker je izgubil razpis za dobavo oboroženih sil ZSSR - na razpisu, ki ga je zmagal "5E". Vojska je, ko se je odločila za "5E", nekako "zavrnila" BESM-6 in slednji je šel v odprto distribucijo za civilno industrijo. In serija 5E je bila tajna in je bila poslana samo vojski. Stroje serije 5E so bili združeni s kanali "medstrojne izmenjave" v lokalna omrežja, ki so v prvi polovici 70-ih let predstavljala večprocesorsko računalniško okolje kot osnovo za sisteme za nadzor prostora in vesoljskih objektov. Več računalnikov, združenih v takšno računalniško okolje, je sestavljalo en sam računalniški kompleks, ki je imel nekajkrat večjo zmogljivost kot BESM-6. Isti princip zdaj služi kot osnova za ustvarjanje sodobnih superračunalnikov - to so posamezni procesorji, zbrani v eno omrežje s hitrimi komunikacijskimi kanali. In to zahteva posebna sredstva. Stroji serije M (M-40, M-50) so imeli tudi razvit prekinitveni sistem, lahko so sprejemali in prenašali podatke po sedmih dupleksnih asinhrono delujočih kanalih s skupno pasovno širino 1 Mbit / s. Modifikacija M-50 - 5E92 je bila posebej zasnovana za uporabo v takšnih kompleksih za obdelavo podatkov.

Prvič na svetu so bili uporabljeni multipleksni kanali v računalniškem omrežju in izvedeno vzporedno delovanje krmilnih naprav, pomnilnika z naključnim dostopom, zunanjih naprav in komunikacijskih kanalov. Po zgradbi in principu delovanja je bil prvi večprocesorski sistem na svetu … Leta 1959 je bilo iz računalnikov, ki so bili na stotine kilometrov narazen, zgrajeno računalniško omrežje – v tujini takrat še ni bilo podobnih kompleksov. Glavni poveljniško-računalniški center sistema "A" je bil zgrajen na podlagi računalnika 5E92. Samo računalniško omrežje je bilo edinstvene narave, prav ona je bila tista, ki je služila kot izhodišče raziskav, ki so kasneje privedle do nastanka drugih globalnih informacijskih in računalniških omrežij. Seveda to omrežje samo po sebi ni bilo podobno, na primer, sodobnemu internetu, a kot niz neodvisnih strojev, ki rešujejo samostojne fragmente skupnega problema in izmenjujejo informacije z uporabo enotnih protokolov, ga lahko štejemo za predhodnika današnjih globalnih omrežij. Prvo podobno omrežje, ki je prek telefonske linije povezovalo dva računalnika TX-2 v Massachusettsu in Q-32 v Kaliforniji, je bilo preizkušeno šele leta 1965 … 4. marca 1961 je bil uspešno preizkušen eksperimentalni sistem protiraketne obrambe - uničena je bila bojna glava rakete R-12. Eksperiment je pokazal, da je naloga boja proti parnim balističnim ciljem, sestavljenim iz telesa balistične rakete in od njega ločene jedrske bojne glave, tehnično rešena. Podobni testi so potekali v ZDA 21 let pozneje.

Sistem A je sistem protiraketne obrambe. Delo na področju protiraketne obrambe (sistem "A") je imelo veliko vlogo pri razvoju računalniške tehnologije v ZSSR: po naročilu vojske so z uporabo relativno počasne elementarne baze strokovnjaki iz oblikovalskega biroja Lebedev (ITMiVT) ustvarili računalniške zmogljivosti, ki so so bili po svojih parametrih boljši od tujih. Ustvarili so tudi mobilne različice takšnih sistemov, na primer 5E261 - mobilni večprocesorski visokozmogljiv krmilni sistem, zgrajen na modularni osnovi. Prav ona je bila uporabljena kot del sistemov zračne obrambe S-300PT za kopno in morje:

Najpomembneje pa je, da so bila ustvarjena sredstva za povezovanje posameznih računalnikov v računalniško okolje – hitri asinhroni multipleksni komunikacijski kanali in ustrezna programska oprema. In tu pridemo do še enega zelo pomembnega projekta za državo, sistema OGAS - "Nacionalni avtomatizirani sistem računovodstva in obdelave informacij", sistem avtomatiziranega upravljanja gospodarstva v ZSSR, ki temelji na načelih kibernetike. Ta sistem, ki ga je razvil akademik Viktor Mihajlovič Gluškov, je temeljil prav na teh tehničnih sredstvih.

Avtor - Maxson