Imaginarium of Science. 2. rész

2024 Szerző: Seth Attwood | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-16 16:07

Az amerikai minták másolórendszerének bevezetése és az EU-gépek sorozatának megjelenése után - az amerikai IBM360 / IBM370 másolatai - a Szovjetunió saját fejlesztése a számítástechnika területén nem állt meg. Azonban szinte teljesen bekerültek a katonai projektek keretébe - a katonaság nem akart csak másolatokat használni, és még rosszabb, mint a saját fejlesztései. Az import nem felelt meg nekik az esetleges "könyvjelzők" miatt – az elektronika nem dokumentált jellemzői miatt, amelyek letilthatják az elektronikát a potenciális ellenség érdekében. Az ITM és a VT, amelynek igazgatója Lebegyev akadémikus volt, bár továbbra is akadémiai intézetként szerepelt, lényegében katonai osztály lett, és ott folytatódott a munka a BESM-6 és a katonai M-40, M-50 továbbfejlesztésén. Az ilyen munka eredménye az Elbrus vonal volt, amelynek fő feladatai a rakétaelhárító rendszer feladatai voltak. Először is, az 5E261 és 5E262 katonai számítógépek alapján egy többprocesszoros "Elbrus-1" számítógép-komplexumot hoztak létre, amelynek termelékenysége 15 millió művelet / s. A második szakaszban az Elbrus-2 MVK-t hozták létre 120 millió művelet / s kapacitással. Az Elbrus-3, amelynek fejlesztése a 80-as évek végére fejeződött be, 500 MFLOPS (másodpercenkénti millió lebegőpontos művelet) teljesítménnyel rendelkezett.

A számítógép teljesítménymutatói nagyon relatívak, mind az architektúra jellemzőitől, mind a programozási nyelvekből származó fordítók hatékonyságától függően. Ezért a benchmarkokat gyakran használják a valós teljesítmény összehasonlítására. 1988-ban S. V. Kalin az MVK "Elbrus-2" CPU-jának teljesítményét 24 "Livermore cikluson" mérte, és e tesztek eredményei szerint a teljesítmény átlagos harmonikus értéke 2,7 MFLOPS volt. Összehasonlításképpen a Cray-X MP processzor (a Seymour Kray leghíresebb fejlesztése 1982-ben) hasonló mutatóval rendelkezik - 9,3 MFLOPS (az Elbrus-2 MVK órajel frekvenciájánál ötször nagyobb). Ez az arány az Elbrus architektúra nagy hatékonyságát jelzi, amely processzorciklusonként több művelet végrehajtását teszi lehetővé.

Az Elbrus processzorok architektúrája már jelentősen eltért a régi BESM-6-tól, és nagyon eltért a hagyományostól. Az "Elbrus 3-1" magja egy moduláris szállítószalag processzor (MCP) volt, amelyet Andrey Andreevich Sokolov tervezett. Sokolov részt vett a Lebedev Intézet összes legjelentősebb projektjében, a BESM-1-től az AS-6-ig. Sokolov mérnöki tehetségét pedig gyakran hasonlították össze a kollégák Seymour Krey tehetségével – Lebegyev állandó riválisával a szupergyors számítástechnikai versenyben. "Az MCP egy nagy teljesítményű processzor volt, amely két független utasításfolyam feldolgozására volt képes. A processzor pipeline eszközei kétféle objektummal működtek – vektorokkal és skalárokkal. A skalárok mintha egy vektorfolyamatba ékelték volna be, és két szomszédos vektorkomponens között dolgoztak fel. Több hozzáférési csatorna akár 8 párhuzamos memóriahívást is biztosított egy cikluson belül. Az Elbrus szinte minden építészeti eleme teljesen eredeti volt, de gyakran nevezik a CDC-től és Burroughs-tól kölcsönzött elveknek, ami nyilvánvaló hazugság. Lebegyev korábban kezdte használni a párhuzamos számítási folyamatot és a párhuzamos számítási elveket.

A Lebegyev Intézet még mindig a legjobb állapotban van, átvészelte a jelcinizmus korszakát, bár jelentős veszteségekkel, de anélkül, hogy elveszítette volna kreatív potenciálját. Igaz, egy új inkarnációban - 1992 áprilisában, a Lebedev Precíziós Mechanikai és Számítástechnikai Intézet tanszékei alapján létrehozták az MCST-t, amely folytatta az Elbrus architektúra fejlesztését. Abban az évben az intézet egyik vezető munkatársa B. A. Babayant és a legtöbb MCST-szakértőt az Intel óriásvállalat bérelte fel, hogy az oroszországi fiókjában dolgozzanak. Lehet, hogy nevetségesnek tűnik, de akkor az Intel volt az, amely lehetővé tette a hazai munkaerő megtartását az elektronikában, kölcsönvéve természetesen az intézet jelentős fejlesztéseit és a személyzet egy részét. Az Elbrus MVK architektúrája alapján az új cég szakemberei 2007-ben elkészítették az Elbrus-3M1 számítási rendszerek alapjául szolgáló Elbrus mikroprocesszort, 300 MHz órajellel és 4,8 GFLOPS teljesítménnyel. (összehasonlításképpen, az Intel Core2Duo 2,4 GHz-en csak 1,3 gigaflop van). Ugyanakkor az orosz mikroprocesszor nem is igényel radiátort a hűtéshez. A számítógép-komplexum kétprocesszoros verziója, az UVK / S, 19 GFLOPS csúcsteljesítményű (32 bites adatokhoz). Ez a válasz azoknak, akik úgy gondolják, hogy ma hadseregünknek IBM személyi számítógépeit kell használnia az Intel mikroprocesszoraival. Szerencsére ez nem így van. Bár ehhez importált berendezéseket kellett vásárolnom mikroáramkörök gyártásához.

Rendszermodul két „Elbrus” mikroprocesszorral és „Elbrus-3M1” számítástechnikai komplexummal:

A mikroprocesszor a 0,13 mikronos technológiával készül, ami ma már nem technológiai rekord, de nem is marad el sokkal mögöttük (kb. 5 éve még újdonságnak számított a technológia). Most az Elbrus-S mikroprocesszor fejlesztése zajlik a 0,09 mikronos technológián, ami már "rendszer egy chipen", azaz perifériavezérlőket tartalmaz. Úgy tervezték, hogy nagy teljesítményű egyfedélzeti számítógépeket hozzon létre "hordható és beágyazott" alkalmazásokhoz, ami azt jelenti, hogy repülőgépeinket és rakétáinkat nem fogják felszerelni importált alkatrészekkel.

De térjünk vissza a hatvanas évekhez. A Szovjetunió ekkor volt az első az elektronika területén számos technikai fejlesztésben, amelyek többsége katonai projektek keretében valósult meg, és ezért titkos volt. És a titkolózás miatt ezek az eredmények kívül maradtak a történészek figyelmén. A BESM-6 megalkotója, a számítástechnika kiváló szovjet tervezője, Szergej Alekszejevics Lebegyev tisztán katonai számítógépeket is tervezett az első, még kísérleti jellegű, rakétaelhárító (ABM) rendszerhez:

"A speciális számítógépek, amelyeket S. A. Lebegyev vezetésével hoztak létre a rakétaelhárító rendszer számára, a Szovjetunió és az Egyesült Államok közötti stratégiai paritás megteremtésének alapja lett a hidegháború idején." A "Diana-1" és a "Diana-" speciális számítógépek 2" a radarról történő automatikus adatlekérésre és a célpontok automatikus követésére fejlesztették ki. -40, majd valamivel később az M-50 (lebegőpontos). A rakétavédelem által biztosított ballisztikus rakéták eltalálásának lehetősége arra kényszerítette az Egyesült Államokat, hogy nézzen utána. a Szovjetunióval a rakétavédelem korlátozásáról szóló megállapodás megkötésének módjaiért, amely 1972-ben jelent meg.

A Szovjetunió számítástechnika terén elért eredményei a legnagyobb jelentőségűek a védelem szempontjából, és fontos érvként szolgáltak a rakétavédelem korlátozásáról szóló szerződés megkötéséhez.… És éppen akkor, amikor ebben jelentős előnyünk volt. A Szovjetuniónak gyakorlatilag már a 60-as évek közepén volt saját rakétaelhárítója, amikor az Egyesült Államok csak álmodozhatott róla. A szerződés elsősorban a Szovjetuniót korlátozta, nem az Egyesült Államokat – a szerződés következtében a rakétavédelmi rendszert csak Moszkva környékén telepítették. Amikor az Egyesült Államok végre tudott tenni valamit ezen a területen (ez 30 évvel később!), azonnal kilépett a szerződésből. A kérdés az: volt-e értelme a Szovjetuniónak egy ilyen megállapodást aláírni? Feladtuk a rakétavédelmi pajzsot, és nem kaptunk cserébe semmit! Az Egyesült Államok egyszerűen nem tudta létrehozni a sajátját akkoriban. Tudott erről a Szovjetunió vezetése? Ha tudta, akkor az ABM-szerződés már az ország érdekeinek elárulásának tekinthető. A helyzet nagyon emlékeztet 1987-re, amikor a Szovjetunió készen állt arra, hogy pályára állítsa egy űrrakéta-védelmi rendszer alkatrészeit - a "SKIF" lézerfegyverekkel ellátott műholdakat. Ezután Gorbacsov, meggyõzõdve a program lehetséges sikerérõl, azonnal egyoldalú moratóriumot rendelt el rá, és az ENSZ szószékén bejelentette, hogy a Szovjetunió felhagy a „fegyverkezési versenyrel az ûrben”. Az Egyesült Államok csak 2012-ben, 25 évvel egy hasonló szovjet program lezárása után tervezi hasonló műholdak pályára állítását. Nem azért, mert hirtelen ekkora vágyuk támadt. Mert a technológiáik, nem orosz szakemberek segítsége nélkül, csak most engedték meg. Miért tett egyoldalú engedményeket a Szovjetunió vezetése? A kérdésre adott válasznak nincs hivatalos verziója.

A hatvanas évek elején számítógépeinknek sikerült kiszámítani a ballisztikus rakéták röppályáit, annak ellenére, hogy kezdetben rakétavédelmi rendszerünk meglehetősen lassú számítógépeken működött. Az M-40 és M-50 gépek termelékenysége mindössze 40 ezer, illetve 50 ezer művelet volt másodpercenként. Az 5E92b, az M-50 katonai módosítása azonban 500 ezer művelet/másodperc termelékenységet produkált, ami 1966-ban, ahonnan a gyártás megkezdődött, közel volt a világrekordhoz, ha nem. És van itt még egy kevéssé ismert részlet.

A sok gyakran emlegetett szovjet számítógépmodell között ritka a 60-as évek második felében - a 70-es évek elején gyártott és teljes egészében a Szovjetunió fegyveres erőinek megszerzésére használt számítógépek nagyon fontos sorozatának neve. Ezek az 5E sorozatú gépek (5E51, 5E92b stb.), amelyeket a Lebedev Tervező Iroda fejlesztett ki. A BESM-6 széles körben ismert, de kevesen tudják, hogy a BESM-6 csak azért vált híressé, mert elvesztette a Szovjetunió Fegyveres Erőinek szállítására kiírt pályázatot - az "5E" nyertes pályázatot. A katonaság, miután az „5E” mellett döntött, mintegy „elutasította” a BESM-6-ot, és az utóbbi nyílt terjesztésbe került a polgári ipar számára. Az 5E sorozatot pedig besorolták, és csak a katonaságnak szállították. Az 5E sorozat gépeit "gépközi csere" csatornák egyesítették helyi hálózatokká, amelyek a 70-es évek első felében többprocesszoros számítási környezetet alkottak a térvezérlés és az űrobjektum-vezérlő rendszerek alapjaként. Több számítógép egy ilyen számítási környezetben összerakva egyetlen számítási komplexumot alkotott, amely többszörösen nagyobb teljesítményt nyújtott, mint a BESM-6. Ugyanez az elv szolgál most a modern szuperszámítógépek létrehozásának alapjául - ezek egyedi processzorok, amelyeket gyors kommunikációs csatornák gyűjtenek egyetlen hálózatba. És ehhez speciális eszközökre van szükség. Az M sorozatú gépek (M-40, M-50) is fejlett megszakítási rendszerrel rendelkeztek, hét duplex aszinkron üzemű csatornán tudtak adatokat fogadni és továbbítani, összesen 1 Mbit/s sávszélességgel. Az M-50 - 5E92 módosítást kifejezetten az ilyen adatfeldolgozó komplexumokban való használatra tervezték.

A világon először alkalmaztak multiplex csatornákat számítógépes hálózatban, és párhuzamosan működtették a vezérlőeszközöket, a véletlen elérésű memóriát, a külső eszközöket és a kommunikációs csatornákat. Felépítését és működési elvét tekintve ez volt a világ első többprocesszoros rendszere… 1959-ben az egymástól több száz kilométerre lévő számítógépekből számítógépes hálózatot építettek ki – külföldön ekkor még nem volt hasonló komplexum. Az "A" rendszer fő parancsnoki és számítástechnikai központja az 5E92-es számítógépre épült. Maga a számítógépes hálózat egyedülálló természetű volt, ő szolgált a kutatás kiindulópontjaként, amely később más globális információs és számítógépes hálózatok létrejöttéhez vezetett. Ez a hálózat persze önmagában nem hasonlított például a modern Internetre, de egy közös probléma önálló töredékeit megoldó és egységes protokollok segítségével információt cserélő, független gépek összességeként a mai globális hálózatok előfutárának tekinthető. Az első hasonló, két massachusettsi TX-2 számítógépet és a kaliforniai Q-32-t telefonvonalon összekötő hálózatot csak 1965-ben tesztelték… 1961. március 4-én sikeresen teszteltek egy kísérleti rakétaelhárító rendszert – a egy R-12 rakéta robbanófeje megsemmisült. A kísérlet kimutatta, hogy a ballisztikus rakétatestből és a tőle elválasztott nukleáris robbanófejből álló páros ballisztikus célpontok elleni küzdelem technikailag megoldott. Hasonló tesztekre 21 évvel később került sor az Egyesült Államokban.

Az A rendszer egy rakétavédelmi rendszer. A rakétavédelemmel ("A" rendszer) végzett munka óriási szerepet játszott a Szovjetunió számítógépes technológiájának fejlődésében: a hadsereg parancsára, viszonylag lassú elembázis felhasználásával, a Lebedev Tervező Iroda (ITMiVT) szakemberei olyan számítástechnikai eszközöket hoztak létre, amelyek paramétereikben jobbak voltak a külföldieknél. Létrehozták az ilyen rendszerek mobil verzióit is, például az 5E261-et - egy moduláris alapon épített, nagy teljesítményű mobil többprocesszoros vezérlőrendszert. Ő volt az, akit a szárazföldi és tengeri S-300PT légvédelmi rendszer részeként használták:

De ami a legfontosabb, létrejöttek az egyes számítógépek számítógépes környezetbe való kapcsolásának eszközei - gyors aszinkron multiplex kommunikációs csatornák és a megfelelő szoftverek. És itt elérkeztünk egy másik, az ország számára nagyon fontos projekthez, a rendszerhez OGAS - "Nemzeti automatizált számviteli és információfeldolgozási rendszer", a Szovjetunió automatizált gazdaságirányítási rendszere, amely a kibernetika elvein alapul. Ez a Viktor Mihajlovics Glushkov akadémikus által kidolgozott rendszer pontosan ilyen technikai eszközökön alapult.

Szerző - Maxson