La cité des rêves
Ainsi, en 1963, un centre de microélectronique a été ouvert à Zelenograd.
Par la volonté du destin, Lukin, une connaissance du ministre Shokin, devient son directeur, et non Staros (alors que Lukin n'a jamais été vu dans des intrigues sales, au contraire - c'était une personne honnête et directe, ironiquement, cela coïncidait tellement que c'est son adhésion aux principes qui l'a aidé à prendre ce poste, à cause d'elle, il s'est disputé avec le patron précédent et est parti, et Shokin avait besoin d'au moins quelqu'un à la place de Staros, qu'il détestait).
Pour les machines SOK, cela signifiait un décollage (du moins, ils le pensaient au début) - elles pouvaient désormais, avec le soutien constant de Lukin, être mises en œuvre à l'aide de microcircuits. À cette fin, il a emmené Yuditsky et Akushsky à Zelenograd avec l'équipe de développement K340A, et ils ont formé un département d'ordinateurs avancés au NIIFP. Pendant près d'un an et demi, il n'y avait pas de tâches spécifiques pour le département, et ils ont passé leur temps à s'amuser avec le modèle T340A, qu'ils ont emporté avec eux de NIIDAR, et à réfléchir aux développements futurs.
Il convient de noter que Yuditsky était une personne extrêmement instruite avec une large perspective, s'intéressait activement aux dernières réalisations scientifiques dans divers domaines indirectement liés à l'informatique et rassemblait une équipe de jeunes spécialistes très talentueux de différentes villes. Sous son patronage, des séminaires ont eu lieu non seulement sur l'arithmétique modulaire, mais aussi sur la neurocybernétique et même la biochimie des cellules nerveuses.
Comme le rappelle V. I Stafeev:
Au moment où je suis arrivé au NIIFP en tant que directeur, grâce aux efforts de Davlet Islamovich, c'était encore un petit institut qui fonctionnait déjà. La première année fut consacrée à la recherche d'un langage commun de communication entre mathématiciens, cybernétiques, physiciens, biologistes, chimistes… Ce fut la période de la formation idéologique du collectif, que Yuditsky, sa mémoire bénie, appela à juste titre la « Période de chanter des chansons révolutionnaires" sur le thème: "Comme c'est cool c'est faire!" Au fur et à mesure que la compréhension mutuelle a été atteinte, des recherches conjointes sérieuses ont été lancées dans les directions acceptées.
C'est à ce moment que Kartsev et Yuditsky se sont rencontrés et sont devenus amis (les relations avec le groupe de Lebedev n'ont pas fonctionné d'une manière ou d'une autre en raison de leur élitisme, de leur proximité avec le pouvoir et de leur réticence à étudier des architectures de machines aussi peu orthodoxes).
Comme le rappelle M. D. Kornev:
Kartsev et moi avions régulièrement des réunions du Conseil scientifique et technique (Conseil scientifique et technique), au cours desquelles des spécialistes discutaient des moyens et des problèmes de la construction d'ordinateurs. Nous nous invitions d'habitude à ces réunions: nous allions à eux, eux - à nous, et participions activement à la discussion.
En général, si ces deux groupes recevaient une liberté académique, impensable pour l'URSS, il serait même difficile de penser à quels sommets techniques ils seraient finalement amenés et comment ils changeraient l'informatique et la conception matérielle.
Enfin, en 1965, le Conseil des ministres décide d'achever le complexe de tir multicanal d'Argun (MKSK) pour le deuxième étage de l'A-35. Selon des estimations préliminaires, l'ISSC avait besoin d'un ordinateur d'une capacité d'environ 3,0 millions de tonnes d'équivalent pétrole. Opérations « algorithmiques » par seconde (terme généralement extrêmement difficile à interpréter, désignant les opérations de traitement des données radar). Comme l'a rappelé NK Ostapenko, une opération algorithmique sur les problèmes MKSK correspondait à environ 3 à 4 opérations informatiques simples, c'est-à-dire qu'un ordinateur avec une performance de 9 à 12 MIPS était nécessaire. Fin 1967, même le CDC 6600 dépassait la capacité du CDC 6600.
Le thème a été soumis pour le concours à trois entreprises à la fois: Center for Microelectronics (Minelektronprom, F. V. Lukin), ITMiVT (Ministry of Radio Industry, S. A. Lebedev) et INEUM (Minpribor, M. A. Kartsev).
Naturellement, Yuditsky s'est mis au travail dans le CM, et il est facile de deviner quel schéma de la machine il a choisi. A noter que parmi les vrais designers de ces années, seul Kartsev avec ses machines uniques, dont nous parlerons ci-dessous, pouvait rivaliser avec lui. Lebedev était complètement en dehors de la portée des supercalculateurs et de ces innovations architecturales radicales. Son élève Burtsev a conçu des machines pour le prototype A-35, mais en termes de productivité, elles n'étaient même pas proches de ce qui était nécessaire pour un complexe complet. L'ordinateur de l'A-35 (à l'exception de la fiabilité et de la vitesse) devait fonctionner avec des mots de longueur variable et plusieurs instructions en une seule commande.
A noter que le NIIFP avait un avantage dans la base d'éléments - contrairement aux groupes Kartsev et Lebedev, ils avaient un accès direct à toutes les technologies microélectroniques - ils les ont eux-mêmes développés. A cette époque, le développement d'un nouveau SIG "Ambassadeur" (plus tard la série 217) a commencé au NIITT. Ils sont basés sur une version sans boîtier du transistor développée au milieu des années 60 par l'Institut de recherche de Moscou sur l'électronique des semi-conducteurs (maintenant NPP Pulsar) sur le thème de la « Parabole ». Les montages ont été réalisés en deux versions de l'élément de base: sur les transistors 2T318 et les matrices de diodes 2D910B et 2D911A; sur les transistors KTT-4B (ci-après 2T333) et les matrices de diodes 2D912. Caractéristiques distinctives de cette série par rapport aux schémas à couche épaisse "Path" (séries 201 et 202) - augmentation de la vitesse et de l'immunité au bruit. Les premiers assemblages de la série étaient LB171 - élément logique 8I-NOT; 2LB172 - deux éléments logiques 3I-NOT et 2LB173 - élément logique 6I-NOT.
En 1964, c'était déjà une technologie à la traîne, mais toujours vivante, et les architectes système du projet Almaz (comme le prototype a été baptisé) ont eu l'opportunité non seulement de mettre immédiatement ces SIG en service, mais aussi d'influencer leur composition et leurs caractéristiques., en fait, en commandant sous vous-même des puces personnalisées. Ainsi, il a été possible d'augmenter les performances plusieurs fois - les circuits hybrides s'insèrent dans un cycle de 25-30 ns, au lieu de 150.
Étonnamment, le SIG développé par l'équipe de Yuditsky était plus rapide que les vrais microcircuits, par exemple les séries 109, 121 et 156, développées en 1967-1968 comme éléments de base pour les ordinateurs sous-marins ! Ils n'avaient pas d'analogue étranger direct, car c'était loin de Zelenograd, les séries 109 et 121 ont été produites par les usines de Minsk Mion et Planar et le Polyaron de Lvov, la série 156 - par l'Institut de recherche de Vilnius Venta (à la périphérie de l'URSS, loin de ministres, en général, il se passait beaucoup de choses intéressantes). Leur performance était d'environ 100 ns. Soit dit en passant, la série 156 est devenue célèbre pour le fait que sur sa base, une chose complètement chthonienne a été assemblée - un SIG multicristallin, connu sous le nom de série 240 "Varduva", développé par le Vilnius Design Bureau MEP (1970).
A cette époque, en Occident, on produisait des LSI à part entière, en URSS, il restait 10 ans avant ce niveau de technologie, et je voulais vraiment obtenir des LSI. En conséquence, ils ont fait une sorte d'ersatz à partir d'un tas (jusqu'à 13 pièces !) de microcircuits sans puce de la plus petite intégration, séparés sur un substrat commun dans un seul boîtier. Il est difficile de dire qui est le plus dans cette décision - l'ingéniosité ou la technoschizophrénie. Ce miracle s'appelait « hybride LSI » ou simplement GBIS, et nous pouvons dire avec fierté qu'une telle technologie n'avait pas d'analogues dans le monde, ne serait-ce que parce que personne d'autre n'avait besoin d'être aussi perverti (ce qui n'est que deux (!) tension, + 5V et + 3V, qui étaient nécessaires pour le travail de ce miracle de l'ingénierie). Pour le rendre complètement amusant, ces GBIS ont été combinés sur une seule carte, obtenant, encore une fois, une sorte d'ersatz de modules multi-puces, et utilisés pour assembler les ordinateurs des navires du projet Karat.
Pour en revenir au projet Almaz, notons qu'il était bien plus sérieux que le K340A: tant les moyens que les équipes impliquées étaient colossaux. Le NIIFP était responsable du développement de l'architecture et du processeur informatique, le NIITM - la conception de base, le système d'alimentation et le système d'entrée/sortie de données, le NIITT - les circuits intégrés.
Parallèlement à l'utilisation de l'arithmétique modulaire, une autre voie architecturale a été trouvée pour augmenter considérablement les performances globales: une solution qui a été largement utilisée plus tard dans les systèmes de traitement du signal (mais unique à l'époque et la première en URSS, sinon dans le monde) - l'introduction d'un coprocesseur DSP dans le système, et de notre propre conception !
En conséquence, "Almaz" se composait de trois blocs principaux: un DSP à tâche unique pour le traitement préliminaire des données radar, un processeur modulaire programmable qui effectue des calculs de guidage de missiles, un coprocesseur réel programmable qui effectue des opérations non modulaires, principalement liées au contrôle informatique.
L'ajout du DSP a entraîné une diminution de la puissance requise du processeur modulaire de 4 MIPS et des économies d'environ 350 Ko de RAM (presque deux fois). Le processeur modulaire lui-même avait une performance d'environ 3,5 MIPS - une fois et demie supérieure à celle du K340A. Le projet de conception a été achevé en mars 1967. Les bases du système sont restées les mêmes que dans le K340A, la capacité de mémoire a été augmentée à 128K mots de 45 bits (environ 740 KB). Cache du processeur - 32 mots de 55 bits. La consommation électrique a été réduite à 5 kW et le volume de la machine a été réduit à 11 armoires.
L'académicien Lebedev, s'étant familiarisé avec les travaux de Yuditsky et de Kartsev, a immédiatement retiré sa version de la considération. En général, quel était le problème du groupe Lebedev est un peu flou. Plus précisément, on ne sait pas quel type de véhicule ils ont retiré de la concurrence, car en même temps, ils développaient le prédécesseur d'Elbrus - 5E92b, uniquement pour la mission de défense antimissile.
En fait, à ce moment-là, Lebedev lui-même s'était complètement transformé en fossile et ne pouvait proposer aucune idée radicalement nouvelle, en particulier celles supérieures aux machines SOC ou aux ordinateurs vectoriels de Kartsev. En fait, sa carrière s'étant terminée à BESM-6, il n'a rien créé de mieux et de plus sérieux et a soit supervisé le développement de manière purement formelle, soit entravé plus qu'aidé le groupe Burtsev, qui était engagé dans l'Elbrouz et tous les véhicules militaires d'ITMiVT.
Cependant, Lebedev avait une puissante ressource administrative, étant quelqu'un comme Korolev du monde de l'informatique - une idole et une autorité inconditionnelle, donc s'il voulait pousser sa voiture facilement, peu importe ce que c'était. Curieusement, il ne l'a pas fait. 5E92b, soit dit en passant, a été adopté, peut-être était-ce ce projet ? De plus, un peu plus tard, sa version modernisée 5E51 et une version mobile de l'ordinateur de défense aérienne 5E65 sont sorties. Au même moment, E261 et 5E262 sont apparus. On ne sait pas très bien pourquoi toutes les sources disent que Lebedev n'a pas participé à la compétition finale. Encore plus étrange, le 5E92b a été fabriqué, livré à la décharge et connecté à l'Argun à titre de mesure temporaire jusqu'à ce que la voiture de Yuditsky soit terminée. En général, ce secret attend toujours ses chercheurs.
Il reste deux projets: Almaz et M-9.
M-9
Kartsev peut être décrit avec précision avec un seul mot - génie.
Le M-9 a dépassé presque tout (sinon tout) qui était même dans les plans du monde entier à cette époque. Rappelons que les termes de référence incluaient une performance d'environ 10 millions d'opérations par seconde, et ils n'ont pu extraire cela d'Almaz que grâce à l'utilisation du DSP et de l'arithmétique modulaire. Kartsev est sorti de sa voiture sans tout ça milliard … C'était vraiment un record du monde, ininterrompu jusqu'à l'apparition du supercalculateur Cray-1 dix ans plus tard. Faisant un reportage sur le projet M-9 en 1967 à Novossibirsk, Kartsev a plaisanté:
le M-220 s'appelle ainsi car il a une productivité de 220 mille opérations / s, et le M-9 s'appelle ainsi car il fournit une productivité de 10 à la puissance 9 d'opérations / s.
Une question se pose - mais comment ?
Kartsev a proposé (pour la première fois au monde) une architecture de processeur très sophistiquée, dont un analogue structurel complet n'a jamais été créé. Il était en partie similaire aux matrices systoliques Inmos, en partie aux processeurs vectoriels Cray et NEC, en partie à Connection Machine - le supercalculateur emblématique des années 1980, et même aux cartes graphiques modernes. M-9 avait une architecture étonnante, pour laquelle il n'y avait même pas de langage adéquat pour décrire, et Kartsev a dû introduire tous les termes par lui-même.
Son idée principale était de construire un ordinateur exploitant une classe d'objets fondamentalement nouvelle pour l'arithmétique des machines - des fonctions d'une ou deux variables, données ponctuellement. Pour eux, il a défini trois grands types d'opérateurs: les opérateurs qui attribuent un tiers à un couple de fonctions, les opérateurs qui renvoient un nombre à la suite d'une action sur une fonction. Ils travaillaient avec des fonctions spéciales (dans la terminologie moderne - des masques) qui prenaient les valeurs 0 ou 1 et servaient à sélectionner un sous-tableau dans un tableau donné, des opérateurs qui renvoient un tableau de valeurs associées à cette fonction à la suite d'une action sur une fonction.
La voiture se composait de trois paires de blocs, que Kartsev appelait « faisceaux », bien qu'ils ressemblaient davantage à des treillis. Chaque paire comprenait une unité de calcul d'architecture différente (le processeur lui-même) et une unité de calcul de masque pour celle-ci (architecture correspondante).
Le premier paquet (le principal, "bloc fonctionnel") consistait en un noyau de calcul - une matrice de processeurs 32x32 16 bits, similaire aux transputeurs INMOS des années 1980, avec son aide, il était possible d'effectuer en un cycle d'horloge tout les opérations de base de l'algèbre linéaire - multiplication de matrices et de vecteurs en combinaisons arbitraires et leur addition.
Ce n'est qu'en 1972 qu'un ordinateur expérimental massivement parallèle Burroughs ILLIAC IV a été construit aux États-Unis, quelque peu similaire dans l'architecture et les performances comparables. Les chaînes arithmétiques générales pouvaient effectuer la sommation avec l'accumulation du résultat, ce qui permettait, le cas échéant, de traiter des matrices de dimension supérieure à 32. Les opérateurs exécutés par le réseau de processeurs du lien fonctionnel pouvaient se voir imposer un masque limitant l'exécution uniquement. aux transformateurs étiquetés. La deuxième unité (appelée par Kartsev "arithmétique d'images") fonctionnait en tandem avec elle, elle se composait de la même matrice, mais de processeurs à un bit pour les opérations sur les masques ("images", comme on les appelait alors). Un large éventail d'opérations était disponible sur les peintures, également effectuées en un cycle et décrites par des déformations linéaires.
Le second bundle étendait les capacités du premier et consistait en un coprocesseur vectoriel de 32 nœuds. Il devait effectuer des opérations sur une fonction ou une paire de fonctions spécifiées en 32 points, ou des opérations sur deux fonctions ou sur deux paires de fonctions spécifiées en 16 points. Pour cela, il y avait également son propre bloc de masque, appelé "arithmétique des caractéristiques".
Le troisième lien (également facultatif) consistait en un bloc associatif effectuant des opérations de comparaison et de tri des sous-tableaux par contenu. Une paire de masques lui est également allée.
La machine pourrait se composer de divers ensembles, dans la configuration de base - juste un bloc fonctionnel, au maximum - huit: deux ensembles d'arithmétique fonctionnelle et d'image et un ensemble d'autres. En particulier, il a été supposé que le M-10 se compose de 1 bloc, le M-11 - de huit. La performance de cette option était supérieure deux milliards opérations par seconde.
Pour terminer enfin le lecteur, notons que Kartsev a prévu la combinaison synchrone de plusieurs machines en un seul supercalculateur. Avec une telle combinaison, toutes les machines ont été démarrées à partir d'un générateur d'horloge et ont effectué des opérations sur des matrices de dimensions énormes en 1 à 2 cycles d'horloge. A la fin de l'opération en cours et au début de la suivante, il était possible d'échanger entre tous les dispositifs de calcul et de stockage des machines intégrées au système.
En conséquence, le projet de Kartsev était un véritable monstre. Quelque chose de similaire, d'un point de vue architectural, n'est apparu en Occident qu'à la fin des années 1970 dans les œuvres de Seymour Cray et des Japonais de NEC. En URSS, cette machine était absolument unique et architecturalement supérieure non seulement à tous les développements de ces années, mais en général à tout ce qui a été produit dans toute notre histoire. Il n'y avait qu'un seul problème - personne n'allait le mettre en œuvre.
Diamant
Le concours a été remporté par le projet Almaz. Les raisons en sont vagues et incompréhensibles et sont associées aux jeux politiques traditionnels dans divers ministères.
Kartsev, lors d'une réunion consacrée au 15e anniversaire de l'Institut de recherche sur les complexes informatiques (NIIVK), a déclaré en 1982:
En 1967, nous sommes sortis avec un projet assez audacieux pour le complexe informatique M-9 …
Pour le ministère de l'Instrument de l'URSS, où nous logions alors, ce projet s'avérait de trop…
On nous a dit: allez voir V. D. Kalmykov, puisque vous travaillez pour lui. Le projet M-9 est resté inachevé…
En fait, la voiture de Kartsev était trop bon pour l'URSS, son apparence quitterait simplement audacieusement le conseil d'administration de tous les autres joueurs, y compris le puissant groupe de Lebedevites d'ITMiVT. Naturellement, personne n'aurait permis à un certain Kartsev de surpasser les favoris du souverain à maintes reprises comblés de récompenses et de faveurs.
A noter que ce concours non seulement n'a pas détruit l'amitié entre Kartsev et Yuditsky, mais a encore plus uni ces architectes différents, mais à leur manière, brillants. Comme nous nous en souvenons, Kalmykov était catégoriquement contre le système de défense antimissile et l'idée d'un superordinateur, et en conséquence, le projet de Kartsev a été discrètement fusionné et le ministère de Pribor a refusé de continuer à travailler sur la création d'ordinateurs puissants.
L'équipe de Kartsev a été invitée à passer au MRP, ce qu'il a fait à la mi-1967, formant une branche numéro 1 de l'OKB "Vympel". En 1958, Kartsev travaillait sur ordre du célèbre académicien AL Mints de RTI, qui était engagé dans le développement de systèmes d'alerte d'attaque de missiles (cela a finalement abouti à des radars horizontaux complètement chtoniens, incroyablement coûteux et absolument inutiles. du projet Duga, qui n'ont pas eu le temps de le mettre réellement en œuvre, car l'URSS s'est effondrée). Pendant ce temps, les gens de RTI sont restés relativement sains d'esprit et Kartsev a terminé les machines M-4 et M4-2M pour eux (d'ailleurs, il est très, très étrange qu'ils n'aient pas été utilisés pour la défense antimissile !).
La suite de l'histoire rappelle une mauvaise anecdote. Le projet M-9 a été rejeté, mais en 1969, il a reçu une nouvelle commande basée sur sa machine, et afin de ne pas faire basculer le bateau, ils ont confié tout son bureau d'études à la subordination de Mints du département de Kalmouk. M-10 (indice final 5E66 (attention!) - dans de nombreuses sources, il a été attribué à tort à l'architecture SOK) a été contraint de rivaliser avec Elbrus (qu'elle a pourtant coupé comme un microcontrôleur Xeon) et, ce qui est encore plus étonnant, il a de nouveau été joué avec les voitures de Yuditsky, et en conséquence, le ministre Kalmykov a effectué un multi-coup absolument brillant.
Tout d'abord, le M-10 l'a aidé à faire échouer la version en série de l'Almaz, puis il a été déclaré impropre à la défense antimissile, et l'Elbrouz a remporté une nouvelle compétition. À la suite du choc de toute cette sale lutte politique, le malheureux Kartsev a subi une crise cardiaque et est décédé subitement, avant l'âge de 60 ans. Yuditsky a brièvement survécu à son ami, mourant la même année. Soit dit en passant, Akushsky, son partenaire, n'a pas surmené et est décédé en tant que membre du correspondant, traité avec bonté par tous les prix (Yuditsky n'a grandi qu'un doctorat en sciences techniques), en 1992 à l'âge de 80 ans. Ainsi, d'un seul coup, Kalmykov, qui détestait farouchement Kisunko et qui a finalement échoué à son projet de défense antimissile, en a claqué deux, probablement les développeurs informatiques les plus talentueux d'URSS et certains des meilleurs au monde. Nous examinerons cette histoire plus en détail plus tard.
En attendant, nous reviendrons sur le gagnant sur le sujet ABM - le véhicule Almaz et ses descendants.
Naturellement, "Almaz" était un très bon ordinateur pour ses tâches étroites et avait une architecture intéressante, mais le comparer avec le M-9 était, pour le moins, incorrect, des classes trop différentes. Néanmoins, le concours a été remporté et une commande a été reçue pour la conception d'une machine déjà en série 5E53.
Pour mener à bien le projet, l'équipe de Yuditsky en 1969 a été séparée en une entreprise indépendante - le Centre de calcul spécialisé (SVC). Yuditsky lui-même est devenu le directeur, l'adjoint aux travaux scientifiques - Akushsky, qui, comme un poisson gluant, "a participé" à tous les projets jusqu'aux années 1970.
A noter encore que son rôle dans la création des machines SOK est complètement mystique. Absolument partout où il est mentionné numéro deux après Yuditsky (et parfois le premier), alors qu'il a occupé des postes liés à quelque chose d'incompréhensible, tous ses travaux sur l'arithmétique modulaire sont exclusivement co-écrits, et qu'a-t-il fait exactement pendant le développement de "Almaz" et 5E53, ce n'est généralement pas clair - l'architecte de la machine était Yuditsky, et des personnes complètement séparées ont également développé les algorithmes.
Il convient de noter que Yuditsky a eu très peu de publications sur le RNS et les algorithmes d'arithmétique modulaire dans la presse ouverte, principalement parce que ces travaux ont été classés pendant longtemps. En outre, Davlet Islamovich s'est distingué par un scrupule tout simplement phénoménal dans les publications et ne s'est jamais mis en tant que co-auteur (ou pire, le premier co-auteur, comme presque tous les réalisateurs et patrons soviétiques adoraient le faire) dans aucun travail de ses subordonnés et étudiants diplômés.. D'après ses souvenirs, il répondait généralement à des propositions de ce genre:
Ai-je écrit quelque chose là-bas ? Non? Alors enlevez mon nom de famille.
Ainsi, en fin de compte, il s'est avéré que dans 90% des sources nationales, Akushsky est considéré comme le père principal et principal de SOK, qui, au contraire, n'a pas de travail sans co-auteurs, car, selon la tradition soviétique, il a collé son nom sur tout ce que tous ses subordonnés ont fait.
5E53
La mise en œuvre de 5E53 a nécessité un effort titanesque de la part d'une énorme équipe de personnes talentueuses. L'ordinateur a été conçu pour sélectionner de vraies cibles parmi les fausses et viser des anti-missiles sur elles, la tâche la plus difficile en termes de calcul à laquelle était alors confrontée la technologie informatique du monde. Pour trois ISSC du deuxième étage de l'A-35, la productivité a été affinée et augmentée de 60 fois (!) à 0,6 GFLOP/s. Cette capacité était censée être fournie par 15 ordinateurs (5 dans chaque ISSK) avec une performance sur les tâches de défense antimissile de 10 millions d'op/s algorithmiques (environ 40 millions d'op/s conventionnels), 7,0 Mbit RAM, 2, 9 Mbit EPROM, VZU 3 Gbit et équipement de transmission de données sur des centaines de kilomètres. Le 5E53 devrait être nettement plus puissant que l'Almaz et être l'une des machines les plus puissantes (et certainement les plus originales) au monde.
V. M. Amerbaev se souvient:
Lukin a nommé Yuditsky en tant que concepteur en chef du produit 5E53, lui confiant la direction des SVT. Davlet Islamovich était un véritable designer en chef. Il a approfondi tous les détails du projet en cours de développement, de la technologie de production de nouveaux éléments aux solutions structurelles, à l'architecture informatique et aux logiciels. Dans tous les domaines de son travail intense, il a pu poser de telles questions et tâches, dont la solution a conduit à la création de nouveaux blocs originaux du produit conçu, et dans un certain nombre de cas, Davlet Islamovich lui-même a indiqué de telles solutions. Davlet Islamovich a travaillé seul, indépendamment du temps ou des circonstances, comme tous ses collègues de travail. C'était une période orageuse et lumineuse et, bien sûr, Davlet Islamovich était le centre et l'organisateur de tout.
Le personnel de SVC traitait ses dirigeants différemment, et cela se reflétait dans la façon dont les employés les appelaient dans leur cercle.
Yuditsky, qui n'attachait pas beaucoup d'importance aux grades et appréciait avant tout les qualités d'intelligence et d'affaires, s'appelait simplement Davlet dans l'équipe. Le nom d'Akushsky était grand-père, car il était sensiblement plus âgé que l'écrasante majorité des spécialistes du SVC et, comme ils l'écrivent, se distinguait par un snobisme particulier - selon les mémoires, il était impossible de l'imaginer avec un fer à souder à la main (très probablement, il ne savait tout simplement pas par quel bout le retenir), et Davlet Islamovich l'a fait plus d'une fois.
Dans le cadre d'Argun, qui était une version abrégée du combat ISSK, il était prévu d'utiliser 4 ensembles de calculateurs 5E53 (1 dans le radar cible Istra, 1 dans le radar de guidage anti-missile et 2 dans le centre de commandement et de contrôle), réunis en un seul complexe. L'utilisation du SOC avait également des aspects négatifs. Comme nous l'avons déjà dit, les opérations de comparaison sont non modulaires et pour leur mise en œuvre nécessite un passage au système positionnel et inversement, ce qui conduit à une baisse monstrueuse des performances. VM Amerbaev et son équipe ont travaillé pour résoudre ce problème.
M. D. Kornev rappelle:
La nuit, pense Vilzhan Mavlyutinovich, le matin, il apporte des résultats à VM Radunsky (développeur principal). Les ingénieurs circuits regardent l'implémentation matérielle de la nouvelle version, posent des questions à Amerbaev, il repart pour réfléchir et ainsi de suite jusqu'à ce que ses idées succombent à une bonne implémentation matérielle.
Des algorithmes spécifiques et à l'échelle du système ont été développés par le client, et des algorithmes de machine ont été développés au SVC par une équipe de mathématiciens dirigée par I. A. Bolshakov. Lors du développement du 5E53, la conception de la machine alors encore rare était largement utilisée dans le SVC, en règle générale, de sa propre conception. L'ensemble du personnel de l'entreprise travaillait avec un enthousiasme extraordinaire, sans se ménager, pendant 12 heures ou plus par jour.
V. M. Radunsky:
« Hier, j'ai travaillé si dur qu'en entrant dans l'appartement, j'ai montré un laissez-passer à ma femme.
E. M. Zverev:
À cette époque, il y avait des plaintes concernant l'immunité au bruit des circuits intégrés de la série 243. Une fois à deux heures du matin, Davlet Islamovich est venu au modèle, a pris les sondes de l'oscilloscope et pendant longtemps il a lui-même compris les causes de l'interférence.
Dans l'architecture 5E53, les équipes étaient divisées en équipes managériales et arithmétiques. Comme dans le K340A, chaque mot de commande contenait deux commandes exécutées simultanément par différents appareils. Un par un, une opération arithmétique a été effectuée (sur des processeurs SOK), l'autre - une opération de gestion: transfert de registre à mémoire ou de mémoire à registre, saut conditionnel ou inconditionnel, etc. sur un coprocesseur traditionnel, il était donc possible de résoudre radicalement le problème des foutus sauts conditionnels.
Tous les processus principaux ont été pipelines, en conséquence, plusieurs (jusqu'à 8) opérations séquentielles ont été effectuées simultanément. L'architecture de Harvard a été préservée. La superposition matérielle de la mémoire en 8 blocs avec un adressage de bloc alterné a été appliquée. Cela a permis d'accéder à la mémoire avec une fréquence d'horloge du processeur de 166 ns à un temps de récupération d'informations de la RAM égal à 700 ns. Jusqu'à 5E53, cette approche n'était implémentée dans le matériel nulle part dans le monde; elle n'était décrite que dans un projet IBM 360/92 non réalisé.
Un certain nombre de spécialistes de SVC ont également proposé d'ajouter un processeur de matériaux à part entière (pas seulement pour le contrôle) et d'assurer la réelle polyvalence de l'ordinateur. Cela n'a pas été fait pour deux raisons.
Premièrement, cela n'était tout simplement pas requis pour l'utilisation d'un ordinateur dans le cadre de l'ISSC.
Deuxièmement, I. Ya. Akushsky, étant un fanatique de SOK, ne partageait pas l'opinion sur le manque d'universalité de 5E53 et a radicalement supprimé toutes les tentatives d'y introduire une sédition matérielle (apparemment, c'était son rôle principal dans la conception de la machine).
La RAM est devenue une pierre d'achoppement pour 5E53. Des blocs de ferrite de dimensions énormes, une fabrication laborieuse et une consommation d'énergie élevée étaient la norme de la mémoire soviétique à cette époque. De plus, ils étaient des dizaines de fois plus lents que le processeur, cependant, cela n'a pas empêché l'ultraconservateur Lebedev de sculpter partout ses cubes de ferrite bien-aimés - de BESM-6 à l'ordinateur de bord du système de missile de défense aérienne S-300, produit sous cette forme, sur ferrites (!), jusqu'au milieu des années 1990 (!), en grande partie grâce à cette décision, cet ordinateur occupe tout un camion.
Problèmes
Sous la direction de FV Lukin, des divisions distinctes du NIITT ont entrepris de résoudre le problème de la RAM, et le résultat de ce travail a été la création de mémoire sur films magnétiques cylindriques (CMP). La physique du fonctionnement de la mémoire sur le CMP est plutôt compliquée, beaucoup plus compliquée que celle des ferrites, mais au final, de nombreux problèmes scientifiques et techniques ont été résolus, et la RAM sur le CMP a fonctionné. A la déception possible des patriotes, on constate que le concept de mémoire sur domaines magnétiques (dont un cas particulier est le CMF) n'a été proposé pour la première fois pas au NIITT. Ce type de RAM a été introduit pour la première fois par une personne, l'ingénieur des Bell Labs Andrew H. Bobeck. Bobek était un expert renommé en technologie magnétique et il a proposé à deux reprises des percées révolutionnaires dans la RAM.
Inventé par Jay Wright Forrester et indépendamment par deux scientifiques de Harvard qui ont travaillé sur le projet Harward Mk IV An Wang et Way-Dong Woo en 1949, la mémoire sur les noyaux de ferrite (qu'il aimait tant Lebedev) était imparfaite non seulement en raison de sa taille, mais aussi en raison de la pénibilité colossale de fabrication (d'ailleurs, Wang An, presque inconnu dans notre pays, était l'un des architectes informatiques les plus célèbres et a fondé les célèbres Laboratoires Wang, qui ont existé de 1951 à 1992 et ont produit un grand nombre de technologie de pointe, dont le mini-ordinateur Wang 2200, cloné en URSS sous le nom d'Iskra 226).
Revenant aux ferrites, nous notons que la mémoire physique sur eux était tout simplement énorme, il serait extrêmement gênant d'accrocher un tapis de 2x2 mètres à côté de l'ordinateur, donc la cotte de mailles en ferrite a été tissée en petits modules, comme des cerceaux de broderie, ce qui a causé la monstrueuse pénibilité de sa fabrication. La technique la plus connue pour tisser de tels modules 16x16 bits a été développée par la société britannique Mullard (une société britannique très célèbre - un fabricant de tubes à vide, d'amplificateurs haut de gamme, de téléviseurs et de radios, était également engagé dans des développements dans le domaine des transistors et circuits intégrés, achetés plus tard par Phillips). Les modules ont été connectés en série en sections, à partir desquelles des cubes de ferrite ont été montés. Il est évident que des erreurs se sont glissées dans le processus de tissage des modules et dans le processus d'assemblage des cubes de ferrite (le travail était presque manuel), ce qui a entraîné une augmentation du temps de débogage et de dépannage.
C'est grâce à la question brûlante de la pénibilité du développement de la mémoire sur bagues en ferrite qu'Andrew Bobek a eu l'occasion de montrer son talent d'inventeur. Le géant du téléphone AT&T, le créateur de Bell Labs, était plus intéressé que quiconque par le développement de technologies de mémoire magnétique efficaces. Bobek a décidé de changer radicalement la direction de la recherche et la première question qu'il s'est posée était: est-il nécessaire d'utiliser des matériaux magnétiquement durs comme la ferrite comme matériau de stockage de l'aimantation résiduelle ? Après tout, ils ne sont pas les seuls à disposer d'une implémentation mémoire adaptée et d'une boucle d'hystérésis magnétique. Bobek a commencé des expériences avec le permalloy, à partir duquel des structures en forme d'anneau peuvent être obtenues simplement en enroulant une feuille sur un fil porteur. Il l'a appelé un câble torsadé (torsion).
Après avoir enroulé le ruban de cette manière, il peut être plié de manière à créer une matrice en zigzag et l'emballer, par exemple, dans une pellicule plastique. Une caractéristique unique de la mémoire de twistor est la capacité de lire ou d'écrire une ligne entière de pseudo-anneaux en permalloy situés sur des câbles de twistor parallèles passant sur un bus. Cela a grandement simplifié la conception du module.
Ainsi, en 1967, Bobek développa l'une des modifications les plus efficaces de la mémoire magnétique de l'époque. L'idée des twists a tellement impressionné la direction de Bell que des efforts et des ressources impressionnants ont été consacrés à sa commercialisation. Cependant, les avantages évidents associés aux économies dans la production de ruban twistor (il pourrait être tissé, dans le vrai sens du terme) ont été contrebalancés par la recherche sur l'utilisation d'éléments semi-conducteurs. L'apparition de SRAM et DRAM a été un coup de tonnerre pour le géant de la téléphonie, d'autant plus qu'AT&T était plus que jamais proche de conclure un contrat lucratif avec l'US Air Force pour la fourniture de modules mémoire twistor pour leur LIM-49 Nike Zeus air système de défense (un analogue approximatif de l'A-35, apparu un peu plus tard, nous en avons déjà parlé).
La compagnie de téléphone elle-même implémentait activement un nouveau type de mémoire dans son système de commutation TSPS (Traffic Service Position System). En fin de compte, l'ordinateur de contrôle de Zeus (Sperry UNIVAC TIC) recevait encore une mémoire twistor, en plus, il a été utilisé dans un certain nombre de projets AT & T presque jusqu'au milieu des années 80 du siècle dernier, mais au cours de ces années il était plus l'agonie que le progrès, comme on le voit, non seulement en URSS, ils ont su pousser la technologie dépassée depuis des années à la limite.
Cependant, il y a eu un moment positif du développement des twisteurs.
En étudiant l'effet magnétostrictif dans des combinaisons de films de permalloy avec des orthoferrites (ferrites à base d'éléments de terres rares), Bobek a remarqué l'une de leurs caractéristiques associées à l'aimantation. Lors de ses expériences avec le grenat de gallium et de gadolinium (GGG), il l'a utilisé comme substrat pour une fine feuille de permalloy. Dans le sandwich résultant, en l'absence de champ magnétique, les régions d'aimantation étaient disposées sous forme de domaines de formes diverses.
Bobek a examiné comment de tels domaines se comporteraient dans un champ magnétique perpendiculaire aux régions d'aimantation du permalloy. À sa grande surprise, à mesure que la force du champ magnétique augmentait, les domaines se sont regroupés en régions compactes. Bobek les appelait des bulles. C'est alors que s'est formée l'idée de mémoire à bulles, dans laquelle les porteurs de l'unité logique étaient les domaines d'aimantation spontanée dans la feuille de permalloy - les bulles. Bobek a appris à déplacer des bulles sur la surface du permalloy et a trouvé une solution ingénieuse pour lire les informations dans son nouvel échantillon de mémoire. Presque tous les acteurs clés de l'époque et même la NASA ont acquis le droit à la mémoire à bulles, d'autant plus que la mémoire à bulles s'est avérée presque insensible aux impulsions électromagnétiques et à la cure dure.
NIITT a suivi un chemin similaire et, en 1971, a développé indépendamment une version domestique du twistor - RAM d'une capacité totale de 7 Mbit avec des caractéristiques de synchronisation élevées: un taux d'échantillonnage de 150 ns, un temps de cycle de 700 ns. Chaque bloc avait une capacité de 256 Kbit, 4 de ces blocs ont été placés dans l'armoire, l'ensemble comprenait 7 armoires.
Le problème, c'est qu'en 1965, Arnold Farber et Eugene Schlig d'IBM ont construit un prototype de cellule mémoire à transistor, et Benjamin Agusta et son équipe ont créé une puce de silicium 16 bits basée sur la cellule Farber-Schlig, contenant 80 transistors, 64 résistances et 4 diodes. C'est ainsi qu'est née la SRAM extrêmement efficace - la mémoire statique à accès aléatoire - qui a mis fin d'un coup aux twistors.
Pire encore pour la mémoire magnétique - dans le même IBM un an plus tard, sous la direction du Dr Robert Dennard, le processus MOS était maîtrisé, et déjà en 1968 un prototype de mémoire dynamique est apparu - la DRAM (mémoire dynamique à accès aléatoire).
En 1969, le système Advanced Memory a commencé à vendre les premières puces de kilo-octets, et un an plus tard, la jeune société Intel, fondée initialement pour le développement de la DRAM, a présenté une version améliorée de cette technologie, en lançant sa première puce, la puce de mémoire Intel 1103..
Ce n'est que dix ans plus tard qu'il a été maîtrisé en URSS, lorsque le premier microcircuit de mémoire soviétique Angstrem 565RU1 (4 Kbit) et des blocs de mémoire de 128 Ko basés sur celui-ci ont été publiés au début des années 1980. Avant cela, les machines les plus puissantes se contentaient de cubes de ferrite (Lebedev ne respectait que l'esprit de la vieille école) ou de versions domestiques de twisteurs, dans le développement desquelles P. V. Nesterov, P. P. Silantyev, P. N. Petrov, V. A. N. T. Kopersako et autres.
Un autre problème majeur était la construction de la mémoire pour stocker les programmes et les constantes.
Comme vous vous en souvenez, dans la ROM K340A était faite sur des noyaux de ferrite, les informations étaient entrées dans une telle mémoire en utilisant une technologie très similaire à la couture: le fil était naturellement cousu avec une aiguille à travers un trou dans la ferrite (depuis le terme « firmware » a pris racine dans le processus de saisie d'informations dans n'importe quelle ROM). En plus de la pénibilité du processus, il est presque impossible de modifier les informations dans un tel appareil. Par conséquent, une architecture différente a été utilisée pour 5E53. Sur le circuit imprimé, un système de bus orthogonaux a été mis en place: adresse et bit. Pour organiser la communication inductive entre les bus d'adresse et de bits, une boucle fermée de communication a été ou non superposée à leur intersection (au NIIVK pour le couplage capacitif M-9 a été installé). Les bobines ont été placées sur une carte mince, qui est fermement pressée contre la matrice de bus - en changeant manuellement la carte (de plus, sans éteindre l'ordinateur), les informations ont été modifiées.
Pour 5E53, une ROM de données a été développée avec une capacité totale de 2,9 Mbit avec des caractéristiques temporelles assez élevées pour une technologie aussi primitive: un taux d'échantillonnage de 150 ns, un temps de cycle de 350 ns. Chaque bloc avait une capacité de 72 kbit, 8 blocs d'une capacité totale de 576 kbit ont été placés dans l'armoire, l'ensemble informatique comprenait 5 armoires. En tant que mémoire externe de grande capacité, un dispositif de mémoire basé sur une bande optique unique a été développé. L'enregistrement et la lecture ont été effectués à l'aide de diodes électroluminescentes sur film photographique, en conséquence, la capacité de la bande avec les mêmes dimensions a augmenté de deux ordres de grandeur par rapport à celle magnétique et a atteint 3 Gbit. Pour les systèmes de défense antimissile, c'était une solution intéressante, car leurs programmes et constantes avaient un volume énorme, mais ils changeaient très rarement.
L'élément principal de base de 5E53 nous était déjà connu SIG "Chemin" et "Ambassadeur", mais leurs performances faisaient parfois défaut, donc les spécialistes du SIC (dont le même VLDshkhunyan - plus tard le père du premier original microprocesseur domestique!) Et l'usine Exiton "Une série spéciale de SIG a été développée sur la base d'éléments non saturés avec une tension d'alimentation réduite, une vitesse accrue et une redondance interne (série 243, "Cône"). Pour NIIME RAM, des amplificateurs spéciaux, la série Ishim, ont été développés.
Un design compact a été développé pour 5E53, qui comprend 3 niveaux: armoire, bloc, cellule. L'armoire était petite: largeur à l'avant - 80 cm, profondeur - 60 cm, hauteur - 180 cm. L'armoire contenait 4 rangées de blocs, 25 dans chacune. Les alimentations étaient placées dessus. Des ventilateurs de refroidissement par air ont été placés sous les blocs. Le bloc était un tableau de commutation dans un cadre métallique, les cellules étaient posées sur l'une des surfaces du tableau. L'installation intercellules et inter-unités a été réalisée par emballage (pas même par soudure !).
Cela a été soutenu par le fait qu'il n'y avait pas d'équipement pour le soudage automatisé de haute qualité en URSS, et pour le souder à la main - vous pouvez devenir fou et la qualité en souffrira. En conséquence, les tests et le fonctionnement de l'équipement ont prouvé une fiabilité nettement supérieure de l'enveloppe soviétique, par rapport à la soudure soviétique. De plus, l'installation en boucle était beaucoup plus avancée sur le plan technologique en production: à la fois pendant l'installation et la réparation.
Dans des conditions de faible technologie, l'emballage est beaucoup plus sûr: il n'y a pas de fer à souder et de soudure chauds, il n'y a pas de flux et leur nettoyage ultérieur n'est pas nécessaire, les conducteurs sont exclus de l'étalement excessif de la soudure, il n'y a pas de surchauffe locale, qui parfois se gâte les éléments, etc… Pour mettre en œuvre l'installation par emballage, les entreprises de la MEP ont développé et réalisé des connecteurs spéciaux et un outil d'assemblage sous la forme d'un pistolet et d'un crayon.
Les cellules ont été réalisées sur des panneaux de fibre de verre avec un câblage imprimé double face. En général, il s'agissait d'un rare exemple d'architecture extrêmement réussie du système dans son ensemble - contrairement à 90% des développeurs informatiques en URSS, les créateurs du 5E53 se sont souciés non seulement de la puissance, mais également de la commodité d'installation, maintenance, refroidissement, distribution d'énergie et autres bagatelles. N'oubliez pas ce moment, cela vous sera utile pour comparer 5E53 avec la création d'ITMiVT - "Elbrus", "Electronics SS BIS" et autres.
Un processeur SOK ne suffisait pas pour la fiabilité et il fallait majorer tous les composants de la machine en un triple exemplaire.
En 1971, le 5E53 était prêt.
Par rapport à Almaz, le système de base (par 17, 19, 23, 25, 26, 27, 29, 31) et la profondeur de bits des données (20 et 40 bits) et des commandes (72 bits) ont été modifiés. La fréquence d'horloge du processeur SOK est de 6,0 MHz, les performances sont de 10 millions d'opérations algorithmiques par seconde sur les tâches de défense antimissile (40 MIPS), 6, 6 MIPS sur un processeur modulaire. Le nombre de processeurs est de 8 (4 modulaires et 4 binaires). Consommation électrique - 60 kW. La disponibilité moyenne est de 600 heures (M-9 Kartsev a 90 heures).
Le développement de 5E53 a été réalisé en un temps record - en un an et demi. Au début de 1971, il a pris fin. 160 types de cellules, 325 types de sous-ensembles, 12 types d'alimentations, 7 types d'armoires, panneau de contrôle technique, poids des stands. Un prototype a été réalisé et testé.
Un rôle énorme dans le projet a été joué par les représentants militaires, qui se sont avérés non seulement méticuleux, mais aussi intelligents: V. N. Kalenov, A. I. Abramov, E. S. Klenzer et T. N. Remezova. Ils surveillaient en permanence la conformité du produit aux exigences de la tâche technique, apportaient à l'équipe l'expérience acquise en participant au développement dans les lieux précédents et freinaient les loisirs radicaux des développeurs.
Yu. N. Cherkasov se souvient:
Ce fut un plaisir de travailler avec Vyacheslav Nikolaevich Kalenov. Sa rigueur a toujours été reconnue. Il s'est efforcé de comprendre l'essence de la proposition et, s'il la trouvait intéressante, est allé à toutes les mesures concevables et inconcevables pour mettre en œuvre la proposition. Lorsque, deux mois avant l'achèvement du développement de l'équipement de transmission de données, j'ai proposé sa révision radicale, à la suite de laquelle son volume a été réduit de trois fois, il m'a clôturé le travail en suspens en avance sur le calendrier sous la promesse d'effectuer la révision dans les 2 mois restants. En conséquence, au lieu de trois armoires et 46 types de sous-unités, il restait une armoire et 9 types de sous-unités, remplissant les mêmes fonctions, mais avec une fiabilité plus élevée.
Kalenov a également insisté pour effectuer des tests de qualification complets de la machine:
J'ai insisté pour effectuer des tests, et l'ingénieur en chef Yu. D. Sasov s'y est opposé catégoriquement, estimant que tout allait bien et que les tests étaient une perte d'efforts, d'argent et de temps. J'étais soutenu par le député. concepteur en chef N. N. Antipov, qui possède une vaste expérience dans le développement et la production d'équipements militaires.
Yuditsky, qui possède également une vaste expérience du débogage, a soutenu l'initiative et s'est avéré avoir raison: les tests ont montré de nombreux défauts et défauts mineurs. En conséquence, les cellules et les sous-unités ont été finalisées et l'ingénieur en chef Sasov a été démis de ses fonctions. Pour faciliter le développement des ordinateurs en production en série, un groupe de spécialistes de ZEMZ a été envoyé au SVC. Malashevich (à cette époque un conscrit) se souvient comment son ami G. M. Bondarev a dit:
C'est une machine incroyable, nous n'avons jamais entendu parler de quelque chose comme ça. Il contient beaucoup de nouvelles solutions originales. En étudiant la documentation, nous avons beaucoup appris, beaucoup appris.
Il a dit cela avec un tel enthousiasme que BM Malashevich, après avoir terminé son service, n'est pas retourné à ZEMZ, mais est allé travailler aux SVT.
Sur le site d'essai de Balkhash, les préparatifs battaient leur plein pour le lancement d'un complexe de 4 machines. L'équipement Argun a été fondamentalement déjà installé et ajusté, alors qu'il était en conjonction avec le 5E92b. La salle des machines pour quatre 5E53 était prête et attendait la livraison des machines.
Dans les archives de FV Lukin, un croquis de la disposition de l'équipement électronique de l'ISSC a été conservé, dans lequel les emplacements des ordinateurs sont également indiqués. Le 27 février 1971, huit ensembles de documentation de conception (97 272 feuilles chacun) ont été livrés à ZEMZ. La préparation de la production a commencé et …
La commandée, approuvée, passé tous les tests, acceptée pour la production, la machine n'est jamais sortie ! Nous parlerons de ce qui s'est passé la prochaine fois.
