Сергей Симонов - Цвет сверхдержавы - красный. Трилогия (СИ)
В 1959 г разработка ЭВМ «Урал-2» была завершена и ЭВМ пошла в серийное производство. ЭВМ «Урал-3» и «Урал-4» стали её дальнейшим развитием, учитывавшим достижения в обновлении элементной базы. Также во вновь образованном НИИУВМ в Пензе разрабатывалась различная периферия для подключения к ЭВМ «Урал» и совместимым с ними машинам других разработчиков.
Осенью 1958 года в КБ-2 в Зеленограде (АИ, в реальной истории КБ-2 располагалось в Ленинграде) заработала первая опытная минифабрика конструкции Йозефа Берга. Она состояла из длинного ряда составленных вместе столов, на которых располагались соединённые между собой технологические микромодули в маленьких герметических камерах. Между собой камеры соединялись шлюзами, с микроманипуляторами, передававшими наборы заготовок из одной камеры в другую.
Такая линия позволяла создавать требуемую для изготовления интегральных схем чистую среду внутри этих герметических камер, а не строить дорогостоящее чистое помещение. Что было ещё более важно – внутрь чистой технологической зоны теперь не требовалось вводить человека, который сам по себе являлся источником неминуемого загрязнения. Человек дышит, с него падают частицы отмершей кожи, пыль, перхоть – всё это при традиционном способе производства микросхем в чистых помещениях уменьшало выход годных изделий до 1-2%.
В первой же партии заготовок схем малой интеграции, всего из 10 шт, заряженных в минифабрику конструкции Берга, из 10 схем оказалось 4 полностью годных – т. е. выход годных достиг 40%, вместо 1-2 из сотни, на традиционной технологии.
Это был экспериментальный образец, со всеми его неизбежными недостатками, но он позволял ускорить технологический цикл разработки новых типов интегральных схем и изготавливать прототип в течение нескольких дней, а не нескольких месяцев. (См. М. Гальперин, «Прыжок кита» )
К тому же, на 1958 год количество производимых в СССР интегральных схем исчислялось несколькими тысячами годных в месяц, а брак при выпуске доходил до 99%. И не потому, что «у русских руки кривые» – технологии были ещё несовершенны. По всему миру, в т.ч. и в США в этот период при выпуске полупроводников был гигантский процент брака, широко использовались разбраковка и отбор годных.
Минифабрики Берга, достаточно дорогие, использовавшие точную механику, разработанную в ЛИТМО и сделанную в ГДР, позволяли делать от 150 интегральных схем в месяц на одной минифабрике – казалось бы, капля в море по сравнению с потребностями страны. (АИ)
Но таких минифабрик можно было сделать десятки, сотни, к тому же минифабрика позволяла организовать поточный цикл производства, когда по завершении обработки очередной партии из 10 микросхем в одной камере линии, она передавалась в следующую, а её место в освободившейся камере тут же занимала следующая партия, и так на протяжении всей технологической цепочки из более чем двух десятков камер.
Для управления минифабрикой требовалась ЭВМ. УМ-1НХ Староса была ещё не готова, поэтому Берг использовал для управления рамеевский «Урал-1». Соответственно, так как рука руку моет, Рамеев имел возможность получать новейшие интегральные схемы одним из первых, и даже заказывать для решения своих задач небольшие партии микросхем собственной разработки.
Причём срок исполнения заказа составлял уже не месяцы, а дни. Старос и Берг работали по-американски – «утром деньги, вечером стулья», хотя оплата шла советскими безналичными рублями со счёта НИИУВМ на счёт КБ-2.
Экспериментальная линия Берга использовалась и другими разработчиками, прежде всего – НИИ-35, разрабатывавшим основную часть советских ИС. Берг всегда имел возможность «отбраковать» из той или иной партии 1-2 «лишних», вполне годных микросхемы.
Когда Рамеев приехал в Зеленоград посмотреть на работу минифабрики, Берг с гордостью показывал ему образцы новейших микросхем, только что разработанных НИИ-35, и ещё не включённых в каталоги доступных для заказа компонентов.
– Ты, Башир, очень нас выручил своим «Уралом», – сказал Берг. – Шокин доволен, говорит, что разработка минифабрики на Ленинскую премию тянет. Я тебе сейчас покажу новую масловскую разработку, в серии её ещё нет, но если ты быстро пошевелишь мозгами, как ты умеешь, то в серию её обязательно пустят, а у тебя, считай, Ленинская премия тоже будет в кармане. Смотри.
Берг с удовольствием показал ему маленькую платку, на которой были распаяны 9 невзрачных квадратиков и прямоугольничков размером по несколько миллиметров.
– Смотри, Башир, – Берг, он же американский коммунист Джоэл Барр, отчество Рамеева выговорить физически не мог, и даже не пытался. – Знаешь, что это?
– Нет, конечно. А что?
– Это – реализованная на микросборке схема «концепта 4004», – пояснил Берг.
– Не может быть! – не поверил Рамеев.
Он тут же вспомнил то памятное ему и всем присутствовавшим тогда в Кремле советским электронщикам совещание в декабре 1953 года, когда обсуждались основные направления развития электроники в СССР, когда Хрущёв «предрёк» ему самому большое будущее, и среди прочего тогда были розданы информационные материалы по сложнейшим микросхемам высокой интеграции, именуемым «микропроцессоры».
Они именовались «концептами», но все понимали, что дело тут тёмное. Во-первых, схемы «концептов», в тех случаях, когда они были известны, оказывались слишком хорошо и тщательно проработанными для «концепта» или эскизного проекта. Во-вторых, невероятная степень секретности вокруг всего, что касалось «концептов», вплоть до того, что подписку о неразглашении брал лично председатель КГБ Серов – всё наводило на мысль, что все эти «концепты» – «цельнотянутые» из секретных лабораторий где-то на Западе. Да и маркировка на английском наводила на такие мысли.
Но все разработчики ЭВМ и элементной базы в 1953 году следили за иностранными научными журналами и хорошо понимали, что нет ещё нигде на Западе технологий, способных засунуть десятки тысяч транзисторов на один кристалл кремния. Это наводило на невероятные, фантастические предположения. Но обсуждать их было не с кем. Круг посвящённых был узок, а условия взятой подписки – слишком серьёзны.
Рамеев помнил, что «концепт 4004» был самым простым микропроцессором из всех, представленных им тогда. В нём было 2250 транзисторов, интегральная схема (ИС) была выполнена на техпроцессе 10 микрометров и имела площадь 12 квадратных миллиметров.
– Мы что, 10-микрометровый техпроцесс уже освоили? – спросил он.
– Нет, куда там. Это на предыдущем техпроцессе сделано, – ответил Берг. – Потому в НИИ-35 и разделили схему 4004 на 9 схем малой интеграции по 256 транзисторов на одном кристалле. Быстродействие упало, конечно, но не настолько ощутимо. К нему ещё прилагаются ПЗУ на 256 байт, – Берг показал Рамееву вторую микросборку – плату с 8-ю ИС электронной памяти.
– Память, как ты знаешь, схема высокорегулярная, поэтому здесь на одном кристалле уже не 256 элементов размещено, а 1024, – продолжал Берг. – Ещё есть ОЗУ на 40 байт, – в руках Берга появилась ещё одна микросборка, – и 10-битный сдвиговый регистр, всё на этой плате скомплексировано.
– Чёрт возьми... – Рамеев восхищённо вертел в руках микросборки. – Ты понимаешь, Йозеф, что это значит? Мы же теперь можем сделать небольшой вычислитель (Рамеев имеет в виду калькулятор), действительно настольный, доступный для любого советского инженера!
– Для советского – пожалуй, страна у нас богатая, – усмехнулся Берг. – На Западе этот наборчик потянет не на одну тысячу долларов. (ЭВМ Intellec-4, основанная на описанном наборе микросхем, в 1971-72 гг стоила около $5000). Хотя бы по одной штуке на отдел, на лабораторию, в перспективе – на комнату, уже хорошо.
– Для УМ-1НХ Староса этот процессор не подходит, – продолжал Берг, – мала разрядность. А вот для калькулятора, вычислителя, как ты говоришь – вполне сгодится.
О том, что Старос временно отставил в сторону УМ-1НХ и уже делает на основе нового процессорного набора простейшую БЦВМ для космического корабля Сергея Павловича Королёва, Берг Рамееву не сказал – мало ли, что Королёва рассекретили, на тему космоса причастные лица по привычке предпочитали не распространяться.
– Но для такого вычислителя недостаточно только процессора и памяти, – Рамеев уже начал на ходу прикидывать конструкцию. – Нужны индикатор, клавиатура, блок питания, хорошо бы ещё сделать вывод на печать, например, на телетайп...
– Башир, ты всё верно говоришь, но ты в своей Пензе совсем, как это... опензенел! и отстал от жизни, – рассмеялся Берг. – Всё, что тебе нужно, уже есть. Мы же с Шокиным работаем! А он, чуть где задержка – докладывает лично Хрущёву. И тогда держись – все министры ходят на цыпочках, эти самые... Как их, по-русски... 3,14здюли летают стаями и на бреющем...
