Сергей Симонов - Цвет сверхдержавы - красный. Трилогия (СИ)
(В реальной истории М-50 введена в 1959 г. и явилась модификацией ЭВМ М-40. Обеспечивала выполнение операций с плавающей запятой и была рассчитана на применение в качестве универсальной ЭВМ. На базе М-40 и М-50 был создан двухмашинный контрольно-регистрирующий комплекс, на котором обрабатывались данные натурных испытаний системы ПРО. 50 тыс. оп./с. Элементная база: лампы, ферриты, полупроводниковые транзисторы и диоды. В АИ М-20, М-40 и М-50 собраны уже на полупроводниковых микросборках и твистор-памяти)
– Но на ней уже используются два арифметико-логических устройства – большей и меньшей мощности, работающие с общим полем памяти. На большом устройстве АЛУ считается основная боевая задача, малое АЛУ отрабатывает задачи ввода-вывода информации по 28 телефонным и 24 телеграфным дуплексным линиям связи. (АИ, в реальной истории такая архитектура была применена на военной ЭВМ 5Э92б для ПВО, разрабатывалась с 1961 г, пошла в серию с 1965-го. В АИ Лебедев реализовал идею несколько раньше). Конструктивно ЭВМ М-50 выполнена в стандартных контейнерах и пригодна для установки на шасси автомобиля ЗИС-157. Вам, Никита Сергеич, стоило бы на неё посмотреть...
– Посмотрю обязательно, – тут же согласился Хрущёв. – Это всё, как я понимаю, наследники БЭСМ-2?
– Совершенно верно, – ответил Лебедев. – Но у нас есть и совершенно новая разработка – БЭСМ-3М.
(В реальной истории БЭСМ-3М – небольшой макет машины, построенный из макетов основных узлов ЭВМ на первых полупроводниковых элементах. Инициативная разработка молодых сотрудников ИТМиВТ. Повторяла структурно-логическую схему М-20. Стала основой для серийной БЭСМ-4.)
– О! А поподробнее? – тут же спросил Никита Сергеевич.
– Это – совершенно новая идея, – видя, что Первый секретарь заинтересовался, Лебедев пояснил подробнее. – Наши студенты творчески переосмыслили концепцию М-50, и вместо двух АЛУ, работающих с единым полем памяти, сделали одно многозадачное АЛУ.
– Многозадачное? – переспросил Хрущёв.
– Да. У обычного процессора имеется набор так называемых регистров, в которых он временно помещает обрабатываемые данные, адреса, команды... информацию, с которой АЛУ работает в данный конкретный момент времени, – Лебедев объяснял по-простому, «как для 6-го класса». – Раньше у нас быстродействия хватало только-только на обслуживание одного набора регистров. Сейчас, по мере роста тактовой частоты, появилась возможность обслуживать попеременно, в цикле, 12 таких наборов. Можно сделать и меньше, например, 8 или 4 – для упрощения и удешевления машины.
(Архитектура CDC Cyber-170, фактически – 12-потоковый hyper-threading)
– То есть, машина как бы переключается с одного набора регистров на другой, успевая обсчитывать не одну задачу, а сразу несколько. Это позволяет не только реализовать ввод-вывод данных параллельно с решением основной задачи, но и решать несколько основных задач одновременно, под управлением особой программы-диспетчера, иначе именуемого операционной системой.
- Операционная система? – переспросил сидевший напротив Лебедева Исаак Семёнович Брук.
– Небольшая программа, постоянно находящаяся в памяти, и управляющая выполнением пользовательских задач, – пояснил Лебедев. – А также целый комплекс небольших служебных программ, вызываемых по мере необходимости.
– А чем плоха обычная управляющая микропрограмма, прошитая в ПЗУ? – спросил Рамеев.
– Её сложнее обновлять и расширять, – ответил Лебедев. – А тут ядро операционной системы сидит в оперативной памяти постоянно, можно его дописывать, обновлять, и даже на лету подгружать и выгружать модули ядра, не перезагружая ЭВМ.
– Это как? – изумился Рамеев.
– М-м-м... – Лебедев замялся. – Это показывать надо... Так не объяснить. Никита Сергеич, у вас телетайп работает?
– Конечно, – кивнул Хрущёв.
– Вы не позволите провести после совещания короткую демонстрацию? – спросил Лебедев.
– Пожалуйста! – ответил Никита Сергеевич. – Ещё вот какая идея... Если уж заниматься стандартизацией нашего зоопарка, то надо и о конструктивном оформлении машин сразу задуматься. У нас сейчас будут активно внедряться интегральные схемы, уже используются микросборки. А корпуса ЭВМ каждый лепит свои, опять же, кто в лес, кто по дрова. Надо проверить, что творится в этом плане на Западе, а потом принять за основу стандартный модуль, как единицу объёма монтажа на микроэлектронных компонентах.
Хрущёв имел в виду Unit, как единицу монтажа серверных стоек. Пока его понял только Лебедев, остальные с этим понятием ещё не сталкивались.
– Да и корпуса самих наших микросхем надо бы пропихнуть на Запад в качестве стандарта, – добавил Первый секретарь.
– Сначала, Никита Сергеич, надо решить вопрос с полупроводниковой памятью, – сказал академик. – Пока у нас память по десятку шкафов занимает, думать о стандартных модулях ещё преждевременно.
– Сейчас, – продолжил Лебедев, – значительно более важными проблемами следует считать создание полупроводниковых микросхем памяти, с высоким быстродействием, уменьшение габаритов и повышение плотности записи накопителей на магнитных дисках, а также создания быстрого модема на принципах квадратурной амплитудной модуляции сигнала со скоростью не менее 20 килобод.
– Необходимо разрабатывать системы приема/передачи модулированного сигнала (КАМ), цифровых приемопередатчиков, работающих на высоких и ультравысоких частотах. Также мы уже начали в инициативном порядке разрабатывать аппаратный кодировщик звукового сигнала, реализующий алгоритм сжатия с потерями. Его исходный код нам предоставлен компетентными органами, судя по названию – Speex, какая-то западная разработка... Он позволит передавать аудиосигнал в цифровом формате, при этом на сжатие данных не будет затрачиваться время работы основного процессора. Всё это необходимо для организации цифровой связи в масштабах страны.
– Сергей Алексеич, вы, пожалуйста, ваши предложения в письменном виде Григорию Трофимычу для протокола представьте, – попросил Хрущёв. – Чтобы при записи на слух чего-нибудь случайно не исказить. Предложения, считаю, правильные, реализовывать их будем.
Исаак Семёнович Брук рассказал о ведущихся в ИНЭУМ под его руководством работах Николая Яковлевича Матюхина и Михаила Александровича Карцева. Основой этих разработок была ЭВМ М-3, разработанная Матюхиным под руководством Брука в 1954-55 годах. С 1957 года Матюхин работал отдельно, в НИИ автоматической аппаратуры, занимаясь разработкой специализированной ЭВМ для ПВО, получившей собственное наименование «Тетива». Эстафету от Матюхина в ИНЭУМ принял Карцев.
Брук делал ЭВМ М-3 без постановления ЦК и Совета Министров, по постановлению Президиума Академии Наук. Поэтому у него возникли проблемы при сдаче машины Государственной комиссии под председательством академика Бруевича. К тому же Исаак Семёнович, человек более чем оригинальный, скрытный, старался держать факт ведения своих разработок в секрете. Однако при этом Брук предоставлял техническую документацию на М-3 всем, кто проявлял к ней интерес, давая возможность построить машину самостоятельно. Таким образом, он фактически предвосхитил концепцию Open Hardware. (Вот такой он был оригинал)
М-3 в своём изначальном, исходном виде в 1956 г в серию не пошла. Одну машину М-3 по предоставленной Бруком документации построили под руководством академика Амбарцумяна в Академии Наук Армении, одну – в Московском ВНИИ Электромеханики (ВНИИЭМ), третью собрали в ОКБ С.П. Королёва. Собирали их на опытном заводе ВНИИЭМ. Ещё по одной запустили в 1958 году в Венгрии и Китае. Из Китая как раз вернулся Георгий Павлович Лопато, помогавший китайским товарищам на Пекинском телефонном заводе налаживать ЭВМ. Лопато был по возвращении назначен главным инженером Минского завода счётных машин им. Орджоникидзе.
В Минске сложилась феерическая ситуация – из-за нестыковок в работе плановиков завод был построен, но выпускать на нём было нечего – не было утверждённой Госкомиссией конструкции ЭВМ. (Реальная история, не АИ) Хрущёв, узнав об этом, от души навставлял руководству Госплана и Госэкономкомиссии. Однако, как выяснилось, адмирал Кузнецов вычислил эту ситуацию по «документам 2012», и поспешил «подобрать» бесхозную разработку. (АИ)
Он вышел на Брука и Карцева, предложив им ускорить преобразование бруковской Лаборатории управляющих машин и систем (ЛУМС АН СССР) в Институт Электронных Управляющих Машин (ИНЭУМ, в реальной истории образован постановлением от 27 сентября 1958 г), а в качестве задачи поставил создание управляющей ЭВМ для морского комплекса ПВО.
Исходная М-3 для этой цели не годилась из-за малого быстродействия. Изначально Брук с Матюхиным использовали в качестве оперативной памяти магнитный барабан, к тому же низкооборотный, из-за чего быстродействие машины получилось смешное – всего 30 оп/с. В 1956 году к машине пристроили ОЗУ на ферритовых кольцах, быстродействие увеличилось до 1500 оп/с. Для решения научных задач это на тот момент было ещё приемлемо, но не для задач ПВО.
