Imaginárium vědy. Část 2

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-16 16:00

Po zavedení kopírovacího systému pro americké vzorky a vzhledu řady strojů EU - kopií amerických IBM360 / IBM370 se vlastní vývoj SSSR v oblasti výpočetní techniky nezastavil. Téměř úplně však přešly do rámce vojenských projektů - armáda nechtěla používat pouze kopie, a to ještě horší než jejich vlastní vývoj. Import jim nevyhovoval kvůli možným „záložkám“– nedoloženým vlastnostem elektroniky, které by mohly elektroniku deaktivovat v zájmu případného nepřítele. ITM a VT, jejichž ředitelem byl akademik Lebeděv, i když byl nadále uváděn jako akademický institut, se staly v podstatě vojenským oddělením a pokračovaly zde práce na vylepšení BESM-6 a vojenských M-40, M-50. Výsledkem takové práce byla linie Elbrus, jejíž hlavními úkoly byly úkoly pro systém protiraketové obrany. Nejprve byl na základě vojenských počítačů 5E261 a 5E262 vytvořen víceprocesorový počítačový komplex "Elbrus-1" s produktivitou 15 milionů operací / s. Ve druhé fázi byl vytvořen Elbrus-2 MVK s kapacitou 120 milionů operací / s. Elbrus-3, jehož vývoj byl ukončen koncem 80. let, měl výkon 500 MFLOPS (miliony operací s pohyblivou řádovou čárkou za sekundu).

Ukazatele výkonu pro počítač jsou velmi relativní věcí, která závisí jak na architektonických prvcích, tak na efektivitě kompilátorů z programovacích jazyků. Proto se benchmarky často používají k porovnání výkonu v reálném světě. V roce 1988 změřil S. V. Kalin výkon CPU MVK „Elbrus-2“na 24 „Livermore cycles“a podle výsledků těchto testů byla průměrná harmonická hodnota výkonu 2,7 MFLOPS. Pro srovnání, procesor Cray-X MP (nejslavnější vývoj Seymour Kray v roce 1982) má podobný ukazatel - 9,3 MFLOPS (při taktovací frekvenci 5krát vyšší než u Elbrus-2 MVK). Tento poměr ukazuje na vysokou efektivitu architektury Elbrus, která umožňuje provést více operací za cyklus procesoru.

Architektura procesorů Elbrus se již výrazně lišila od starého BESM-6 a velmi se lišila od té tradiční. Jádrem "Elbrus 3-1" byl modulární dopravníkový procesor (MCP), navržený Andrey Andreevich Sokolov. Sokolov byl účastníkem všech nejvýznamnějších projektů Lebeděvova institutu, od BESM-1 až po AS-6. A právě Sokolovův inženýrský talent kolegové často srovnávali s talentem Seymoura Kreye – Lebedevova stálého rivala v superrychlé počítačové soutěži. "MCP byl výkonný procesor schopný zpracovávat dva nezávislé proudy instrukcí. Pipeline zařízení procesoru pracovala se dvěma typy objektů - vektory a skaláry. Skaláry jako by byly vklíněny do vektorového potrubí a zpracovávány mezi dvěma sousedními vektorovými komponentami." Několik přístupových kanálů poskytlo až 8 paralelních volání do paměti v jednom cyklu." Téměř všechny architektonické prvky Elbrusu byly naprosto originální, ale často se jim říká vypůjčení principů od CDC a Burroughs, což je zjevná lež. Lebeděv začal používat jak potrubí, tak principy paralelního počítání dříve.

Nejlépe je na tom stále Lebeděvův institut, který prošel érou jelcinismu, sice s výraznými ztrátami, ale bez ztráty tvůrčího potenciálu. Je pravda, že v nové inkarnaci - v dubnu 1992, na základě oddělení Lebedevova institutu přesné mechaniky a výpočetní techniky, byl vytvořen MCST, který pokračoval ve vývoji architektury Elbrus. Toho roku jeden z předních zaměstnanců ústavu B. A. Babayan a většina specialistů MCST byli najati gigantickou společností Intel, aby pracovali v její ruské pobočce. Může se to zdát směšné, ale byl to Intel, kdo tehdy umožnil udržet domácí personál v elektronice, přičemž si samozřejmě vypůjčil významný rozvoj institutu spolu s částí personálu. Na základě architektury Elbrus MVK vytvořili specialisté nové společnosti v roce 2007 mikroprocesor Elbrus, který sloužil jako základ pro výpočetní systémy Elbrus-3M1, s taktovací frekvencí 300 MHz a výkonem 4,8 GFLOPS. (pro srovnání Intel Core2Duo 2,4 GHz má pouze 1,3 gigaflops). Ruský mikroprocesor přitom nevyžaduje ani chladič pro chlazení. Dvouprocesorová verze počítačového komplexu s názvem UVK/S má špičkový výkon 19 GFLOPS (pro 32bitová data). To je odpověď pro ty, kteří si myslí, že naše armáda dnes musí používat osobní počítače od IBM s mikroprocesory od Intelu. Naštěstí tomu tak není. I když jsem kvůli tomu musel koupit dovezené zařízení na výrobu mikroobvodů.

Systémový modul se dvěma mikroprocesory "Elbrus" a výpočetním komplexem "Elbrus-3M1":

Mikroprocesor je vyroben technologií 0,13 mikronu, což není na dnešní dobu technologický rekord, ale ani za nimi příliš nezaostává (technologie byla považována za novinku asi před 5 lety). Nyní probíhá vývoj mikroprocesoru Elbrus-S na technologii 0,09 mikronu, což je již „systém na čipu“, to znamená, že obsahuje ovladače periferních zařízení. Je navržen tak, aby vytvářel vysoce výkonné jednodeskové počítače pro „nositelné a vestavěné“aplikace, což znamená, že naše letadla a rakety nebudou vybaveny dováženými součástmi.

Ale vraťme se do 60. let. SSSR byl tehdy první v mnoha technických vývoji v oblasti elektroniky, z nichž většina byla prováděna v rámci vojenských projektů, a proto byla tajná. A kvůli utajení zůstaly tyto úspěchy mimo pozornost historiků. Tvůrce BESM-6, vynikající sovětský konstruktér výpočetní techniky Sergej Alekseevič Lebeděv, také navrhl čistě vojenské počítače pro první, dosud experimentální, systém protiraketové obrany (ABM):

"Specializované počítače, vytvořené pod vedením S. A. Lebedeva pro systém protiraketové obrany, se staly základem pro dosažení strategické parity mezi SSSR a Spojenými státy během studené války." specializované počítače "Diana-1" a "Diana- 2" byly vyvinuty pro automatické získávání dat z radaru a automatické sledování cílů. -40, a o něco později M-50 (plovoucí desetinná čárka). Možnost zasažení balistických střel, poskytovaná protiraketovou obranou, donutila USA hledat pro způsoby uzavření dohody se SSSR o omezení protiraketové obrany, která se objevila v roce 1972.

Největší význam pro obranu měly úspěchy SSSR v oblasti výpočetní techniky, které sloužily jako důležitý argument pro uzavření smlouvy o omezení protiraketové obrany.… A právě když jsme v tomhle měli výraznou převahu. SSSR měl prakticky již vlastní protiraketovou obranu v polovině 60. let, kdy si o ní Spojené státy mohly nechat jen zdát. Smlouva omezovala především SSSR, nikoli Spojené státy – v důsledku smlouvy byl systém protiraketové obrany rozmístěn pouze v okolí Moskvy. Když Spojené státy konečně mohly v této oblasti něco udělat (to je o 30 let později!), okamžitě od smlouvy odstoupily. Otázka zní – mělo vůbec smysl, aby SSSR takovou dohodu podepsal? Vzdali jsme se protiraketového obranného štítu a nedostali jsme nic na oplátku! Spojené státy tehdy jednoduše nedokázaly vytvořit vlastní. Vědělo o tom vedení SSSR? Pokud by to věděla, pak už lze smlouvu ABM považovat za akt zrady zájmů země. Situace velmi připomíná rok 1987, kdy byl Sovětský svaz připraven vyslat na oběžnou dráhu součásti systému protiraketové obrany – satelity s laserovými zbraněmi „SKIF“. Poté Gorbačov, přesvědčený o možném úspěchu programu, na něj okamžitě uvalil jednostranné moratorium a z tribuny OSN oznámil, že SSSR opustí „závody ve zbrojení ve vesmíru“. Spojené státy plánují vypustit podobné satelity na oběžnou dráhu až v roce 2012, 25 let po uzavření podobného sovětského programu. Ne proto, že by najednou měli takovou touhu. Protože jejich technologie, nikoli bez pomoci ruských specialistů, to umožnily až nyní. Proč vedení SSSR učinilo jednostranné ústupky? Oficiální verze odpovědi na tuto otázku neexistuje.

Na začátku 60. let naše počítače dokázaly vypočítat trajektorie balistických střel, přestože zpočátku náš systém protiraketové obrany pracoval na poměrně pomalých počítačích. Stroje M-40 a M-50 měly produktivitu pouze 40 tisíc a 50 tisíc operací za sekundu. 5E92b, vojenská modifikace M-50, však měla produktivitu 500 tisíc operací za sekundu, což se pro rok 1966, od kterého začala jeho výroba, blížilo světovému rekordu, pokud ne. A je tu ještě jeden málo známý detail.

Mezi mnoha často zmiňovanými sovětskými modely počítačů jsou vzácná jména velmi důležité řady počítačů, které byly vyrobeny v druhé polovině 60. - 70. let a byly zcela použity pro akvizici ozbrojených sil SSSR. Jedná se o stroje řady 5E (5E51, 5E92b atd.), vyvinuté Lebedev Design Bureau. BESM-6 je všeobecně známý, ale málokdo ví, že BESM-6 se proslavil jen tím, že prohrál výběrové řízení na dodávky pro ozbrojené síly SSSR – výběrové řízení vyhrálo „5E“. Armáda, která se rozhodla pro „5E“, tak trochu „zamítla“BESM-6 a ten šel do otevřené distribuce pro civilní průmysl. A řada 5E byla klasifikována a byla dodávána pouze armádě. Stroje řady 5E byly sjednoceny kanály "mezistrojové výměny" do lokálních sítí, které v první polovině 70. let tvořily víceprocesorové výpočetní prostředí jako základ pro systémy řízení vesmíru a vesmírných objektů. Několik počítačů sestavených v takovém výpočetním prostředí tvořilo jeden výpočetní komplex, který měl několikanásobně vyšší výkon než BESM-6. Stejný princip nyní slouží jako základ pro vytvoření moderních superpočítačů - jedná se o jednotlivé procesory, shromážděné do jediné sítě rychlými komunikačními kanály. A to vyžaduje speciální prostředky. Stroje řady M (M-40, M-50) měly také vyvinutý systém přerušení, mohly přijímat a vysílat data po sedmi duplexních asynchronně pracujících kanálech s celkovou šířkou pásma 1 Mbit/s. Modifikace M-50 - 5E92 byla speciálně navržena pro použití v takovýchto komplexech zpracování dat.

Poprvé na světě byly použity multiplexní kanály v počítačové síti a paralelní provoz řídicích zařízení, paměti s přímým přístupem, externích zařízení a komunikačních kanálů. Strukturou a principem fungování to byl první multiprocesorový systém na světě … V roce 1959 byla vybudována počítačová síť z počítačů, které byly od sebe vzdálené stovky kilometrů - v zahraničí tehdy podobné komplexy nebyly. Hlavní velitelské a výpočetní středisko systému „A“bylo postaveno na základě počítače 5E92. Samotná počítačová síť byla svým charakterem unikátní, byla to právě ona, kdo sloužil jako výchozí bod výzkumu, který následně vedl ke vzniku dalších globálních informačních a počítačových sítí. Tato síť sama o sobě samozřejmě nepřipomínala například moderní internet, ale jako soubor nezávislých strojů řešících nezávislé fragmenty společného problému a vyměňujících si informace pomocí jednotných protokolů ji lze považovat za předchůdce dnešních globálních sítí. První podobná síť, spojující dva počítače TX-2 v Massachusetts a Q-32 v Kalifornii přes telefonní linku, byla testována až v roce 1965 … 4. března 1961 byl úspěšně otestován experimentální systém protiraketové obrany - tzv. hlavice rakety R-12 byla zničena. Experiment ukázal, že úkol boje proti párovým balistickým cílům skládajícím se z těla balistické střely a od něj oddělené jaderné hlavice je technicky vyřešen. Podobné testy proběhly ve Spojených státech o 21 let později.

Systém A je systém protiraketové obrany. Práce na protiraketové obraně (systém „A“) sehrály obrovskou roli ve vývoji počítačové technologie v SSSR: na příkaz armády vytvořili specialisté z Lebedev Design Bureau (ITMiVT) pomocí relativně pomalé základny prvků výpočetní zařízení, která byly svými parametry lepší než zahraniční. Vytvořili také mobilní verze takových systémů, například 5E261 - mobilní víceprocesorový vysoce výkonný řídicí systém postavený na modulární bázi. Byla to ona, kdo byl použit jako součást systémů protivzdušné obrany S-300PT pro pozemní a námořní základnu:

Ale co je nejdůležitější, byly vytvořeny prostředky pro propojení jednotlivých počítačů do výpočetního prostředí - rychlé asynchronní multiplexní komunikační kanály a odpovídající software. A zde se dostáváme k dalšímu pro zemi velmi důležitému projektu, systému OGAS - "Národní automatizovaný systém účetnictví a zpracování informací", systém automatizovaného řízení ekonomiky v SSSR, založený na principech kybernetiky. Tento systém, který vyvinul akademik Viktor Michajlovič Gluškov, byl založen právě na takových technických prostředcích.

Autor - Maxson