จินตภาพแห่งวิทยาศาสตร์. ตอนที่ 2

2024 ผู้เขียน: Seth Attwood | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-16 16:17

หลังจากการแนะนำระบบคัดลอกสำหรับตัวอย่างอเมริกันและการปรากฏตัวของชุดเครื่องของสหภาพยุโรป - สำเนาของ American IBM360 / IBM370 การพัฒนาของสหภาพโซเวียตในด้านเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ไม่ได้หยุดลง อย่างไรก็ตาม พวกเขาเกือบจะเข้าสู่กรอบของโครงการทางทหารเกือบทั้งหมด - กองทัพไม่ต้องการใช้สำเนาเท่านั้น และเลวร้ายยิ่งกว่าการพัฒนาของตนเอง การนำเข้าไม่เหมาะกับพวกเขาเนื่องจาก "บุ๊กมาร์ก" ที่เป็นไปได้ - คุณสมบัติที่ไม่มีเอกสารของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถปิดการใช้งานอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เพื่อประโยชน์ของศัตรูที่มีศักยภาพ ITM และ VT ซึ่งมีผู้อำนวยการเป็นนักวิชาการ Lebedev แม้ว่าเขาจะยังคงได้รับการจัดอันดับให้เป็นสถาบันการศึกษา แต่ก็กลายเป็นแผนกทหารโดยพื้นฐานและทำงานอย่างต่อเนื่องเพื่อพัฒนา BESM-6 และกองทัพ M-40, M-50 ผลงานดังกล่าวคือแนว Elbrus ซึ่งงานหลักคืองานสำหรับระบบป้องกันขีปนาวุธ ประการแรกบนพื้นฐานของคอมพิวเตอร์ทหาร 5E261 และ 5E262 คอมพิวเตอร์หลายตัวประมวลผล "Elbrus-1" ที่มีประสิทธิผล 15 ล้านการดำเนินงาน / s ถูกสร้างขึ้น ในขั้นตอนที่สอง Elbrus-2 MVK ถูกสร้างขึ้นด้วยความจุ 120 ล้านครั้ง / วินาที Elbrus-3 ซึ่งพัฒนาแล้วเสร็จในปลายยุค 80 มีประสิทธิภาพ 500 MFLOPS (การดำเนินการจุดลอยตัวนับล้านต่อวินาที)

ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพสำหรับคอมพิวเตอร์เป็นสิ่งที่สัมพันธ์กันมาก ขึ้นอยู่กับทั้งคุณลักษณะทางสถาปัตยกรรมและประสิทธิภาพของคอมไพเลอร์จากภาษาโปรแกรม ดังนั้น การวัดประสิทธิภาพจึงมักใช้เพื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพในโลกแห่งความเป็นจริง ในปี 1988 S. V. Kalin วัดประสิทธิภาพของ CPU ของ MVK "Elbrus-2" ที่ 24 "รอบ Livermore" และจากผลการทดสอบเหล่านี้ ค่าฮาร์มอนิกเฉลี่ยของประสิทธิภาพคือ 2.7 MFLOPS สำหรับการเปรียบเทียบ โปรเซสเซอร์ Cray-X MP (การพัฒนาที่มีชื่อเสียงที่สุดของ Seymour Kray ในปี 1982) มีตัวบ่งชี้ที่คล้ายกัน - 9.3 MFLOPS (ที่ความถี่สัญญาณนาฬิกาสูงกว่า Elbrus-2 MVK 5 เท่า) อัตราส่วนนี้บ่งชี้ถึงประสิทธิภาพสูงของสถาปัตยกรรม Elbrus ซึ่งช่วยให้สามารถดำเนินการได้มากขึ้นต่อรอบโปรเซสเซอร์

สถาปัตยกรรมของโปรเซสเซอร์ Elbrus นั้นแตกต่างอย่างมากจาก BESM-6 รุ่นเก่าและแตกต่างจากแบบดั้งเดิมอย่างมาก แกนหลักของ "Elbrus 3-1" คือโปรเซสเซอร์สายพานลำเลียงแบบแยกส่วน (MCP) ซึ่งออกแบบโดย Andrey Andreevich Sokolov Sokolov เป็นผู้มีส่วนร่วมในโครงการที่สำคัญที่สุดทั้งหมดของสถาบัน Lebedev ตั้งแต่ BESM-1 ถึง AS-6 และมันเป็นพรสวรรค์ด้านวิศวกรรมของ Sokolov ที่เพื่อนร่วมงานมักจะเปรียบเทียบกับความสามารถของ Seymour Krey - คู่แข่งอย่างต่อเนื่องของ Seymour Krey - Lebedev ในการแข่งขันคอมพิวเตอร์ความเร็วสูง "MCP เป็นโปรเซสเซอร์ที่ทรงพลังซึ่งสามารถประมวลผลคำสั่งสองสตรีมที่เป็นอิสระ อุปกรณ์ไปป์ไลน์ของโปรเซสเซอร์ทำงานกับวัตถุสองประเภท - เวกเตอร์และสเกลาร์ ดูเหมือนว่าสเกลาร์จะถูกเชื่อมเข้ากับไปป์ไลน์เวกเตอร์และประมวลผลระหว่างส่วนประกอบเวกเตอร์ที่อยู่ติดกันสองชิ้น ช่องทางการเข้าถึงหลายช่องให้การโทรแบบขนานไปยังหน่วยความจำสูงสุด 8 ครั้งในรอบเดียว " ลักษณะทางสถาปัตยกรรมเกือบทั้งหมดของ Elbrus นั้นเป็นของดั้งเดิมอย่างแท้จริง แต่มักถูกเรียกว่าหลักการยืมจาก CDC และ Burroughs ซึ่งเป็นเรื่องโกหกที่เห็นได้ชัด Lebedev เริ่มใช้ทั้งไปป์ไลน์และหลักการของการคำนวณแบบขนานก่อนหน้านี้

สถาบัน Lebedev ยังคงเป็นสถาบันที่ดีที่สุด โดยผ่านยุคของ Yeltsinism ไปแล้ว แม้ว่าจะมีความสูญเสียครั้งใหญ่ แต่ก็ไม่สูญเสียศักยภาพในการสร้างสรรค์ไป จริงในชาติใหม่ - ในเดือนเมษายน 1992 บนพื้นฐานของแผนกของสถาบันกลศาสตร์ความแม่นยำและเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ Lebedev MCST ถูกสร้างขึ้นซึ่งยังคงพัฒนาสถาปัตยกรรม Elbrus ต่อไป ในปีนั้น หนึ่งในพนักงานระดับแนวหน้าของสถาบันบี.เอ. Babayan และผู้เชี่ยวชาญ MCST ส่วนใหญ่ได้รับการว่าจ้างจากบริษัทยักษ์ใหญ่ของ Intel ให้ทำงานในสาขาที่รัสเซีย อาจดูไร้สาระ แต่ในตอนนั้น Intel เองที่ทำให้สามารถรักษาบุคลากรในประเทศไว้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ การยืม แน่นอนว่าการพัฒนาที่สำคัญของสถาบันพร้อมกับส่วนหนึ่งของบุคลากร บนพื้นฐานของสถาปัตยกรรมของ Elbrus MVK ผู้เชี่ยวชาญของ บริษัท ใหม่ในปี 2550 ได้สร้างไมโครโปรเซสเซอร์ Elbrus ซึ่งทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับระบบคอมพิวเตอร์ Elbrus-3M1 ด้วยความถี่สัญญาณนาฬิกา 300 MHz และประสิทธิภาพ 4.8 GFLOPS (สำหรับการเปรียบเทียบ Intel Core2Duo 2.4 GHz มีเพียง 1.3 กิกะไบต์) ในเวลาเดียวกัน ไมโครโปรเซสเซอร์ของรัสเซียไม่ต้องการหม้อน้ำเพื่อระบายความร้อนด้วยซ้ำ คอมพิวเตอร์คอมเพล็กซ์รุ่นสองโปรเซสเซอร์ที่เรียกว่า UVK / S มีประสิทธิภาพสูงสุด 19 GFLOPS (สำหรับข้อมูล 32 บิต) นี่คือคำตอบสำหรับผู้ที่คิดว่ากองทัพของเราในปัจจุบันต้องใช้คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลจาก IBM กับไมโครโปรเซสเซอร์จาก Intel โชคดีที่ไม่เป็นเช่นนั้น แม้ว่าสำหรับสิ่งนี้ฉันต้องซื้ออุปกรณ์นำเข้าสำหรับการผลิตไมโครเซอร์กิต

โมดูลระบบที่มีไมโครโปรเซสเซอร์สองตัว "Elbrus" และคอมเพล็กซ์การคำนวณ "Elbrus-3M1":

ไมโครโปรเซสเซอร์ผลิตขึ้นโดยใช้เทคโนโลยี 0.13 ไมครอน ซึ่งไม่ใช่บันทึกทางเทคโนโลยีสำหรับวันนี้ แต่ก็ไม่ได้ล้าหลังมากนักเช่นกัน (เทคโนโลยีนี้ถือเป็นความแปลกใหม่เมื่อประมาณ 5 ปีที่แล้ว) ตอนนี้การพัฒนาไมโครโปรเซสเซอร์ Elbrus-S กำลังอยู่ในขั้นตอนของเทคโนโลยี 0.09 ไมครอนซึ่งเป็น "ระบบบนชิป" อยู่แล้วนั่นคือรวมถึงตัวควบคุมอุปกรณ์ต่อพ่วง มันถูกออกแบบมาเพื่อสร้างคอมพิวเตอร์บอร์ดเดี่ยวที่มีประสิทธิภาพสูงสำหรับการใช้งาน "สวมใส่ได้และฝังตัว" ซึ่งหมายความว่าเครื่องบินและขีปนาวุธของเราจะไม่ได้ติดตั้งส่วนประกอบที่นำเข้า

แต่ขอย้อนกลับไปในยุค 60 สหภาพโซเวียตเป็นประเทศแรกในการพัฒนาทางเทคนิคมากมายในด้านอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งส่วนใหญ่ดำเนินการภายใต้กรอบของโครงการทางทหารและดังนั้นจึงเป็นความลับ และเนื่องจากความลับ ความสำเร็จเหล่านี้จึงอยู่นอกเหนือความสนใจของนักประวัติศาสตร์ ผู้สร้าง BESM-6 นักออกแบบเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ที่โดดเด่นของโซเวียต Sergei Alekseevich Lebedev ยังออกแบบคอมพิวเตอร์ทางการทหารสำหรับระบบป้องกันขีปนาวุธ (ABM) ตัวแรกที่ยังทดลองอยู่:

"คอมพิวเตอร์เฉพาะทางที่สร้างขึ้นภายใต้การนำของ S. A. Lebedev สำหรับระบบป้องกันขีปนาวุธกลายเป็นพื้นฐานสำหรับการบรรลุความเท่าเทียมกันทางยุทธศาสตร์ระหว่างสหภาพโซเวียตและสหรัฐอเมริกาในช่วงสงครามเย็น" คอมพิวเตอร์เฉพาะทาง "Diana-1" และ "Diana- 2" ได้รับการพัฒนาสำหรับการดึงข้อมูลอัตโนมัติจากเรดาร์และการติดตามเป้าหมายโดยอัตโนมัติ -40 และต่อมาเล็กน้อย M-50 (จุดลอยตัว) ความเป็นไปได้ของการยิงขีปนาวุธนำวิถีโดยระบบป้องกันขีปนาวุธทำให้สหรัฐฯต้องมอง สำหรับวิธีการสรุปข้อตกลงกับสหภาพโซเวียตเกี่ยวกับข้อ จำกัด ของการป้องกันขีปนาวุธซึ่งปรากฏในปี 2515"

ความสำเร็จของสหภาพโซเวียตในด้านเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์มีความสำคัญมากที่สุดสำหรับการป้องกันและทำหน้าที่เป็นข้อโต้แย้งที่สำคัญสำหรับการสรุปสนธิสัญญาว่าด้วยการจำกัดการป้องกันขีปนาวุธ … และเมื่อเราได้เปรียบอย่างมากในเรื่องนี้แล้ว สหภาพโซเวียตมีการป้องกันขีปนาวุธของตัวเองอยู่แล้วในช่วงกลางทศวรรษที่ 60 เมื่อสหรัฐฯ ทำได้เพียงฝันถึงเรื่องนี้ สนธิสัญญาจำกัดในขั้นต้นคือสหภาพโซเวียต ไม่ใช่สหรัฐอเมริกา - อันเป็นผลมาจากสนธิสัญญา ระบบป้องกันขีปนาวุธจึงถูกนำไปใช้กับมอสโกเท่านั้น เมื่อในที่สุดสหรัฐอเมริกาก็สามารถทำอะไรบางอย่างในพื้นที่นี้ได้ (นี่คือ 30 ปีต่อมา!) สหรัฐก็ถอนตัวจากสนธิสัญญาทันที คำถามคือ - มีประเด็นใดบ้างที่สหภาพโซเวียตจะลงนามในข้อตกลงดังกล่าว? เราเลิกใช้เกราะป้องกันขีปนาวุธและไม่ได้อะไรตอบแทน! สหรัฐอเมริกาไม่สามารถสร้างตัวเองได้ในตอนนั้น ผู้นำสหภาพโซเวียตรู้เรื่องนี้หรือไม่? หากเธอรู้ สนธิสัญญา ABM ก็ถือได้ว่าเป็นการทรยศต่อผลประโยชน์ของประเทศสถานการณ์ชวนให้นึกถึงปี 1987 เมื่อสหภาพโซเวียตพร้อมที่จะนำส่วนประกอบของระบบป้องกันขีปนาวุธอวกาศ - ดาวเทียมพร้อมอาวุธเลเซอร์ "SKIF" ขึ้นสู่วงโคจร จากนั้นกอร์บาชอฟ ซึ่งเชื่อมั่นในความสำเร็จที่เป็นไปได้ของโครงการ ได้กำหนดให้มีการเลื่อนการชำระหนี้ฝ่ายเดียวในทันที โดยประกาศจากพลับพลาของสหประชาชาติว่าสหภาพโซเวียตจะละทิ้ง "การแข่งขันทางอาวุธในอวกาศ" สหรัฐอเมริกาวางแผนที่จะส่งดาวเทียมที่คล้ายกันขึ้นสู่วงโคจรในปี 2555 เท่านั้น 25 ปีหลังจากการปิดโครงการที่คล้ายกันของสหภาพโซเวียต ไม่ใช่เพราะพวกเขามีความปรารถนาอย่างกะทันหัน เนื่องจากเทคโนโลยีของพวกเขาซึ่งไม่ได้ได้รับความช่วยเหลือจากผู้เชี่ยวชาญของรัสเซียจึงได้อนุญาตไว้เพียงตอนนี้เท่านั้น เหตุใดผู้นำสหภาพโซเวียตจึงให้สัมปทานฝ่ายเดียว? ไม่มีคำตอบอย่างเป็นทางการสำหรับคำถามนี้

ย้อนกลับไปในช่วงต้นยุค 60 คอมพิวเตอร์ของเราสามารถคำนวณวิถีของขีปนาวุธได้ แม้ว่าในตอนแรกระบบป้องกันขีปนาวุธของเราจะทำงานบนคอมพิวเตอร์ที่ค่อนข้างช้า เครื่อง M-40 และ M-50 มีประสิทธิภาพการทำงานเพียง 40,000 และ 50,000 การทำงานต่อวินาทีตามลำดับ อย่างไรก็ตาม 5E92b ซึ่งเป็นรุ่นดัดแปลงทางทหารของ M-50 มีประสิทธิผล 500,000 ปฏิบัติการต่อวินาที ซึ่งในปี 1966 ซึ่งเริ่มผลิตได้นั้น ก็ใกล้จะถึงสถิติโลกแล้ว หากไม่เป็นเช่นนั้น และมีรายละเอียดที่ไม่ค่อยมีใครรู้จักอีกที่นี่

ในบรรดาคอมพิวเตอร์รุ่นต่างๆ ของโซเวียตที่กล่าวถึงบ่อย ๆ ชื่อของชุดคอมพิวเตอร์ที่สำคัญมากซึ่งผลิตขึ้นในช่วงครึ่งหลังของยุค 60 - ต้นทศวรรษ 70 และถูกนำมาใช้ทั้งหมดสำหรับการจัดหากองกำลังของสหภาพโซเวียตนั้นหายาก เหล่านี้เป็นเครื่องจักรของซีรีส์ 5E (5E51, 5E92b ฯลฯ) ที่พัฒนาโดยสำนักออกแบบ Lebedev BESM-6 เป็นที่รู้จักกันอย่างแพร่หลาย แต่มีเพียงไม่กี่คนที่รู้ว่า BESM-6 มีชื่อเสียงเพียงเพราะแพ้การประกวดราคาเสบียงสำหรับกองทัพของสหภาพโซเวียต - การประกวดราคาชนะโดย "5E" กองทัพซึ่งเลือกใช้ "5E" แบบ "ปฏิเสธ" BESM-6 และอย่างหลังก็เข้าสู่การกระจายแบบเปิดสำหรับอุตสาหกรรมพลเรือน และซีรีย์ 5E นั้นถูกจัดประเภทและถูกส่งไปยังกองทัพเท่านั้น เครื่องในซีรีส์ 5E ถูกรวมเข้าด้วยกันโดยช่อง "การแลกเปลี่ยนระหว่างเครื่อง" ในเครือข่ายท้องถิ่น ซึ่งในช่วงครึ่งแรกของยุค 70 ประกอบด้วยสภาพแวดล้อมการประมวลผลแบบมัลติโปรเซสเซอร์เป็นพื้นฐานสำหรับการควบคุมพื้นที่และระบบควบคุมวัตถุอวกาศ คอมพิวเตอร์หลายเครื่องประกอบเข้าด้วยกันในสภาพแวดล้อมการคำนวณที่ประกอบขึ้นเป็นคอมเพล็กซ์คอมพิวเตอร์เครื่องเดียว ซึ่งมีประสิทธิภาพสูงกว่า BESM-6 หลายเท่า หลักการเดียวกันนี้ทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับการสร้างซูเปอร์คอมพิวเตอร์สมัยใหม่ - นี่คือโปรเซสเซอร์แต่ละตัวที่รวบรวมไว้ในเครือข่ายเดียวโดยช่องทางการสื่อสารที่รวดเร็ว และต้องใช้วิธีการพิเศษ เครื่องในซีรีส์ M (M-40, M-50) ยังมีระบบอินเตอร์รัปต์ที่พัฒนาขึ้น โดยสามารถรับและส่งข้อมูลผ่านช่องสัญญาณการทำงานแบบอะซิงโครนัสแบบดูเพล็กซ์เจ็ดช่องที่มีแบนด์วิดท์รวม 1 Mbit / s การดัดแปลง M-50 - 5E92 ได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับใช้ในคอมเพล็กซ์การประมวลผลข้อมูลดังกล่าว

เป็นครั้งแรกในโลกที่มีการใช้ช่องสัญญาณมัลติเพล็กซ์ในเครือข่ายคอมพิวเตอร์และการทำงานแบบคู่ขนานของอุปกรณ์ควบคุม หน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่ม อุปกรณ์ภายนอก และช่องทางการสื่อสาร ในแง่ของโครงสร้างและหลักการทำงาน มันคือระบบมัลติโปรเซสเซอร์ระบบแรกของโลก … ในปี 1959 เครือข่ายคอมพิวเตอร์ถูกสร้างขึ้นจากคอมพิวเตอร์ที่อยู่ห่างกันหลายร้อยกิโลเมตร ซึ่งในเวลานั้นไม่มีคอมเพล็กซ์ที่คล้ายกันในต่างประเทศ คำสั่งหลักและศูนย์คอมพิวเตอร์ของระบบ "A" สร้างขึ้นจากคอมพิวเตอร์ 5E92 เครือข่ายคอมพิวเตอร์มีลักษณะเฉพาะตัว เธอเป็นจุดเริ่มต้นของการวิจัย ซึ่งต่อมานำไปสู่การสร้างข้อมูลอื่นๆ ทั่วโลกและเครือข่ายคอมพิวเตอร์ แน่นอนว่าเครือข่ายนี้ไม่ได้มีลักษณะคล้ายกัน ตัวอย่างเช่น อินเทอร์เน็ตสมัยใหม่ แต่เนื่องจากชุดเครื่องอิสระที่แก้ปัญหาส่วนย่อยอิสระของปัญหาทั่วไปและแลกเปลี่ยนข้อมูลโดยใช้โปรโตคอลแบบรวมศูนย์ จึงถือได้ว่าเป็นผู้บุกเบิกเครือข่ายทั่วโลกในปัจจุบันเครือข่ายแรกที่คล้ายคลึงกันซึ่งเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ TX-2 สองเครื่องในแมสซาชูเซตส์และ Q-32 ในแคลิฟอร์เนียผ่านสายโทรศัพท์ได้รับการทดสอบในปี 2508 เท่านั้น … เมื่อวันที่ 4 มีนาคม 2504 การทดสอบระบบป้องกันขีปนาวุธแบบทดลองได้รับการทดสอบสำเร็จ - หัวรบของขีปนาวุธ R-12 ถูกทำลาย การทดลองแสดงให้เห็นว่าภารกิจในการต่อสู้กับเป้าหมายขีปนาวุธคู่ซึ่งประกอบด้วยตัวขีปนาวุธและหัวรบนิวเคลียร์ที่แยกออกจากกันได้รับการแก้ไขในทางเทคนิคแล้ว การทดสอบที่คล้ายกันเกิดขึ้นในสหรัฐอเมริกา 21 ปีต่อมา

ระบบ A เป็นระบบป้องกันขีปนาวุธ งานเกี่ยวกับการป้องกันขีปนาวุธ (ระบบ "A") มีบทบาทอย่างมากในการพัฒนาเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ในสหภาพโซเวียต: ตามคำสั่งของกองทัพโดยใช้ฐานองค์ประกอบที่ค่อนข้างช้าผู้เชี่ยวชาญจาก Lebedev Design Bureau (ITMiVT) ได้สร้างอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ที่ เหนือกว่าในพารามิเตอร์ของพวกเขากับสิ่งแปลกปลอม พวกเขายังได้สร้างระบบดังกล่าวในเวอร์ชันสำหรับอุปกรณ์พกพา เช่น 5E261 ซึ่งเป็นระบบควบคุมประสิทธิภาพสูงแบบมัลติโปรเซสเซอร์แบบเคลื่อนที่ที่สร้างขึ้นบนพื้นฐานโมดูลาร์ เธอคือผู้ที่ถูกใช้เป็นส่วนหนึ่งของระบบป้องกันภัยทางอากาศ S-300PT สำหรับทางบกและทางทะเล:

แต่ที่สำคัญที่สุดคือ มีการสร้างวิธีการในการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องเข้ากับสภาพแวดล้อมการประมวลผล - ช่องทางการสื่อสารมัลติเพล็กซ์แบบอะซิงโครนัสที่รวดเร็วและซอฟต์แวร์ที่เกี่ยวข้อง และมาถึงอีกโครงการที่สำคัญมากของประเทศ คือ ระบบ OGAS - "ระบบอัตโนมัติแห่งชาติของการบัญชีและการประมวลผลข้อมูล" ระบบการจัดการเศรษฐกิจอัตโนมัติในสหภาพโซเวียตตามหลักการของไซเบอร์เนติกส์ ระบบนี้พัฒนาโดยนักวิชาการ Viktor Mikhailovich Glushkov ใช้วิธีการทางเทคนิคดังกล่าวอย่างแม่นยำ

ผู้เขียน - Maxson