1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голосов)

Самолёт начал снижение, до посадки всего 15 минут, как объявил первый пилот. Вид внизу совершенно напоминает марсианский ландшафт - какой-то красно-оранжевый барельеф на жёлтом фоне. Только снизившись ниже, стало понятно, что это деревья так окрашены, и вместе с пожелтевшей травой они создают такой совершенно безжизненный "песчаный" вид сверху. Осень полностью вступила в свои права, и я за неделю конференции упустил наступление этого сезона у нас в Новосибирске. Конференция же была весьма и весьма интересная. Пожалуй, самая интересная из тех, на которых я побывал. Хотя она не вполне техническая, имеет скорее гуманитарный, исторический характер. Именно поэтому, мой доклад о высокопроизводительных RISC-процессорах, которые когда-то разрабатывались в институте ядерной физики был воспринят не очень восторженно - вместо фотографий и рассказов о людях, их разрабатывавших, я слишком много ввёл в доклад технических деталей. Они сейчас уже никого не интересуют...

Подробнее на сайте: https://fullmedicine.ruhttps://luckmedicine.ruhttps://italianmedicine.ruhttps://boomhealth.ruhttps://plusmedicine.ru https://firehealth.ruhttps://medicinearea.ru https://enjoyhealth.ru https://elmedicino.ruhttps://youmedicine.ruhttps://primemedicine.ru https://forcehealth.ruhttps://honeymedicine.ruhttps://qualitymedicine.ru https://caremedicine.ruКонференция с длинным названием «Развитие вычислительной техники в России и странах бывшего СССР: история и перспективы (SORUCOM)» была не только исторической, но и проходила в историческом месте - в Великом Новгороде. И стены древнего новгородского кремля как-то ассоциировались с былыми успехами советской техники. Их слава уже в прошлом. И как древняя история вечевой демократии на Руси история отечественной вычислительной техники тоже уже содержит свои тайны. Ведь меня давно волновал вопрос - а что же остановило развитие вычислительной техники в СССР? Почему мы, добившись заметных успехов в конце 60-х, так сдали свои позиции в 70-х, а к концу советской эпохи вообще перестали разрабатывать собственные образцы и только тиражировали американские? Хотя военные заказы частично сохранили оригинальные разработки. Тот же ИТМиВТ Лебедева закуклился в секретных военных разработках, став по существу военным ведомством. Именно благодаря военным у нас был "Эльбрус", управлявший первым и единственным полётом "Бурана", были и малые ЭВМ для бортовых военных систем. Однако общее отставание в электронике коснулось в конце концов и военных.

Но что заставило свернуть свои разработки? В тот момент, когда наши достижения не уступали американским? Я уже писал об истории введения "Единой Системы" - линии ЭВМ, копировавшей архитектуру американских компьютеров серии IBM-360. Решение о введении этой политики копирования было сделано в 1967 году, практически сразу после появления БЭСМ-6, которую я считаю самым лучшим компьютером того времени. Не только у нас в стране, но и в мире. Как по производительности, так и по оптимальности архитектуры. Это былая первая советская ЭВМ с конвейерной архитектурой, Сеймур Крей, основной конкурент Лебедева, использовал его на полтора года позже, в системе CDC-7600. И именно эта характерная черта архитектуры гораздо более влияет на производительность системы в целом, чем параллельность различных вычислительных блоков.

Image
CDC-6600, конкурент БЭСМ-6
Американцы называли производительность CDC-6600, созданной практически одновременно с БЭСМ-6 равной 3 млн. операций в секунду, то есть в три раза больше, чем у БЭСМ-6. При этом в процессоре CDC-6600 было 10 логических блоков, которые теоретически могли работать одновременно, но на практике сделать это очень сложно - для этого нужна специальная операционная система с разделением времени и соответствующие компиляторы. Они тогда только разрабатывались. Американцы указывали суммарную пиковую производительность всех параллельных блоков, которую на практике никогда не достигали. Позже Сеймур Крей выпустил упрощённый вариант CDC-6600 без параллельных блоков - CDC-6400 с производительностью 200 тысяч операций с плавающей точкой в секунду. Пожалуй, это были реальные цифры производительности, достигнутые и самой системой CDC-6600.

Конечно, вопрос приоритета по достигнутой производительности очень спорный, реально производительность вычислительной системы зависит не только от архитектуры, но и от эффективности компиляторов, транслирующих программу с языка программирования в машинный код. Именно поэтому современные сравнения процессоров проводят специальными тестами. И при этом разные тесты дают ещё и разные результаты. То есть эффективность архитектуры вычислительной системы зависит ещё и от самих программ, использующих ресурсы процессоров по-разному. Однако, чисто технически, можно оценивать скорость исполнения программ по тактовой частоте процессора и структуре самого процессора, определяющей сколько тактов приходится на исполнение команд. БЭСМ-6 и CDC-6600 имели одинаковую тактовую частоту в 10 МГц, но конвейерная организация процессора БЭСМ-6 говорила о том, что его программа должна была выполняться быстрее.

Image
Реальное достижение компании CDC - первый дисплей на ЭЛТ (CRT)

Косвенно наше превосходство в производительности компьютеров подтверждает история. В 1975 году, в ходе космического полёта «Союз-Аполлон», управление осуществлялось комплексом, в состав которого входила БЭСМ-6. Эта система позволяла обрабатывать данные по траектории полёта за 1 минуту, в то время как на американской стороне такой расчёт занимал 30 минут.

Однако, вопрос о приоритете тут не главный. В любом случае БЭСМ-6 была уникальной машиной, совершенно оригинальной архитектуры (хотя американцами это и не признаётся) и имевшей высочайший показатель производительности. Трагедией было то, что почти сразу после её появления в СССР было принято решение о производстве клонов IBM-360 - то есть о переходе на копирование американской архитектуры! При этом производительность этого семейства американских вычислительных машин не шло ни в какое сравнение с последними отечественными достижениями!

Даже "Википедия" обсуждает данное странное решение:

Как следует из сравнительно недавно (в 2005 году) обнародованных воспоминаний авторитетных представителей академической науки, значительную долю ответственности за решение о переводе советской промышленности, науки и образования к копированию ЭВМ серии IBM-360 и, соответственно, быстрому качественному сокращению поддержки отечественных разработок (в частности, БЭСМ), несут министр МРП СССР В. Д. Калмыков и Президент АН СССР М. В. Келдыш. Так, в статье директора ВЦ РАН, академика Ю. Г. Евтушенко, зам. дир. ВЦ РАН Г. М. Михайлова и др. «50 лет истории вычислительной техники: от „Стрелы“ до кластерных решений» (в сборнике к 50-летию ВЦ РАН) отмечено:

В конце 1966 г. на заседании ГКНТ и Академии наук СССР при поддержке министра МРП СССР В. Д. Калмыкова, Президента АН СССР М. В. Келдыша принимается историческое решение о копировании серии IBM-360. Против этого решения решительно выступили А. А. Дородницын, С. А. Лебедев и М. К. Сулим. Однако они остались в меньшинстве. Итак, решение о разработке семейства ЕС ЭВМ состоялось. Под эту грандиозную программу были переориентированы многие НИИ и заводы, многим специалистам пришлось переучиваться и переквалифицироваться, в студенческие программы вузов стали в основном включать вопросы структуры, архитектуры и ПО ЕС ЭВМ. Была создана новая технологическая база для производства интегральных схем (ИС), полупроводниковой электроники и других средств ВТ. Как и предсказывалось, другие направления развития отечественной вычислительной техники постепенно стали сокращаться из-за недостатка средств, заказчиков, молодых кадров и других объективных и субъективных причин.
 Почему и как принималось такое решение? По дороге на конференцию мне посчастливилось оказаться в одном купе поезда со знаменитым академиком Гурием Ивановичем Марчуком, бывшим президентом Академии Наук СССР (1986—91). В 1967 году он был директором Вычислительного центра Сибирского отделения Академии Наук СССР и участвовал в судьбоносном совещании о введении ЕС. В комиссии участвовал также Андрей Петрович Ершов, ещё один будущий академик из новосибирского Академгородка, известный теоретик программирования. По словам Гурия Ивановича оба они тогда выступили против копирования американцев. И сейчас академик последовательно выступает против того решения. Он считает, что это было тупиковое решение, повлёкшее затем к хроническому отставанию СССР в развитии вычислительной техники. Собственно это же очевидно - тот, кто копирует, не имеет шансов обогнать.

Копирование имеет только один смысл - как этап обучения. Когда нет собственных технологий. Сегодня Китай демонстрирует эффективность такого подхода. Но логическим концом такого подхода является всё же переход на собственные разработки. В этом весь смысл первоначального копирования. Так Китай уже начал производить автомобили собственной конструкции после 5 лет копирования. Пытается производить и самолёты оригинальной разработки. Авианосцы, ракеты, различные виды вооружений...

Позже на эту же тему мне удалось побеседовать с другим участником событий, ветераном ИТМиВТ Игорем Михайловичем Лисовским, работавшим когда-то вместе с Лебедевым и Бурцевым, создателями БЭСМ-6 и "Эльбруса". По его словам комиссия приняла положительное решение о введении ЕС на основе IBM-360 и на комиссии Марчук и Ершов проголосовали "за". Вот такие вот противоречия в показаниях. Не хочу никого обвинять, все эти люди очень заслуженные. Возможно, что за давностью лет кто-то и путается. Но вопрос для меня остался открытым.

Самолёт наконец сел в аэропорту Толмачёво и пассажиры похватав сумки потянулись к выходу из "аэробуса". А320 - в общем неплохой самолёт и довольно тихий. И, видимо, удобен в эксплуатации, судя по популярности у наших авиакомпаний. Тот же Аэрофлот в своём парке имеет более 40 таких авиалайнеров, других же типов не более десятка в каждом. В общем же количестве А320 гораздо более половины и отечественных там наберётся едва ли десяток. Это я узнал сидя в своём кресле и листая какой-то рекламный журнал авиакомпании. И, надо сказать, другие авиакомпании не слишком отличаются в своём выборе. По-сути сейчас вся Россия летает на этих А320. Опять же, почему не на наших "тушках"? Ту-204 имеет чуть большую вместимость и почти ту же дальность, Ту-334 чуть меньше по вместимости. Ту-204-300 вообще был разработан в трёх вариантах с дальностью полёта 3400, 7500 и 9250 км. Таким образом, он стал первым отечественным двухмоторным самолётом, способным совершить беспосадочный перелёт из Москвы во Владивосток. Ту-334 и Ту-204 более экономичны по топливу и почти также комфортабельны, как "аэробус". Что мешает использовать их?
 
Они уступали лишь в одном - первоначальные проекты были на три члена экипажа, что уже многовато по международным стандартам. Нужно два. Но последние модификации устранили и этот недостаток. И опять же, "тушки" чем-то не угодили власти. Президент Медведев заявляет, "что самолёты российского производства имеют целый ряд технических недостатков", после чего Иран отказывается от своих планов закупок российских самолётов. Сделка на сотню самолётов отменена. Это у нас такой "государственный" подход? Раскручивают "Суперджет", который строится на западных комплектующих и появился только-только. При этом гражданские авиационные КБ еле сводят концы с концами. Нынешняя ситуация с авиапромом очень напоминает ту, что была в 70-х годах прошлого века с вычислительной техникой. Власть целенаправленно лишила заказов отечественных разработчиков. Заставила "интегрироваться" в мировую индустрию путём воспроизводства чужих разработок. Зачем? Какие были мотивы?

Строго говоря, кое-какие объективные причины всё же были. Как и в случае авиапрома. Для любого действия можно найти какие-то оправдания, и даже весьма убедительные. Глава "Сухого" (а ныне и ОАК, и, по сути, всего российского авиапрома) Михаил Погосян заявил:

"С Ту-334 невозможно реализовать бесстапельную сборку, а значит, трудоемкость процесса будет в три раза выше. Надо элементарные вещи понимать и не обманывать себя, не говорить, что "Сухой" закрыл программу Ту-334. Я ничего не закрывал! Просто Ту-334 спроектирован под никакое серийное производство. А мы "Суперджет" проектировали параллельно с программой технического перевооружения заводов в Комсомольске-на-Амуре и Новосибирске."
Есть резон в этих словах? Конечно. Есть только одно "но": Ту-334 разрабатывали ещё в конце 80-х, а первый полёт он совершил 8 февраля 1999 года, более 10 лет назад. Всё это время он ждал когда же будут заказы. Их не было. А "суперджета" с его "бесстапельной" сборкой не было ещё и в проекте. И если бы были заказы, были бы инвестиции, то КБ "Туполева" могло бы создать за это время и новый проект с "бесстапельной" сборкой. "Сухому" же просто повезло, с военными заказами на экспорт они не только сохранили производство, но и смогли его модернизировать. Смогли встроиться, так сказать, в мировой рынок, обзавестись при этом новой технологией сборки. В какой-то мере об этом позаботилась и российская власть и это хорошо. Плохо, что она не проявила аналогичной заботы о гражданских КБ.

Свои резоны можно найти и по вводу "Единой Системы ЭВМ" в конце 60-х:

"Стоит начать с того, что к середине 60-х годов прошлого века назрела необходимость перехода от ЭВМ второго поколения к машинам с общей архитектурой, т. е. программно-совместимым. Сегодня мы даже не задумываемся, почему разные по конфигурации компьютеры (и собранные в разных частях света) могут без проблем взаимодействовать между собой, а полвека назад о такой совместимости можно было только мечтать. ЭВМ второго поколения, создававшиеся на полупроводниковых элементах (транзисторно-диодные), представляли собой отдельные системы, не годящиеся для массового выпуска. А компьютеры уже требовались не только для научных вычислений и оборонных нужд, они нужны были на предприятиях и прочих организациях, причем в больших количествах."
Сформулирую это немного иначе. Речь, вообще говоря, идёт об идее стандартизации в отношении архитектуры ЭВМ. Действительно, в конце 60-х в СССР существовало более десятка различных КБ, разрабатывавших различные типы ЭВМ. И все они были совершенно несовместимы по системе команд и характеристикам. А значит требовали различное программное обеспечение. Простое введение стандарта резко сократило бы затраты на разработку программного обеспечения, которое стало бы едино для всех ЭВМ.

Сегодня мы этой проблемы не замечаем, поскольку система команд Intel и архитектура x86 (Pentium) по существу стали стандартом. Даже конкурент Intel, компания AMD, вынуждена выпускать процессоры с той же системой команд. И даже сам Intel теперь не может отказаться от введённого им же самим стандарта и вывести на рынок процессор с какой-то иной системой команд. Рынок просто откажется от него - слишком много программного обеспечения уже написано именно для x86. Та же проблема у Microsoft - все новые операционные системы должны быть совместимы с предыдущими версиями. Иначе не будут покупать! Система команд x86 стала отраслевым стандартом точно так же, как API (application programming interface - интерфейс программирования приложений) операционной системы Microsoft Windows. Это не строгое утверждение, Intel производит множество процессоров различной архитектуры. Но не для "десктопов" - настольных персональных компьютеров, здесь царствует именно x86. И в области программного обеспечения "стандартов", вообще говоря, два - Windows и Linux. И стандарты эти вводили не законом, так распорядился рынок.

Эта ситуация всеобщего стандарта на написание программ даёт огромные выгоды - вся масса программного обеспечения, созданная многими разработчиками и за многие годы продолжает быть полезной и постоянно накапливается. Сейчас выбор конкретной аппаратуры зависит чаще от того программного обеспечения, которое сможет на ней работать, чем от конкретных характеристик самой аппаратуры. Именно поэтому у какой-то новой архитектуры с новой системой команд на рынке нет шансов. Если нет режима совместимости со старой x86 никто не рискнёт её внедрять. И это не такое уж открытие, если вспомнить, что современный транслятор с языка программирования - это миллионы строк программы, это огромные затраты высококвалифицированного труда.

Совершенно иной была ситуация в 60-х годах прошлого века. Каждый новый компьютер вызывал необходимость создавать для него программное обеспечение буквально с нуля. И это правило сохранялось даже в рамках одного производителя! И первой это правило нарушила именно американская фирма IBM - она первая в отрасли начала создавать линейку программно совместимых компьютеров с различной производительностью и назначением. И именно поэтому захватила рынок так называемых "промышленных" компьютеров - массовых компьютеров средней производительности для экономических расчётов. Не Сеймур Крей со своими суперкомпьютерами захватил рынок, не фирма CDC, где он работал, а IBM, которая сделала ставку на стандарты программирования. Введение стандарта оказалось более важным, чем миллионы операций в секунду.

Image
Система IBM360 - образец для копирования

Причины успеха IBM не стали секретом для советских руководителей компьютерной индустрии и задача в принципе ставилась правильно - необходимо было создать "Единую Систему" - как стандарт для программного обеспечения ЭВМ. В Советском Союзе с плановой экономикой это сделать было значительно проще, чем в США, достаточно издать приказ, который в итоге и был отдан (приказ Министра радиопромышленности №138 о создании НИЦЭВТ и назначении его головной организацией по разработке Единой системы ЭВМ - ЕС ЭВМ). Другое дело, что основой для этого стандарта могли быть выбраны самые разные архитектуры. И архитектура IBM тут вовсе не была обязательной. Да, фирма IBM наработала достаточно богатое программное обеспечение, которое можно было "позаимствовать" в случае совместимости архитектуры ЭВМ. Но в конце 60-х этот фактор был пока не самым серьёзным в выборе, наши разработки не слишком уступали в богатстве и возможностях ПО.

Image
Минск-32 - самый массовый советский компьютер 70-х годов.

Для иллюстрации сказанного достаточно напомнить, что та же БЭСМ-6 производилась в течении 20 лет (до 1987 года) и общее количество произведённых комплектов достигало 367. Это очень много для таких дорогих машин. Программное обеспечение таких машин фактически становилось уже промышленным стандартом. Но и это не рекорд. ЭВМ "Минск-32" разработки Пржиялковского было выпущено около 3 тыс штук! Что неудивительно при относительной дешевизне, которая следовала из-за конвейерной сборки, осуществлённой впервые в практике электронного машиностроения. И для "Минск-32" было разработано достаточно богатое, по меркам того времени, программное обеспечение: система символьного кодирования (ССК); макрогенератор и язык макроописаний с набором библиотечных макрокоманд; транслятор с языка КОБОЛ; транслятор с языка АЛГАМС; транслятор с языка ФОРТРАН. На совещании СЭВ в Будапеште в 1972 г. она была признана базовой для организации АСУ в странах СЭВ. Чем не стандарт? Но "Минск-32" была разработана в 1968 году и стала последней песней Минского проектного бюро завода счётных машин им. Г. К. Орджоникидзе. Завод входил в ведомство Министерства радиопромышленности СССР и первым стал жертвой решения руководства.

Однако сам конструктор машины Виктор Владимирович Пржиялковский так описывает причины введения копирования системы IBM:

"Восьмибитный байт был главнейшим отличием архитектуры IBM 360, эффективно работать с ним не могла ни одна отечественная ЭВМ. Не принять его для машин “Ряда” означало крайне затруднить информационную совместимость с западными ЭВМ, что даже в условиях “железного занавеса” считалось нежелательным.

Принять восьмибитный байт после семибитного (“Минск-32”) и шестибитного (БЭСМ-6, “Весна”, М-220 и др.) было бы перспективно, но за этим решением стояла разрядная сетка 8-16-32-64 бита, вместо привычных 36- и 48-битных. Неизбежное увеличение оборудования можно было компенсировать новой микроэлектронной базой — интегральными микросхемами. А если взять принятую зарубежными фирмами кодировку восьмибитного байта, ставшую де-факто мировым стандартом и систему команд (одно-двухадресную систему с шестнадцатью регистрами общего назначения), то можно было ставить задачу обеспечения полной программной совместимости с IBM-360.

Проведённые в ИПМ АН СССР исследования показали, что программы, составленные для IBM-360, требуют в 1,5-3 раза меньшего объёма памяти, чем программы БЭСМ-6, “Весна”, М-20. Дискуссия в основном сводилась к вопросу о том, возможна ли реализация архитектуры IBM-360 в условиях жёсткого эмбарго, ибо если она без документации и образцов невозможна, то не стоит тратить силы на её точное воспроизведение и её нужно “улучшить”.

Конец этой дискуссии положило решение комиссии по ВТ АН СССР и ГКНТ от 27 января 1967 г. под председательством академика А. А. Дородницына, которым было предложено принять для “Ряда” архитектуру IBM-360 “с целью возможного использования того задела программ, который можно полагать имеющимся для системы 360”. Это решение было принято практически при поддержке присутствующих представителей организаций, которым предстояло работать по программе “Ряд”. Альтернативного предложения на этой комиссии никто не выдвигал."

Вот, как говорится, ещё один авторитетный свидетель о той самой комиссии. IBM и никаких вариантов! Здесь дипломатично не указывается кто конкретно и за что голосовал. Но отмечено, что те организации, которые будут задействованы в производстве ЕС, были активно за копирование. Выступал за копирование и сам Пржиялковский, так, по крайней мере, следует из его пояснений. И это удивительнее всего - ведь его "Минск-32" стал по существу промышленным стандартом в СССР как раз в то время, когда начинали внедрять ЕС! Хотя головной организацией тут было выбрано не Минское КБ, а вновь создаваемый Научно-исследовательский центр электронной вычислительной техники (НИЦЭВТ). "Для становления нового института из КБПА в него переводился коллектив разработчиков аванпроекта во главе с В.К. Левиным, занявшим должность заместителя директора НИЦЭВТ по научной работе." А организационно-технической основой НИЦЭВТ стал НИЭМ - разработчик М-205, М-220, специализированных (военных) ЭВМ 5Э61, «Радон», «Клен», первых бортовых ЭВМ комплекса «Аргон». Полагаю, что узкие ведомственные интересы при принятии решения тут присутствовали в полной мере - вновь образованный институт приобрёл практически монопольное право на разработки в области вычислительной техники, остальные разработчики ставились в зависимое положение. Ведомственная конкуренция, она играла важную роль в СССР.

Но если вернуться к вопросу объективной целесообразности копирования именно IBM, то чётких аргументов так и не прозвучало. Да, ввели восьмибитный байт, у нас он тогда был слишком разным - шестибитный в БЭСМ-6 и семибитный в «Минск-32». Это что, суть вопроса? А почему не 9, не 12 бит? На мой взгляд, с высоты 21 века, уже и 16 бит мало. Самое время вводить 32-битный байт. Байтовая адресация давно изжила себя, а машинное слово может иметь любую разрядность. Удобная для программистов шестнадцатеричная система счисления делает удобным 16-битный байт. С точки же зрения схемотехники байт следовало бы сделать четырёхбитным - для первых микросхем 4-х разрядная организация была оптимальной.

Может хотели сэкономить на разработке программного обеспечения? Для чего ещё нужна программная совместимость? Брать чужое программное обеспечение, своих программистов переучить на трактористов? Судя по тому, что число программистов не уменьшилось, этого всё же не планировалось. Однако именно это звучало главным аргументом! Полагаю, что такие аргументы служили в основном ширмой для проявления совершенно других интересов. Ведомственных и некоторых иных. Об этом говорит конечный результат проводимой политики. А также кое-какие странные совпадения. Вот о них и поговорим далее...

В аэропорту меня встретила наша институтская "Волга". Это было приятно. Поездка по "казённой надобности" имеет свои преимущества. Будь она по "личной", я бы не стал тратиться на такси и добирался бы в Академгородок на перекладных, через городской вокзал - прямых автобусных маршрутов в Академгородок уже давно нет. А ведь в советское время был "экспресс" под номером "108", который ходил почти каждый час. И довольно много народа ездило на нём. Но с приходом к власти демократов почему-то резко убавилось количество желающих воспользоваться своим правом на свободу перемещений. Маршрут стал непопулярным. В результате сначала "Икарус" заменили "пазиком" и сделали рейсы реже, а потом маршрут и вовсе закрыли... Вскоре я уже мчусь на старенькой "Волге" в родной Академ и болтаю с молодым парнем-водителем. Разговор о прекрасной погоде, о машинах, о больших штрафах за нарушения правил... В общем, ни о чём. Я весело болтаю ни о чём и продолжаю думать о той истории, что произошла в далёком 1967 году. В чём была её трагедия? В том, что насильно внедрили восьмибитный байт? Или в том, что выкрутили руки разработчикам ЭВМ заставив использовать систему команд IBM?

 

Эффект знаменитого приказа был не в этом. Чтобы понять все его трагические последствия нужно немного глубже вникнуть в ситуацию, в которой его принимали. А дело тут в том, что с одной стороны, фактически у нас уже наметились свои стандарты - в классе супер-ЭВМ это была естественно БЭСМ-6, а в классе средних ЭВМ общего назначения "советский рынок" захватил "Минск-32". На свободном рынке стандартом становится просто наиболее массовый продукт - никто никому не запрещает производить что-то своё, но покупатель тут сам устанавливает правила. Ему не нужно нестандартное оборудование, которое никуда не подключить и которое не похоже на всё то, с чем он ранее работал. Именно так захватывала рынок IBM - покупатель, поработав на какой-то из её машин, вновь покупал новую машину от IBM хотя бы потому, что экономил на программном обеспечении. Массовый спрос означало и массовое производство, которое уменьшало удельные расходы и IBM могла ещё и цены снижать.
 
Советская плановая экономика могла покупателю выкрутить руки, но только если убрать альтернативу. А она до какого-то времени была - тот же "Минск-32" продолжали выпускать вплоть до 1975 года, когда уже начался выпуск ЕС-1020 в том же Минске. Самое забавное, что главным конструктором ЕС-1020 был тот же В. В. Пржиялковский, создатель "Минск-32". Реализуя архитектуру IBM ему пришлось пожертвовать производительностью - ЕС-1020 получилась в три раза менее производительна, чем "Минск-32" (20 тыс операций в секунду для ЕС-1020 против 65 тыс операций в секунду для "Минска"). Однако в 1975 году выпуск "Минска" прекратили и в этом же году там начали производить ЕС-1022  с производительностью 80 тыс. операций в секунду. В этот момент исчезла альтернатива. "Минск-32" заменила "ЕС-1022" с чуть большей производительностью и советскому потребителю ничего не оставалось, как внедрять ЕС и переучивать персонал для работы на ней. Один из ветеранов-программистов так описывает "Минск-32":
"Мне она сразу понравилась. Это был уже настоящий, серьёзный мэйнфрейм: шесть нормальных лентоводов (ленты в бобинах, прощайте удочки!), перфокарточный ввод-вывод (по сравнению с перфолентой это колоссальный прогресс, оценить который может только тот, кто хорошенько надолбался с перфолентами). Конечно, скоростной АЦПУ, никаких «стрекоталок». Быстродействие, память 64 килослова (в слове 37 бит) – супер! И самое поразительное – магнитные барабаны (вот забыл, сколько их было штук). В конце 60-х и первой половине 70-х «Минск-32» был самой популярной машиной (вне академической и военной сфер), неприхотливой, на редкость удачной. В ней как будто был угадан тот максимальный уровень сложности, который возможен в массовом (и не военном) изделии советского хайтека."
И про ЕС-1020, выпускавшейся одновременно с "Минск-32" на том же заводе:
"Только в 1973 мне довелось увидеть первую машину ЕС-1020. И она... не работала. Ее налаживали, налаживали, налаживали... Наконец, к концу года заработала с горем пополам и оказалось, что машина по памяти, быстродействию, периферии слабее, чем «Минск-32», который уже лет пять как скромно трудился себе в соседнем зале. И так повсюду. Обещанные массовые машины действительно поступали туда, где ещё вчера обладание настоящей ЭВМ было несбыточной мечтой: в рядовые (не оборонные) проектные институты, КБ и НИИ, в областные статуправления, на предприятия министерств, не входящих в пресловутую «девятку». Однако, качество техники было ужасающим, она налаживались месяцами и требовала неустанных усилий для поддержания работы. Конечно, были исключения. Кое-каким счастливчикам перепадали немецкие 1040 и польские 1032."
К сожалению вполне объективные наблюдения ветерана сдобрены не очень справедливой критикой "советов". Процитирую главную мысль автора, ставшего в конце концов канадским эмигрантом:
"Ни одна из декларируемых целей не была выполнена. Споткнулись как раз на том, ради чего весь сыр-бор затевали: на организации массового выпуска высокотехнологической продукции, на развёртывании инфраструктуры для её эксплуатации. На том, чего в Советском Союзе органически, генетически не умели делать ни в одной из отраслей, кроме оружейной (и то, может это «кроме» от нашей неосведомлённости?)."
Эта мысль совершенно неверна и даже опровергается предыдущими наблюдениями самого автора. Вот, например, более правильный довод всего абзацем выше:
"Хороша ложка к обеду. За десять с лишним лет сложилась целая ЕС-индустрия – заводы, НИИ и КБ, издательства и учёные советы, писались книги, защищались диссертации, строились наполеоновские планы.... И все это было уже никому не нужно. Вроде бы освоили, наконец, выпуск долгожданных 370-х аналогов. Случись лет на семь-восемь раньше – был бы триумф. Сейчас же – никому не нужно..."
Какой нужно было сделать из него вывод? Простой - копирование ВСЕГДА ведёт к отставанию. Независимо от качества копирования. А автор (в общем довольно талантливый) почему-то всё свёл к обычной либеральной мифологии - "СССР не мог ничего делать высокотехнологичного". Как можно было это заявлять после той же БЭСМ-6, которую автор сам описывал и нахваливал? Удивительные бывают нестыковки в логике у людей с либеральными взглядами. Особенно эмигрантов. Тут видимо уже психология работает - идёт подсознательное оправдание своего бегства из родной страны.

Однако, вернёмся к описанию ситуации в области вычислительной техники в конце 60-х - начале 70-х. Появление супер-ЭВМ БЭСМ-6, массовое производство "Минск-32" и его очевидные достоинства её полностью не исчерпывают. В СССР был ещё один конкурент для машин IBM серии 360 и сочетавший в себе те достоинства системы, к которым так стремилось руководство компьютерной индустрии. Это машины серии "Урал" разработки Башира Искандеровича Рамеева. Рамеев стоял у истоков советской кибернетики, он был участником разработки первой в Советском Союзе электронной цифровой вычислительной машины (совместно И.С. Бруком), был заместителем главного конструктора первой серийной ЭВМ "Стрела", и он первым в стране сформулировал и реализовал в разработанном под его руководством семействе машин принцип программной и конструктивной совместимости. Произошло это до того, как этот принцип внедрили в IBM! Как описывает Малиновский:

"Основные черты нового поколения машин были изложены в аван-проекте на семейство ЭВМ "Урал-11", "Урал-14", "Урал-16" (см. копию титульного листа аванпроекта. Приложение 14.). Он появился на полтора года раньше публикаций об американском семействе машин IBM-360. Таким образом идея создания семейства программно и конструктивно совместимых ЭВМ была высказана Рамеевым независимо от американских ученых и реализована практически одновременно. Важно отметить и то, что в отличие от первых моделей семейства IBM-360 семейство "Уралов" обеспечивало возможность создания систем обработки информации, состоящих из нескольких одинаковых или разных машин, было рассчитано на работу в сетях и, наконец, было "открытым" для дальнейшего наращивания технических средств. Математическое обеспечение "Уралов" находилось на достаточно высоком уровне, о чем свидетельствует акт Государственной комиссии, подписанный академиком А.А. Дородницыным: "Впервые в СССР реализован системный подход к разработке математического обеспечения для ряда ЭВМ. В разработанной системе использованы собственные оригинальные решения. Разработанная операционная система выполняет основные функции, реализуемые в современных операционных системах. Документация по математическому обеспечению отличается высоким качеством, полнотой и единством оформления."
Image
ЭВМ Урал-11 - младшая в линейке

Ещё в ноябре 1962 года в Пензе (в НИИ математических машин, где Рамеев занимал должность главного инженера и заместителя директора по научной работе) была закончена разработка унифицированного комплекса элементов "Урал-10", рассчитанного на автоматизированное производство. И хотя эти элементы разрабатывались для использования в серии ЭВМ "Урал-11" — "Урал-16", они нашли широкое применение и в других средствах вычислительной техники и автоматике. Для этих целей было выпущено несколько миллионов штук элементов. То есть это было уже готовое массовое производство унифицированных модулей - основы для массового же производства ЭВМ. Унифицированный комплекс логических элементов представлял собой набор полупроводниковых схемных элементов модульной конструкции из 5 типов основных и 10 типов специальных модулей (для накопителей и внешних устройств). Электронные схемы “Урал-11” на 90% состояли из двух типов основных диодно-транзисторных модулей, которые размещались в ячейки, имеющие запаиваемый разъём. Их выпуск освоил Пензенский завод вычислительных электронных машин - ВЭМ.

В семейство полупроводниковых "Уралов" входили три модели: "Урал-11", "Урал-14" и "Урал-16". Первые две модели семейства стали выпускаться серийно с 1964 года, а последняя — с 1969 года. За период с 1965 по 1975 гг. было выпушено 123 комплекта "Урал-11". ЭВМ "Урал-14" выпускалась с 1965 по 1974 гг., был произведён 201 экземпляр машин. А вот старшая модель семейства была выпущена лишь в 3-х экземплярах в 1969 г. - сказалась переориентация на IBM. К концу 60-х годов пензенские "Уралы" применяли в многочисленных вычислительных центрах НИИ, на заводах, в банках, в системах военного назначения. На их базе были созданы многомашинные системы "Банк", "Строитель", системы обработки данных, получаемых со спутников. Это первое в нашей стране семейство машин с унифицированной системой организации связи с периферийными устройствами (унифицированный интерфейс), унифицированной оперативной и внешней памятью. Однако уникальность "Уралов" была не только в их программной совместимости, в унификации электронных модулей, но и в способности создавать многомашинные комплексы, способные обрабатывать единый массив информации. Каналы связи "Уралов" поддерживали скорость более 2 мегабит в секунду (2 200 000 бит в секунду)! Это было задолго до появления сетевых технологий за рубежом. И, конечно, на ЭВМ семейства IBM-360, выпускаемых в те годы, такие системы построить было невозможно.

В 1968-1969 гг. завершалась работа над проектом уже многопроцессорной ЭВМ "Урал-25", старшей моделью, завершавшей семейство. И была начата проработка "Урал-21" на интегральных схемах. Это был запланированный переход к 4-му поколению. Что остановило работу? Копирование IBM/360. Конечно разработчики "Уралов" во главе с Рамеевым, так же как Глушков и Лебедев - другими известными разработчиками ЭВМ, были против копирования. Они предлагали вести новую разработку на основе отечественного опыта, хотя и с учётом зарубежных достижений. В октябре 1967 г., после известного совещания, они пишут письмо руководству Минрадиопрома, основному инициатору создания ЕС ЭВМ:

"Решение о разработке единого ряда электронных математических машин, предназначенных для использования в народном хозяйстве, правильное и своевременное. Оно призывает к объединению усилий коллективов разработчиков математических машин. Нужно ожидать, что это позволит резко увеличить производство математических машин благодаря единой технологической и конструктивной основе и даст возможность использовать единое математическое обеспечение для большинства применений.Успех, который предполагается достигнуть в результате разработки единого ряда машин, целиком определяется путями решения этого вопроса. Не может не вызвать серьёзных возражений решение о копировании моделей машин системы IBM-360, предложенное комиссией по вычислительной технике при Президиуме АН СССР 26.1.67 г. Необходимо учитывать, что система IBM-360, являясь разработкой 1963-1964 годов, уже в настоящий момент начинает отставать от уровня требований, предъявляемых к математическим машинам.

... Предложение о копировании системы IBM-360 эквивалентно планированию производства математических машин в семидесятые годы на уровне математических машин начала шестидесятых годов. Учитывая тенденцию развития науки и техники, можно смело утверждать, что в семидесятые годы архитектура системы IBM-360 будет устаревшей, не способной удовлетворить требования, предъявляемые к вычислительной технике.

...Архитектура системы IBM-360 имеет ряд недостатков, без устранения которых недопустима разработка ряда машин, предназначенных для использования в ближайшее десятилетие, так как совокупность этих недостатков делает систему не соответствующей даже сегодняшним требованиям. Копирование зарубежной разработки исключит возможность использования собственного опыта, накопленного коллективами разработчиков математических машин, и на ближайшие годы приведёт к отказу от начала разработок, использующих новые принципы. Все это приведёт к торможению развития вычислительной техники в стране."

Удивительно, насколько они оказались правы! Однако тогда "Урал" был незаслуженно забыт. Кстати сказать, пензенская школа разработчиков играла важнейшую роль в СССР - это была кузница кадров для Минска, Еревана, Тбилиси. Тот же Пржиалковский - выходец из пензенского КБ, это ученик Рамеева. И именно поэтому "Минск" получился очень технологичен - выпускался на унифицированных модулях на конвейере. Поэтому же позиция Пржиалковского в отношении копирования IBM удивляет. Хотя, если учесть его дальнейшую карьеру, не слишком - с 1971 по 1977 гг. Виктор Владимирович — заместитель директора по научной работе, главный инженер НИЦЭВТ (головной организации в разработке ЕС) и заместитель Генерального конструктора Единой системы ЭВМ стран социалистического содружества (ЕС ЭВМ), в 1977 г. он назначен директором НИЦЭВТ, а затем до 1988 г. становится генеральным директором НПО “Персей”, Генеральным конструктором ЕС ЭВМ, главным конструктором БЦВМ комплекса “Аргон”. Очевидно, что для карьеры нужно было не слишком перечить начальству...
 
Image
Альтернатива IBM - RCA Spectra 70

Таким образом, в СССР в 1967 году альтернатив для семейства IBM хватало. Однако альтернативы имелись и другие - можно было взять за основу иную западную фирму! Если IBM отказалась от предложенного ей сотрудничества (были такие переговоры), то английская фирма ICL сама его предложила. И её предложения реально обсуждались на заседаниях в правительственных комиссиях. Одно из последних состоялось уже позже 1967 года - в декабре 1969 г. в Минрадиопроме. Рамеев сохранил стенограмму совещания и передал его Малиновскому, который и опубликовал его в своей книге. Приведу его также: 

"Присутствуют: Калмыков, Келдыш, Горшков (председатель ВПК. — Прим. авт.), Савин, Кочетов (представители ЦК КПСС. — Прим. авт.), Раковский (зампред Госплана СССР. — Прим авт.). Сулим, Лебедев, Крутовских, Горшков (заместитель министра радиопромышленности. — Прим. авт.), Левин, Шура-Бура, Ушаков, Арефьева, Пржиялковский, Маткин, Дородницын.
Сулим. О состоянии переговоров с ГДР и ICL. Вариант IBM-360. В ГДР принята ориентация на IBM-360. Успешно разрабатывается одна из моделей (Р-40). У нас есть задел, есть коллектив, способный начать работу. На освоение операционной системы IBM-360 потребуется 2200 человеко-лет и 700 разработчиков. С фирмой IBM отсутствуют всякие контакты. Возникнут трудности в приобретении машины-аналога. Ее стоимость 4–5 млн. долларов. В ГДР имеется только часть необходимой документации. Вариант ICL. Получим всю техническую документацию, помощь в ее освоении. Придется провести небольшие переделки. Фирма предлагает закупить партию выпускаемых ею машин. Есть возможность использовать коллектив программистов для подготовки прикладных программ. Группа наших программистов уже проходит стажировку на фирме. В перспективе совместная разработка ЭВМ четвертого поколения. Фирма старается помочь во всем, поскольку надеется в союзе с европейскими фирмами, в том числе нами, выступить конкурентом IBM. Согласие фирм Италии и Франции об участии в создании вычислительной техники четвертого поколения имеется.
Пржиалковский. По IBM-360 имеем систему из 6 тыс. микрокоманд, 90 % схем ТЭЗов, 70 % растрассировано, 7000 единиц конструкторской документации. При переориентировке на ICL придется переработать весь этот задел, это задержит работы на 1–1,5 года. Понадобится много валюты (для закупки ЭВМ фирмы ICL). Вариант сотрудничества с ГДР, успешно ведущей работу по IBM-360, предпочтительнее. Если усилить коллектив математиков, то ДОС можно разработать к 1971 г. Пора прекратить колебания.
Крутовских. Наш проект предусматривал систему моделей IBM-360. При переориентации на фирму ICL состав моделей должен быть другим. Меняются технические характеристики. Нужно 4–5 месяцев на аван-проект. В фирме ICL нет ясности по старшим моделям. Они добавляются к ряду малых и средних ЭВМ как суперЭВМ. Этого лучше не делать. При переориентации задержатся сроки подготовки техдокументации на 1,5–2 года, а может и больше. Работая с ГДР по IBM-360, можно получить ДОС и ОС к началу серийного производства, снимается вопрос об их разработке. Немцы ушли дальше нас. Они переориентироваться не смогут. Англичанам нужен рынок. Они будут водить нас за нос. По большим машинам они сотрудничать не будут. 150 машин у них купить нельзя.
Дородницын. Вопрос освоения IBM-360 подается в упрощённом виде. Все значительно сложнее. На освоение ОС надо не менее четырех лет, и неизвестно, что получим. Надо самим (вместе с ICL) создавать ДОС и ОС и ориентироваться на разработки машин совместно с ICL.
Лебедев. Система IBM-360 — это ряд ЭВМ десятилетней давности. Создаваемый у нас ряд машин надо ограничить машинами малой и средней производительности. Архитектура IBM-360 не приспособлена для больших моделей (суперЭВМ). Англичане хотят конкурировать с американцами при переходе к ЭВМ четвертого поколения. Чем выше производительность машины, тем в ней больше структурных особенностей. Англичане закладывают автоматизацию проектирования. Система математического обеспечения для „Системы-4“ динамична, при наличии контактов ее вполне можно разработать. Это будет способствовать подготовке собственных кадров. Их лучше обучать путем разработки собственной системы (совместно с англичанами).
Шура-Бура. С точки зрения системы математического обеспечения американский вариант предпочтительнее. ОС требуется усовершенствовать. Для этого надо знать все программы.
Келдыш. Нужно купить лицензии и делать свои машины. Иначе мы будем просто повторять то, что сделали другие. В принципе, большие машины надо создавать самим.
Лебедев. Наши математики считают, что готовить программистов лучше по методике англичан.
Раковский. Нужно думать о перспективе. Нужна единая концепция. Все говорили, что система математического обеспечения IBM совершеннее, но ОС громоздка. В течение четырех-пяти лет ее нельзя полностью освоить. Трудно, но сегодня нужно принять решение. Если ориентироваться на ICL, то будет трудно с ГДР; за пять лет немцы выпустят 200 экземпляров Р-40. И все-таки следует принять предложение ICL.
Крутовских. Все разработчики, кроме Рамеева, не хотят переориентироваться на фирму ICL. P-50 будет готова в 1971 г.
Калмыков. Наличие ДОС сразу дает возможность использовать машины, которые мы начнем выпускать. Много программ можем получить у немцев. Отрицательные моменты. Мы не имеем машин IBM-360. И не будем иметь контактов с фирмой IBM. Если переориентироваться на фирму ICL, то потеряем время. Но с ними возможны прямой контакт и сотрудничество при создании ЭВМ четвертого поколения. Это большое преимущество. Четвертое поколение ЭВМ они будут делать без американцев, хотят быть конкурентоспособными по отношению к IBM.
Келдыш. Не следует переориентироваться на ICL, но переговоры с ними по четвертому поколению ЭВМ нужно вести.
Калмыков. Переориентироваться на ICL не будем. Перед немцами поставим вопрос о том, чтобы больше помогали“.

Из состоявшегося обсуждения видно, что против копирования системы IBM-360 были Лебедев, Дородницын, Раковский, Сулим, Маткин; Келдыш говорил: „Нужно купить лицензию и делать свои машины, иначе мы повторим то, что сделали другие“. И Калмыков колебался — перечислил преимущества ориентации на ICL. Основными активными сторонниками копирования были генеральный конструктор ЕС ЭВМ Крутовских, его первый заместитель Левин, Шура-Бура, Пржиалковский. Если бы на совещании у Калмыкова 18 декабря 1969 года, где принималось окончательное решение, генеральный конструктор высказался против копирования, вычислительная техника в СССР пошла бы по другому пути."  Вообще-то министр МРП Калмыков не колебался, а пробивал вариант IBM, просто вёл себя дипломатично, как и положено руководителю такого ранга. Тоже самое можно сказать про Келдыша. А интрига по поводу варианта ICL несколько интереснее, чем может показаться с первого взгляда. Дело в том, что ICL System-4 - это копияRCA Spectra 70, которая сама является клоном IBM-360! То есть, это перепев той же системы, но в другом исполнении. И, надо заметить, что "перепев" тут был не хуже оригинала, а лучше - у IBM взята лишь пользовательская часть системы команд, а "супевизорская", или системная, переделана. И не просто так, а для увеличения быстродействия - скорость переключения между программами стала значительно быстрее. Для нас это означало, что с точки зрения библиотек программ варианты идентичны, но требовалась иная операционная система. И англичане тут предлагали сотрудничество! Ничего не надо было воровать! Нам дали бы операционную систему и помогли бы её адаптировать для различных вариантов аппаратуры. А мы сами могли бы участвовать в её развитии. Очевидно, что этот вариант был более предпочтителен варианта IBM и наиболее честные из участников совещания это хорошо понимали. Тот же Сулим, замминистра Минрадиопрома, просто написал заявление об уходе сразу после очередной коллегии министерства. Это был акт возмущения той глупостью, что делало руководство. Последствия этой глупости приводит Рамеев в своём исследовании в 1991 году:

Image
Парк ЭВМ СССР 1989 года

Это парк машин 1989 года! Заметим, что ЕС-1022, копию IBM-360/50 разработки 1965 года, у нас начали производить лишь в 1974 году. Почти четверть парка ЭВМ 1989 года составляют эти ЕС-1022, которые, заметим, были хуже "Минск-32" по параметрам. Сам Рамеев приходит к следующему заключению:

"Как видно из таблицы, парк ЭВМ общего назначения состоит из:
  • 24,9% ЭВМ технического уровня 1965 г. (ЕС-1022);

  • 12% различных ЭВМ выпуска 1965-1970 годов;

  • 13,6% ЭВМ технического уровня 1971 г. (ЕС-1033, ЕС-1055);

  • 36% ЭВМ технического уровня 1973-1978 годов (ЕС-1035, ЕС-1036, ЕС-1045, ЕС-1046, ЕС-1060, ЕС-1061);

  • 13,5% другие ЭВМ технического уровня 1971-1980 гг. (23 разные модели ЕС ЭВМ, АРМы на базе ЕС ЭВМ, импортные ЭВМ).

Выбор зарубежных аналогов производился по номинальной производительности без учета дополнительных параметров, характеризующих технический уровень. Если учесть такие параметры, как технический уровень элементной базы, емкости запоминающих устройств, состав периферийных устройств, материалоемкость (габариты), энергопотребление и надежность ЭВМ, находящихся в эксплуатации, то их технический уровень следует изменить на несколько лет назад. И следует считать технический уровень, например, не "Х-летней давности", а "более X-летней давности".

Таким образом, структура парка ЭВМ на базе процессоров общего назначения по техническому уровню характеризуется так: 50% парка состоит из ЭВМ, которые по техническому уровню отстают на 20-25 лет; 49% - более чем на 10-15 лет. Технический уровень парка, выраженный в годах, как будто ни о чем не говорит, но за этим скрывается огромная разница в технико-экономических показателях и эффективности машин парка. По мере развития научно-технического прогресса, совершенствования технологии и появления новых технических решений в условиях конкуренции постоянно происходит улучшение показателя "характеристика/стоимость" средств вычислительной техники и информатики, отражающего высшие достигнутые к этому времени технические, технологические, эксплуатационные и экономические характеристики.

По зарубежным источникам, за 15 лет обобщённый технико-экономический показатель отношения "характеристика/стоимость" ЭВМ увеличился в 1000 раз, а надежность - более чем в 15 раз. На эксплуатацию устаревших средств вычислительной техники и информатики тратятся кадровые, финансовые и материальные ресурсы, не адекватные тому технико-экономическому эффекту, которое они дают. Так, убытки только из-за простоев по техническим причинам (низкой надежности) вычислительных систем и ЭВМ в парке страны составили в 1989 г. порядка 500 млн. рублей. Таковы экономические и технические последствия для страны волевого решения о копировании IBM-360."

Недавно мне попались на глаза материалы с 9 Международной выставки "ChipExpo-2011", которая проходила в Москве в период с 1 по 3 ноября в Центральном выставочном комплексе "Экспоцентр". Там были экспонаты "МЦСТ" и "ИНЭУМ им. И.С.Брука", которые несколько добавили оптимизма в отношении нашей российской микроэлектроники. Хоронить её рано, некоторые её достижения я уже отмечал ранее. Имеющийся разрыв в технологиях постепенно сокращается. Более того, слова генерала Макарова (начальника Генштаба РФ) о том, что российский истребитель пятого поколения Т-50 будет обладать рядом преимуществ перед американским F-22 Raptor прежде всего за счёт высокого, "практически человеческого интеллекта", могут оказаться правдой. Как ни странно, но российская авионика на нашем истребителе может на порядок превосходить возможности американского конкурента. Прежде всего за счёт более производительных микропроцессоров отечественной разработки!
Image
Пример разработки МЦСТ на чипе Эльбрус-s - модуль MB3S1/C

К этому выводу можно придти посмотрев на характеристики новейших разработок МЦСТ - наследника Института точной механики и вычислительной техники имени С.А.Лебедева. На выставке был представлен Эльбрус-2С+ - первый гибридный высокопроизводительный микропроцессор фирмы МЦСТ. Он содержит 2 ядра оригинальной архитектуры Эльбрус и 4 ядра цифровых сигнальных процессоров (DSP) от фирмы Элвис. Основная сфера применения процессора Эльбрус-2С+ - системы цифровой интеллектуальной обработки сигнала, такие как радары, анализаторы изображений и т.п. То есть это именно то, что нужно для авионики военного самолёта. Используемая технология - 90 нм, тактовая частота - 500 МГц. Кому-то из обычных пользователей ПК, привыкших уже измерять производительность процессоров в гигагерцах, такая частота может показаться невысокой, однако мегагерцы мегагерцам - рознь. Речь идёт о специализированных встраиваемых процессорах с модулями цифровой обработки сигналов. Там важны не только герцы, но и низкое потребление, возможность цифровой обработки аналоговых сигналов (DSP). Современным западным конкурентом для Эльбрус-2С+ можно назвать, например, новые процессоры от Texas Instruments C6A816x Integra™ DSP+ARM. Это более производительные в отношении частоты процессоры (1.5 ГГц):

"Процессоры C6A816x Integra DSP + ARM оснащены самыми высокопроизводительными в отрасли одноядерными DSP с поддержкой арифметики с плавающей и фиксированной запятой (производительность до 1,5 ГГц), а также включают самые быстродействующие в отрасли одноядерные ARM Cortex™-A8 с производительностью до 1,5 ГГц."

Однако Эльбрус-2С+ имеет 2 ядра Эльбрус и 4 ядра DSP, к тому же способных объединяться в сеть. Несмотря на меньшую частоту пиковая производительность нашего процессора - 20 GIPS/8 GFLOPS, в то время, как у конкурента - 10 GIPS/7,5 GFLOPS (GIPS - миллиарды целочисленных операций в секунду, GFLOPS - миллиарды операций с плавающей точкой в секунду). Это если верить заявлениям разработчиков. Поэтому в реальных приложениях российская новинка похоже имеет все шансы выиграть по конечной производительности системы. То есть это самый современный мировой уровень, возможно даже, что и повыше.

Что же касается возможностей авионики F-22, то там использованы далеко не самые современные достижения электроники. Раптор содержит две, "отказоустойчивые" бортовые ЭВМ, называемые CIP - Common Integrated Processor. Изначально в каждом "СИПе", содержащем 66 модулей, устанавливались древние (разработки конца 80-х - начала 90-х гг.), абсолютно "гражданские" по своему происхождению, 32-разрядные RISC-процессоры i960, правда, выполненные в "военной" корпусировке. За свою долгую жизнь, i960 тактировался частотами от 10 до 100 МГц и по официальным слухам, на "Хищнике" была установлена 90 или 100-мегагерцовая версия i960МХ, по производительности одиночного процессора примерно равная самому первому "Пентиуму" с той же тактовой частотой. В системе использован кластер из 35 таких процессоров. В итоге о суммарной производительности системы официально утверждается, что:

Перевод: 
Общая мощность обработки CIP оценивается в более чем 700 миллионов инструкций в секунду (MIPS) с ростом до 2000 Mips; мощность цифровой обработки сигналов более 20 миллиардов операций в секунду (GIPS) с возможностью расширения до 50 GIPS.

Только один чип Эльбрус-2С+ имеет пиковую производительность 20 GIPS для ядер DSP и 2 GIPS для 2 ядер Эльбрус (для 64 разрядных чисел). То есть только одна микросхема заменит всю американскую систему с процессорным кластером из 35-ти процессоров на Рапторе. Это не результат какой-то странной ошибки американцев, просто разработка F-22 шла десяток лет и только за время разработки электроника морально устарела. Поэтому в 2004 году был запланирован её "апгрейд", замена i960 на более свежие PowerPC G5, современные даже по нынешним меркам процессоры. Один из лучших представителей этого семейства PowerPC 970fx (G5 в «терминологии» компьютеров Apple) c тактовой частотой до 2,5 ГГц имеет пиковую производительность до10 GFLOPS, то есть в два раза ниже, чем у Эльбрус-2С+. И хотя эти американские процессоры имеют уже вполне приличную частоту (1,5-2,5 ГГц), их векторные операции (блоки AltiVec, некий упрощённый аналог DSP) далеко не на высоте. А это самое важное качество для обработки сигналов с радаров. Это при том, что о возможной модернизации авионики F-22 ходили лишь слухи, никаких официальных подтверждений нет до сих пор. Поэтому есть все основания думать, что её просто и не было, тем более, что выпуск F-22 прекращён. И, кстати говоря, более старая версия процессора PowerPC - 603E используется в российской авионике для гражданской авиации (интегрированный комплекс бортового оборудования ИКБО-95 для БЕ-200, Ил-96-300, Ту-214). Теперь появилась возможность и там использовать наши процессоры.

В общем, наши последние разработки американцев "уделали", хотя и в узкой области применения. Тут нет сомнения и в целях подобных разработок в интересах российского ВПК. Конечно, скептики тут же заявят, что производить-то их негде - ни Ангстрем, ни Микрон не имеют пока нужных технологий. Тем не менее, и тут есть сдвиги:

"Наблюдательный совет ВЭБа одобрил продолжение выплат в рамках кредитной линии «Ангстрем-Т» на 815 миллионов евро, которая была выделена зеленоградскому предприятию в 2008 году на строительство и оборудование фабрики чипов 130-110 нм. Представитель группы «Ангстрем» подтвердил «Ведомостям», что строительство фабрики может продолжиться уже в этом году."
Фабрика с процессом 90 нм ещё пока в перспективе. А пока да, производство будет идти с использованием зарубежных фабрик. Это сегодня делается довольно часто. Но, тем не менее, критики будут правы - технологическое отставание у нас ещё очень большое. И потому есть смысл вернуться к вопросу о его причинах. К тем событиям, что происходили почти полвека назад в СССР.

Почему полвека назад было принято решение о копировании американских разработок вместо выбора из своих перспективных и успешных проектов - загадка. Загадка, хотя и при некоторых оправдательных мотивах - можно было "позаимствовать" программное обеспечение, а также внедрить некий стандарт в тот зоопарк, который представляла собой российская вычислительная техника. Именно большое количество выпускаемых программно несовместимых компьютеров было проблемой! То, что при копировании мы уже не могли лидировать, что при этом мы попадали в зависимость от доступа к иностранным разработкам - не учитывалось. И в этом важно заметить заинтересованность самих американцев - копирование их техники гарантировало им, что мы не убежим от них далеко вперёд. Это всё равно, что лидировать на узкой беговой дорожке, загораживая дорогу более сильному сопернику. Пыхтит себе сзади и ладно - к финишу американцы придут первыми. А то, что они знали о наших достижениях в электронике и придавали им большое значение - тоже факт истории, хотя и малоизвестный. И этот факт очень важен. Почему? Станет ясно чуть ниже.

Тут самое время вернуться к тому, с чего я начинал рассказ - с конференции SORUCOM-2011. Конференция называлась международной, хотя из иностранных докладчиков было всего два участника и была ещё русская аспирантка из американского университета. Доклад одного из иностранцев почти прямо отвечал на поставленный вопрос - "Что знали американцы?" Алекс Боханнек из "Компьютерного исторического музея" в Маунтэн-вью (Mountain View) исследовал тон и содержание статей в американской прессе при освещении советских достижений в области вычислительной техники. Говорилось мало, но интересно то, как менялся тон. От восхищения своим первым компьютером ENIAC и полного молчания о советских разработках до сенсации о том, что "Советские электронные мозги равны лучшим американским" (“Soviet Electronic Brain Equals Best in U.S.,Americans Find.”, The Times, 1955). Статья была посвящена достижениям Лебедева, его первой машине из линейки БЭСМ. После этого уже регулярно появлялись статьи, в основном на основе советских публикаций в "Правде" и "Известиях", где подчёркивалась роль советских достижений в вычислительное технике для экономического планирования и обороноспособности страны. С конца 60-х годов тон статей вдруг поменялся - отмечалось наличие разрыва в развитии и попытки Советского Союза догнать США, путём копирования IBM. А после этого речь шла только о промышленном шпионаже и нелегальном экспорте компьютеров в СССР.

Это то, что касалось обычной прессы. Но, наряду с этим, был целый журнал "Soviet Cybernetics Review" ("Обзор советской кибернетики"), выпускаемый корпорацией RAND. Эта компания имеет весьма тесное отношение ко всем теориям заговора, это стратегический и аналитический центр США, первая в мире "фабрика мысли". Создана группой генералов армии США "в целях охраны национальной безопасности страны". Журнал "Soviet Cybernetics Review" начал издаваться после того, как сотрудник RAND Уиллис Вар (Willis Ware) посетил Советский Союз в 1959 году в составе американской делегации. Это был не просто военный аналитик, а ведущий инженер корпорации, возглавлявший разработку компьютера Johnniac (да-да, RAND разрабатывала свои компьютеры), ранее он участвовал в разработке радарных систем, работал вместе со знаменитым Джоном фон Нейманом. Этот военный специалист сразу понял к чему ведут достижения СССР в области вычислительной техники - проблема создания ПРО была напрямую увязана с возможностями ЭВМ получать данные с РЛС и рассчитывать траектории баллистических ракет. Тут не ракета главная, а радар и вычислительный комплекс, управляющий ею. Советский Союз создал эту систему уже в 1961 году доказав это успешными испытаниями 4 марта и опередив в этом США почти на 40 лет (только 2 октября 1999 США провели первое испытание прототипа НПРО, в ходе которого над водами Тихого океана была сбита баллистическая ракета «Минитмен» с учебной боеголовкой).

Иначе говоря, соревнование сверхдержав в вычислительной технике, шедшее в самый разгар холодной войны, имело стратегический военный характер, и пристальное внимание военных аналитиков США к разработкам советских инженеров в области вычислительной техники было вовсе не праздным. После успешного испытания Советским Союзом системы противоракетной обороны в 1961 году беспокойство, возникшее в 1959 году после визита сотрудника RAND в СССР и получения данных о достижениях Советов в области скоростных вычислений, переросло практически в панику. Эффект появления новой оборонительной системы был едва ли меньше испытаний первой ядерной бомбы. Хотя эффективность новой оборонительной системы вызывала ещё большие вопросы, казалось, что Советский Союз близок к тому, чтобы получить возможность безнаказанной ядерной атаки на США! И всё благодаря инженерам вроде Лебедева! Проявлением этой паники был и "Карибский кризис" в 1962 году. Кризису предшествовало размещение Соединёнными Штатами в Турции ракет средней дальности «Юпитер», которые доставали до Москвы и основных промышленных центров. Это происходит в том же 1961 году, сразу после испытаний системы ПРО в СССР. Американцы уже паниковали, они лихорадочно искали вариант адекватного ответа и не находили его. Но СССР продолжил наступление - в качестве адекватной меры на Кубе были размещены советские ракеты средней дальности Р-12. В этот момент США ещё имели подавляющий перевес в ядерных вооружениях - ядерная триада Советского Союза насчитывала всего 405 стратегических ядерных боезарядов, в то время как потенциал США был как минимум в 15 раз больше - около 6000. Однако этот перевес мог в любой момент обесцениться с размещением в СССР национальной ПРО.

В мемуарах советских политиков не упоминается роли успешных испытаний ПРО в дальнейших событиях. Так известный дипломат, бывший посол СССР в США Георгий Корниенко сообщает об ультиматуме, который выдвинул Хрущёв в Вене в беседе с Кеннеди в 1961 году сразу после испытаний. Речь шла о Западном Берлине, который Хрущёв собирался отдать ГДР. Он знал, что в США были планы жёсткого военного ответа на попытку блокады города. Он предусматривал массированную ядерную атаку СССР. И Хрущёв рассчитывал, что после испытаний ПРО позиция США смягчиться. Этого не произошло, эффект был скорее обратный. И советский дипломат пишет:

"Мне неизвестно, был ли Хрущев в 1961 году в курсе данного и других конкретных вариантов военных планов. Но, исходя из информации, которой я располагал в ту пору и получил позже, я убежден, что Хрущев, заняв в Вене жесткую, ультимативную позицию по Берлину и фактически грозя войной, по существу блефовал. А столкнувшись уже там с твердой решимостью Кеннеди не отступать и увидев подтверждение тому в последующих шагах президента по подготовке к возможной пробе сил, Хрущев стал думать над таким выходом из создавшегося положения, который, пусть при минимальных результатах, не означал бы вместе с тем большой «потери лица»."
Большим недостатком советской дипломатии было то, что она слабо была связана с военными аналитиками и плохо себе представляла реальные военные угрозы. Хрущёв вовсе не блефовал - у него был козырь ПРО на руках. Ошибка была лишь в одном - он поспешил его использовать раньше времени, лишь как угрозу получения преимущества. Однако в политической игре даже один намёк на появление эффективной оборонительной системы может спровоцировать нападение. А чего ждать? Пока противник станет абсолютно неуязвим и сам нападёт? И вот палец поднесён к кнопке, мир на волоске от ядерной войны. И вдруг... Всё исчезло. Обмен посланиями, телефонный разговор Кеннеди и Хрущёва и флоты расходятся, ракеты убирают. Начался многолетний процесс "разрядки", в котором СССР делает множество умиротворяющих жестов. Лишь бы успокоить паникующего соперника. И этот процесс не завершается подписанием договоров по ПРО и ОСВ-1 в 1972 году. И даже ликвидацией СССР в 1991 году. Этот процесс идёт до сих пор!

А тогда, в 1972 году, договор по ПРО сохранил только зонтик ПРО над Москвой. Договор ОСВ-1 фиксировал тот уровень ядерных вооружений, который был достигнут на тот момент, когда СССР разворачивал по 200 новых пусковых установок в год стремительно сокращая разрыв по зарядам и носителям. Это то, что касается ракет и это были односторонние уступки. Советская Лунная программа также была закрыта в 1972 году и это тоже было политическим решением. А в области вычислительной техники, которая была важнейшим элементом системы ПРО? Нельзя же подписать договор, запрещающий её развитие? Или всё-таки можно? Конечно, официально такой договор подписать было невозможно, слишком глупо бы он выглядел и слишком компрометировал бы обе стороны - одну как отстающую в развитии, другую - как делающую односторонние уступки под угрозой немедленного нападения. Но существуют другие методы. Методы "народной" дипломатии. И вот их проявление можно было определить уже по другим докладам конференции SORUCOM.

Доклад Ксении Татарченко из Принстонского университета имеет в русской транскрипции вполне невинное название - "Информатика от Силиконовой Долины до Золотой Долины: Андрей Ершов и Джон Маккарти". Однако в англоязычном варианте название звучит гораздо более интригующе - "Double Loyalties in Counterpoint: Computer Science from Silicon Valley to Golden Valey" ("Двойная лояльность в противостоянии: информатика от Силиконовой Долины до Золотой Долины"). Докладчица сочла, что оригинальное название её исследования прозвучит слишком провоцирующе для наших слушателей. Речь, понятное дело, идёт о международных контактах академика Андрея Ершова, советского теоретика программирования, который работал в обсуждаемое время заведующим отделом программирования Вычислительного Центра новосибирского академгородка. Он уже упоминался, как участник того Совещания, которое поставило точку в истории оригинальных разработок компьютеров в СССР. Академик был из числа немногих советских учёных, которых пускали за границу. Советские органы безопасности сочли, что теоретическое программирование очень далеко от военных секретов. А напрасно. Эффективная работа системы ПРО зависела, в том числе, и от эффективной работы программ на управляющих компьютерах. С другой стороны программисты знают архитектуру ЭВМ для которой пишут программы. А в эпоху соревнования в вычислительных мощностях архитектура имеет важнейшее значение. И хотя гражданские ЭВМ уже тогда не слишком секретили, советские новинки могли интересовать потенциального противника.

Джон Маккарти и Андрей Ершов, 1975 год.
Джон Маккарти и Андрей Ершов, 1975 год.

В докладе Татарченко описывается знакомство и длительная дружба двух учёных - Андрея Ершова и Джона Маккарти, которая началась со знакомства на международной конференции в 1958 году в Англии. В архиве Ершова даже есть листочек с памяткой об обмене работами, где имя Маккарти было правильно написано лишь с третьей попытки. Маккарти - известный учёный в области программирования и искусственного интеллекта, автор языка логического программирования ЛИСП. Умер совсем недавно - 24 октября 2011 года. Идея языка ЛИСП, по официальной истории, ему пришла как раз в том же 1958 году, а сам язык получил описание уже в 1960 году. Первые области применения языка Лисп были связаны с символьной обработкой данных и процессами принятия решений. Он, наряду с языком Ada, прошёл процесс фундаментальной стандартизации для использования в военном деле и промышленности, в результате чего появился стандарт Common Lisp. И надо заметить, что на том симпозиуме, где произошло знакомство, Ершов представлял результаты своей работы "Программирующая программа для БЭСМ", а "программирующая программа" на языке того времени означала "транслятор" - переводчик с языка высокого уровня в машинный, исполняемый код. Насколько повлияли на американца идеи русского программиста сказать сложно, но вряд ли дружба двух учёных была основана лишь на личном обаянии. Профессиональные интересы тут были гораздо более важны и переписка учёных с обменом идеями и технической информации занимает целые тома архива Ершова. Язык Альфа, который создал Ершов на основе АЛГОЛа, имеет мало общего с ЛИСПом, но"работы по системе «Альфа» внесли крупный вклад в методологию оптимизирующей трансляции" и послужили основой для многих трансляторов.

Андрей Ершов делает доклад в корпорации RAND, 1965 год.
Андрей Ершов делает доклад в корпорации RAND, 1965 год.

Вообще же, большую заботу по привлечению Ершова в "мировое научное сообщество" проявил другой американский учёный - Алан Перлис, автор языка АЛГОЛ. Именно этот язык Ершов взял за основу языка Альфа, который позднее был признан за его расширение. И в этих научных контактах Ершова с заграничными коллегами трудно найти какой-то компромат, что не удивительно - его архивы просматривал очевидно не только я, но и соответствующие органы во времена, когда этому придавали серьёзное значение. Но нужно понимать и то, что во времена холодной войны ко всем "выездным" учёным приковывалось внимание спецслужб не только провожающей, но встречающей стороны. И если советским спецслужбам удавалось завербовать американских учёных (двое из них - А.Сарант и Д. Барр даже стали одними из основателей советской микроэлектроники! В России они известны под именами Филиппа Георгиевича Староса и Иозефа Вениаминовича Берга.), то можно предполагать соответствующие попытки и с другой стороны.

То, что Маккарти к 1971 году побывал в СССР уже 7 раз можно объяснить и чисто научным интересом, и даже дружбой с Ершовым, но можно предполагать и иные, дополнительные мотивы - Маккарти был консультантом IBM. Интересно отметить визит в Академгородок и беседу Ершова с профессором Д. Хейсом из корпорации РЭНД, состоявшуюся 28 апреля 1967 года. Вопрос лоббирования американской техники мог проходить и не путём явной вербовки агента, а путём "привлечения интереса" - некоторыми рекламными трюками. Так, во время командировки в Англию в 1969 году Ершов посещает компанию Интернейшенл Компьютер Лимитед (ICL), где "имел беседу по вопросам разработки математического обеспечения для серии ЭВМ Система 4", про которую я уже упоминал в предыдущей части. Если уж программиста заинтересовали написанием программ для конкретной машины, то, полагаю, что он автоматически становится и сторонником данной архитектуры. Просто потому, что в дальнейшем программисту с ней работать становится привычнее. В отчёте о командировке Ершов чётко пишет:

Сотрудничество с компанией ИКЛ (ICL) по вопросам математического обеспечения Системы 4 ускорит внедрение покупаемых моделей этой марки, а также поможет решить ряд важных для нас проблем разработки матобеспечения Единой системы ЭВМ 3-го поколения. Поэтому в связи с предстоящим 17 февраля с.г. приездом в Москву г-на Лэнда целесообразно организовать его встречи с руководящими работниками и ведущими учёными-программистами, чтобы конструктивно рассмотреть возможности как для непосредственного сотрудничества, в частности разработки варианитов матобеспечения на основе русского алфавита, так и по осторожному рассмотрению вопросов перспективных работ (языка типа ПЛ/I и АЛГОЛ 68, многопроцессорные операционные системы, разделение времени и т.п.)
По отчёту уже становится понятна ориентация Ершова на программное обеспечение Системы 4.Почему я этот момент отмечаю? Потому что командировка состоялась в январе 1969 года, а в декабре того же года принималось уже окончательное решение по вопросу копирования IBM. С другой стороны в мемуарах Малиновского упоминается звонок Ершова замминистра Сулиму по поводу выбора стандарта в архитектуре ЭВМ. К сожалению не упоминается, что же там было сказано... Но после этого звонка Сулим начинает вести переговоры с британской фирмой и даже вдруг становится сторонником Систем-4 производства ICL, клона IBM360. Какие странные совпадения, однако.
Поводом продолжить статью послужила очередная хорошая новость - компания "Ситроникс Микроэлектроника" совместно с "Роснано" 17 февраля в Зеленограде открыла завод по серийному производству чипов с топологическим размером 90 нм. Технология закуплена у французской компании ST Microelectronics, что, на мой взгляд, может объяснить и некоторые политические уступки, которые делало в последнее время российское правительство в отношении запада. В том числе и по отношению к "гражданской войне" в Ливии, которая более всего напоминает организованный извне переворот. Франция принимала в этом самое непосредственное участие. Портить отношения с Францией в то время, когда было налажено сотрудничество и шёл импорт технологий было нельзя. Доступ к современным технологиям в области полупроводников имеет принципиальное значение для модернизации экономики России, и, что более важно, для обороноспособности страны. 

Если мы хотим, чтобы наши спутники не падали, нам самим нужно делать к ним электронную начинку. Два российских спутника системы ГЛОНАСС вышли из строя только потому, что в них были установлены импортные компоненты, не приспособленные для работы в космосе. То есть использовались обычные коммерческие чипы, доступные на рынке. А закупать специальные, в военном или космическом исполнении, возможности нет - в их отношении действует американское эмбарго.  

Использование коммерческих чипов в российских космических аппаратах имеет отношение ко многим последним неудачам российского космонавтики. Так, 18 августа прошлого года был потерян российский спутник связи «Экспресс-АМ4», к причинам отнесли "неисправность комплекса командных приборов" разгонного блока ракеты-носителя «Протон-М». Потеря спутника оценена в 7,5 млрд рублей. А до этого были утеряны целых три спутника системы ГЛОНАСС. Российская межпланетная станция «Фобос-Грунт» не смогла выйти на траекторию полёта к Марсу и осталась на опорной орбите. Причиной аварии "Фобоса" стоимостью 5 миллиардов рублей, приведшей к потере аппарата, оказался "сбой работы бортового вычислительного комплекса из-за воздействия космического излучения". Причины называются открыто, не говорится только то, что электроника космических аппаратов должна быть устойчива к воздействию космического излучения и это должно быть отлично известно разработчикам бортовых вычислительных комплексов. Не первый год запускаем в космос аппараты с электронной начинкой. Иначе говоря, использование обычных импортных коммерческих чипов в российских космических аппаратах - это тот самый "попил бабла", за который часто ругают российских чиновников. Аварии были запрограммированы. Оплачивали их, кстати, страховые компании, экспертам которых следовало бы тщательнее присмотреться к причинам аварий. Ведь речь идёт о миллиардах, это вам не оплата обычного ДТП.

Поэтому стремление российской власти найти доступ к современным технологиям в области полупроводниковой техники понятно. Мы не можем уже поддерживать свою спутниковую группировку без отечественного современного производства микросхем. И попытки получить доступ к современным технологиям производства микросхем делаются постоянно, например в 2006 году зеленоградский завод "Ангстрем" закупил оборудование завода AMD в Дрездене, позволяющее производить по 0,13-микронной технологии до 12 млн чипов в год. К сожалению это оборудование так до сих пор и не запущено - выделенных денег не хватило на строительство новых помещений. В данном же случае речь идёт о заводе "Микрон", на площадях которого открыто новое производство. И тут имеется полный успех - оборудование уже прошло тестовые испытания в прошлом году и готово к массовому производству. У этого завода лучше получается как с финансированием, так и с внедрением новых технологий - пару лет назад там уже внедрили 0,18-микронную технологию. Для этого АФК "Система" (основной акционер "Микрона") приобрела у французской ST Microelectronics необходимое оборудование и лицензии за $120 млн ещё в 2006 году. Тут стоит обратить внимание на стоимость оборудования и сравнить его с величиной страховых выплат российским космическим агентствам из-за аварий...

Сейчас сотрудничество с ST Microelectronics продолжается и запуск нового производства практически удвоил мощности завода по производству микросхем. При этом имеются планы по внедрению и технологии 45 нм, началось даже госфинансирование проекта в 2008 году, правда приостановленное позднее из-за кризиса. Донором, скорее всего, опять выступит французская компания ST Microelectronics. Именно поэтому портить отношения с Францией из-за внешнеполитических разногласий было бы очень не к месту. Можно ли ради этого жертвовать своими интересами в Ливии - вопрос, конечно, обсуждаемый, но ответ не очевидный - слишком важно не упустить шанс догнать запад по технологиям. Технология 90 нм - уже большой шаг в этом направлении. Что же будут производить с её помощью? Возможный ответ прозвучал в предыдущей части статьи - Эльбрус-2С+ как раз требует именно такой технологии! Проблема однако в том, что современные полупроводниковые фабрики окупаются только при массовом производстве, когда выпуск идёт миллионами чипов. Столько "эльбрусов" вряд ли потребуется - ведь ракеты и самолёты, где предполагается использовать такие "эльбрусы" - товар штучный. Тогда что ещё? Для массового производства нужно массовое же применение. Кое-какие слухи на этот счёт в СМИ проскакивают:

"Недавно компания нашла применение чипам, которые будут изготавливаться на новом заводе в Зеленограде. "Ситроникс Микроэлектроника" разработала чип для SIM-карт, в который будет встроена электронно-цифровая подпись (ЭЦП), являющаяся одним из элементов государственной программы межведомственного электронного взаимодействия... Идею интегрировать госуслуги в SIM-карты впервые озвучил "Ростелеком". Как ранее сообщал ComNews, "Ростелеком" в 2011 г. планировал интегрировать ЭЦП на SIM-картах мобильных операторов. Компания начала работу по реализации авторизированного доступа к порталу госуслуг с сотовым оператором "Мобильные ТелеСистемы" (МТС). Кроме того, "Ростелеком" собирался реализовать этот проект в сотрудничестве с принадлежащими ему сотовыми компаниями, абонентская база которых насчитывает более 12 млн человек."
Image
Смартфон МТС с ГЛОНАСС
Звучали также слова про выпуск RFID чипов для карт метро и так далее... Но более всего интересен слух про ГЛОНАСС-чипы:
"Представители АФК «Система» объяснили, как будет организован выпуск первого в мире телефона с навигацией ГЛОНАСС/GPS. В марте 2011 г. МТС начнёт продажу такого телефона. Он будет выпущен на заводах компании ZTE в Китае и оснащён чипом Qualcomm по технологии 45 нм. Тем временем специалисты завода «Микрон» в Зеленограде будут осваивать выпуск аналогичного чипа по технологии 90 нм. На их основе с 2012 г. станут делать отечественные смартфоны — чипы станут первой российской деталью ГЛОНАСС-телефона."
Сделать чип для сотовых телефонов, выпускаемых миллионами - идея очень хорошая. Мобильные устройства - это большой рынок. Конечно, выпускаемый МТС смартфон с упомянутым чипом вряд ли можно назвать "убийцей iPhone 4" - он не составит конкуренции даже "Nokia Lumia 710" с тем же чипом и той же ценой. Но направление выбрано верно. Во-первых, это более всего имеет отношение к той проблеме, с которой столкнулась наша "оборонка" - нужна отечественная начинка для спутников системы ГЛОНАСС и других космических аппаратов. А во-вторых, создать конкурента для процессора Qualcomm - весьма достойная задача, она посложнее RFID-метки или SIM-карты. Недаром американская Qualcomm сейчас снимает все сливки с рынка процессоров для мобильников - продав в 2011 году более 118 млн (!) чипов серии MSM и заработавмиллиард долларов прибыли в условиях кризиса. Ещё интереснее то, что сама Qualcomm начала встраивать в свои чипы приёмники российской системы ГЛОНАСС! Именно поэтому можно сказать какой именно чип использует МТС в своих смартфонах китайского производства - очевидно это MSM8255Turbo, выпускаемый по 45-нанометровой технологии и имеющий встроенную обработку ГЛОНАСС-сигнала.
Image
Процессор QUALCOMM MSM8255
Кроме этого чипа Qualcomm встроил ГЛОНАСС в двух-ядерные процессоры APQ8060 и MSM8960, но они начали выпускаться только в конце прошлого года. Может возникнуть вопрос - а зачем американцам вообще ГЛОНАСС, если есть свой GPS? Ответ также прост, как и неожидан: сигнал ГЛОНАСС принимается лучше GPS даже в Нью-Йорке! Так что не только для российского рынка встроил Qualcomm обработку сигнала ГЛОНАСС в свои процессоры. У системы ГЛОНАСС большое коммерческое будущее, вот о чём это говорит. И если завод "Микрон" сможет начать производство чипа-конкурента для процессоров Qualcomm, то он будет обречён на коммерческий успех. Особенно если цена будет "демократичной", а быстродействие и потребление будут не слишком уступать конкуренту...

С этой оптимистичной ноты можно вернуться и к основной теме статьи. Затронутая проблема отставания России по технологиям изготовления микросхем ведь тоже имела своё начало. И древняя шутка кэвээншиков о том, что "советские микросхемы - самые большие микросхемы в мире", не всегда была верной. Если история развития американской микроэлектроники известна и часто описывается в разных популярных изданиях, то с советской микроэлектроникой дело обстоит похуже. В частности довольно познавательная статья на сайте IXBT "Закон Мура против нанометров" достаточно полно отражает историю развития микроэлектроники в США, но совершенно игнорирует отечественную историю. Более того, её автор почему-то в сугубо технической статье допускает и глупые политические выпады в адрес сторонников социализма:

"Товарищи из социалистического лагеря немедленно потребуют убрать тлетворное влияние частной собственности на средства производства и привести примеры ударных капиталистических строек, перевыполнения планов и прочие Закрома Родины — если таковое наблюдалось. Ну что ж… К 1961 г. авторитет США в мире был низок как никогда. 12 апреля стало ясно, что СССР постоянно выигрывает у США в космической гонке. 15 апреля США начали операцию “Pluto” (более известную как “Высадка в заливе Свиней”) по свержению Фиделя Кастро, ставшую одним из самых больших провалов ЦРУ. Ещё помнился перехват Гэри Пауэрса под Свердловском, когда президент Эйзенхауэр загнал себя и страну в ловушку, пытаясь скрыть разведывательный характер полёта “U-2”. Нужна была некая национальная идея — знакомо?… 25 мая только что избранный Джон Кеннеди во 2-й раз обратился к нации (что само по себе необычно — обращения являются ежегодными) и заявил: «Я хочу верить, что мы сможем доставить человека на Луну и вернуть обратно до конца этого десятилетия».

В отличие от “построения коммунизма к 1980 г.”, о чём в октябре того же 1961 г. заявил Никита Хрущёв, такая задача была не менее технической, чем идеологической. Помимо ракет и кораблей, надо было создать системы управления, которые сначала полетят на Луну в одиночку (в исследовательских миссиях), а затем будут отвечать за безопасность живых людей. А пока у США был лишь 15-минутный суборбитальный полёт и слабые ракеты. Поэтому программе выделили астрономические деньги (в сегодняшних ценах — 170 млрд. долларов) и присвоили высший приоритет. По микроэлектронной части роль главного героя отводилась навигационному компьютеру для Аполлонов (Apollo Guidance Computer, AGC). До того момента первые чипы были относительно медленные и продавались по цене в несколько раз больше аналогичного набора дискретных элементов. И только в авиакосмических применениях миниатюрность и энергоэффективность оказались важнее недостатков, хотя ИС содержали лишь несколько компонентов."

Я тоже не буду сторониться политики и отвечу в тон этому "аналитику", проштудировавшему американский сайт по истории электроники. Все "ударные капиталистические стройки", от федеральных хайвеев до полётов на Луну - результат государственных (по-сути социалистических) методов вмешательства в рынок. Это государство выделило 170 млрд долларов на полёты к Луне, а не миллиардер Рокфеллер. Частники не способны на крупные инфраструктурные проекты, тем более в общественных интересах. Частник "копает картошку" исключительно для себя на уже готовом огороде, в то время как государство "строит дачи" и дороги к ним для всех. Это что касается идеологии. А что касается истории, то заметим, что толчком к развитию микроэлектроники в США послужила именно государственная космическая программа. Без неё не было бы Intel c многомиллиардным оборотом. Ибо первые интегральные схемы Intel на коммерческом рынке не были нужны. Только военные и NASA раскрутили их производство. Напоминает современную ситуацию в России, правда? Крупные государственные проекты всегда служили локомотивом развития техники и экономики страны в целом. И очень хочется, чтобы современное и будущее руководство в Кремле понимало это.
Image
Первая американская микросхема - триггер из 4 транзисторов

Но вернёмся к истории. Первая в мире микросхема конечно была создана в компании Texas Instruments и была продемонстрирована Джэком Килби (Jack Kilby) 12 сентября 1958. Микросхема представляла собой крошечную полоску германия на стеклянной подложке. Она состояла из одного транзистора, нескольких резисторов и конденсатора. Схема была очень примитивна по сегодняшним меркам, но она работала и открыла новый принцип миниатюризации - размещение нескольких элементов электронной схемы на одном кристалле полупроводника. Его успех разделил Роберт Нойс, один из основателей Fairchild Semiconductor (1957), и основатель, совместно с Гордоном Муром, корпорации Intel (1968). Он сделал примерно тоже самое, но на кремниевой пластине.

Килби в 2000 г. получил за создание микросхемы Нобелевскую премию (разделив ее с Ж. Алферовым). Нойс премию не получил, поскольку скончался в 1990 г., а премия не присуждается посмертно. То была история изобретения. Датой же рождения микроэлектроники как новой отрасли нужно считать 1962 год, когда фирмами Fairchild Semiconductor и Texas Instruments началось серийное производство интегральных схем серии "SN-51". Первые американские интегральные схемы (ИС) представляли собой простейшие триггерные схемы из нескольких транзисторов и были ограниченного применения - служили в основном как элементы памяти.

В том же 1962 году в СССР Рижским заводом полупроводниковых приборов была выпущена опытная партия микросхем "Р12-2" (в дальнейшем получили название ИС серии 102), которые реализовывали логическую функцию "2НЕ-ИЛИ" - универсального элемента для любых цифровых схем. На её основе в 1963 году были собраны уже первые гибридные интегральные схемы (ГИС) серии "Квант" (позже получившие обозначение ИС серии 116). По части гибридных схем (схем с двумя уровнями интеграции) СССР был первым. Серия 102 производилась без каких-либо модификаций в интересах обороны в течении 30 лет.

Image
Первая советская микросхема - функция 2НЕ-ИЛИ
В отличии от американцев история появления первых ИС в СССР была совершенно "тоталитарной":
На РЗПП (Рижский завод полупроводниковых приборов) проводились активные работы по автоматизации производства германиевых транзисторов типа П401 и П403 на основе создаваемой заводом технологической линии "Аусма". Ее главный конструктор (ГК) А.С.Готман предложил делать на поверхности германия токоведущие дорожки от электродов транзистора к периферии кристалла, чтобы проще разваривать выводы транзистора в корпусе.
 
Но главное, эти дорожки можно было использовать в качестве внешних выводов транзистора при бескорпусной их сборке на платы (содержащие соединительные и пассивные элементы), припаивая их непосредственно к соответствующим контактным площадкам. Предлагаемый метод, при котором токоведущие дорожки кристалла как бы целуются с контактными площадками платы, получил оригинальное название – "поцелуйная технология". Но из-за ряда оказавшихся тогда неразрешимыми технологических проблем, в основном связанных с проблемами точности получения контактов на печатной плате, практически реализовать "поцелуйную технологию" не удалось. Через несколько лет подобная идея была реализована в США и СССР и нашла широкое применение в так называемых "шариковых выводах" и в технологии "чип-на-плату". Тем не менее, аппаратурные предприятия, сотрудничающие с РЗПП, в том числе НИИРЭ, надеялись на "поцелуйную технологию" и планировали её применение.

Весной 1962 года, когда стало понятно, что её реализация откладывается на неопределённый срок, главный инженер НИИРЭ В.И.Смирнов попросил директора РЗПП С.А.Бергмана найти другой путь реализации многоэлементной схемы типа 2НЕ-ИЛИ, универсальной для построения цифровых устройств. Директор РЗПП поручил эту задачу молодому инженеру Юрию Валентиновичу Осокину. Организовали отдел в составе технологической лаборатории, лаборатории разработки и изготовления фотошаблонов, измерительной лаборатории и опытно-производственной линейки. В то время в РЗПП была поставлена технология изготовления германиевых диодов и транзисторов, ее и взяли за основу новой разработки. И уже осенью 1962 года были получены первые опытные образцы германиевой твёрдой схемы 2НЕ-ИЛИ (поскольку термина ИС тогда не существовало, из уважения к делам тех дней сохраним название "твёрдая схема" – ТС), получившей заводское обозначение Р12-2. Она содержала два германиевых p-n-p-транзистора (модифицированные транзисторы типа П401 и П403) с общей нагрузкой в виде распределённого германиевого резистора р-типа.

Коротко говоря, у нас первую интегральную схему сделал по поручению начальства молодой инженер Юрий Осокин. Весной 1962 года получил приказ - осенью микросхема была готова. Отдали бы приказ раньше - раньше была бы и микросхема. Ни о каком копировании речи не было - технология была совершенно иной, она мало походила на "планарную" технологию американцев. Об американских успехах на рижском предприятии ничего не знали. В будущем Юрий Осокин - главный инженер и генеральный директор ПО "Альфа" (бывшего РЗПП) - головного предприятия Минэлектронпрома (ныне малоизвестный обладатель более сорока авторских свидетельств на изобретения как пенсионер проживает в Риге).
Image
Советская гибридная интегральная схема - серия 116

В 1963 г. в НИИРЭ была разработана конструкция модуля, в котором объединялось четыре ТС Р12-2. На микроплату из тонкого стеклотекстолита размещали от двух до четырёх ТС Р12-2 (в корпусе), реализующих в совокупности определённый функциональный узел. На плату впрессовывали до 17 выводов (число менялось для конкретного модуля) длиной 4 мм. Микроплату помещали в металлическую штампованную чашечку и заливали полимерным компаундом. В результате получилась гибридная интегральная схема (ГИС) с двойной герметизацией элементов. Это была первая в мире ГИС с двухуровневой интеграцией, выпускалась она под названием серии 116 ("Квант").

Заказчиками и первыми потребителями ТС Р12-2 и гибридных схем на её основе были создатели ЭВМ "Гном" для бортовой самолётной системы "Купол" (НИИРЭ) и военно-морских и гражданских АТС (завод ВЭФ). Большой жизненный цикл этих изделий определил и необычайно долгую жизнь самих микросхем. В конце 1989 года Ю.В. Осокин, тогда генеральный директор ПО "Альфа", обратился к руководству Военно-промышленной комиссии при СМ СССР с просьбой о снятии серий 102, 103, 116 и 117 с производства ввиду их морального старения и высокой трудоёмкости (за 25 лет микроэлектроника далеко ушла вперед), но получил категорический отказ. Заместитель председателя ВПК В.Л. Коблов сказал ему, что самолёты летают надёжно, замена исключается. И полагаю, что Коблов был прав - зачем менять то, что и так отлично работает?

Новое нужно внедрять тогда, когда это действительно необходимо, когда требуется дополнительная функциональность. А если старое оборудование выполняет все необходимые функции и работает надёжно? У военных нет понятия моды, им "гаджеты" не нужны, им нужно надёжное выполнение поставленной задачи. После распада СССР ИС серий 102, 103, 116 и 117 выпускались ещё до середины 1990-х годов, а ЭВМ "Гном" до сих пор стоят в штурманской кабине "Ил-76" и некоторых других самолётов. Мало кто догадывается, что внутри бортового вычислительного комплекса стоит самая первая отечественная ИС. Супернадёжная - самолёты не падают.

Продолжение истории отечественной микроэлектроники связано уже с развитием производства в Зеленограде и Ленинграде. В Ленинграде история началась с организации специальной лаборатории СЛ-11 в 1956 году, целью работы которой была миниатюризация электронного оборудования. Лаборатория была создана, как и полагалось тогда, постановлением Правительства, а его инициаторами были два инженера - Филипп Георгиевич Старос и Иосиф Вениаминович Берг. Эти имена я уже упоминал - два талантливых инженера имели и другие имена, будучи до 1950 года гражданами США. Они придерживались коммунистических взглядов и попали под преследование американскими властями на волне маккартизма.

Вынужденные эмигрировать сначала в Чехословакию, а затем в Россию они взяли новые имена. Может прозвучать сенсацией, но советская микроэлектроника в своём развитии во многом обязана именно этим двум эмигрантам из США. Биографии этих людей чрезвычайно интересны, но в силу новых веяний в политике, вряд ли станут широко известны. Сейчас более популярны истории с противоположным сюжетом - с бегством учёных из тоталитарного СССР в США. Но бывало и наоборот. Известный исследователь истории отечественной электроники Малиновский так описывает биографию одного из них:

"Альфред Сарант получил степень бакалавра по электронике в университете Купер-Юнион в Нью-Йорке в 1941 году. Он работал в области проектирования систем связи в Форт-Монмарт (Нью-Джерси), лаборатории ядерной физики в Корнелльском университете в Итаке (штат Нью-Йорк). В Корнелле он был участником строительства циклотрона. К 1950 году он приобрёл достаточный опыт в области систем связи, включая радары; некоторые знания первых американских компьютеров и электронного оборудования циклотрона, а также знания уникальной организационной структуры лаборатории Белла. До 1944 года Сарант был членом американской компартии. Есть сведения, что он и Юлиус Розенберг принадлежали к одной и той же партячейке. Полагают, что в Корнелле он был создателем местных профсоюзов. Его сестра описывала его как в высшей степени идеалистического человека. Федеральное бюро расследований допрашивало Саранта летом 1950 года, сразу же после ареста Юлиуса Розенберга. Сарант, однако, не был арестован. После допроса он получил разрешение навестить родственников в Нью-Йорке. Здесь к нему присоединилась его приятельница, и 9 августа 1950 года, используя фальшивые документы, они пересекли американо-мексиканскую границу. После этого имя Саранта исчезло из публикаций. Пять лет спустя американский инженер Филипп Старос приехал в СССР из Чехословакии."
С этого момента американский инженер, известный в СССР уже как Филипп Георгиевич Старос, стал разработчиком советской вычислительной техники, главой ленинградского конструкторского бюро микроэлектроники. Управляющие ЭВМ УМ1-НХ и К-200, разработанные этим инженером, имели рекордно малый вес при довольно высокой производительности. Но самое важное то, что группой Староса был разработан проект создания Центра микроэлектроники в Зеленограде, который ныне является частью Москвы, своеобразной "кремниевой долиной" под Москвой. Хрущёв посетил ленинградское бюро в 1962 году и своими глазами увидел, какие возможности открывает развитие микроэлектроники. В результате он поддержал решение о развитии Центра микроэлектроники в том же 1962 году, в год появления первой советской ИС.

Продолжение следует...

Источник: http://malchish.org/index.php?option=com_content&task=view&id=390&Itemid=35http://malchish.org/index.php?option=com_content&task=view&id=391&Itemid=35http://malchish.org/index.php?option=com_content&task=view&id=393&Itemid=35http://malchish.org/index.php?option=com_content&task=view&id=400&Itemid=35http://malchish.org/index.php?option=com_content&task=view&id=403&Itemid=33


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить