אימג'ינריום של מדע. חלק 2

2024 מְחַבֵּר: Seth Attwood | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-16 16:05

לאחר כניסת מערכת ההעתקה לדוגמאות אמריקאיות והופעת סדרה של מכונות של האיחוד האירופי - עותקים של IBM360 / IBM370 האמריקאית, ההתפתחויות של ברית המועצות עצמה בתחום טכנולוגיית המחשבים לא פסקו. עם זאת, הם נכנסו כמעט לחלוטין למסגרת של פרויקטים צבאיים - הצבא לא רצה להשתמש רק בעותקים, ואפילו גרוע יותר מהפיתוחים שלהם עצמם. הייבוא לא התאים להם בגלל "סימניות" אפשריות - תכונות לא מתועדות של אלקטרוניקה שיכולות להשבית את האלקטרוניקה לטובת אויב פוטנציאלי. ITM ו-VT, שמנהלם היה האקדמאי לבדב, למרות שהוא המשיך להיות רשום כמכון אקדמי, הפכו למעשה למחלקה צבאית והעבודה נמשכה שם לשיפור ה-BESM-6 וה-M-40, M-50 הצבאי. התוצאה של עבודה כזו הייתה קו אלברוס, שהמשימות העיקריות שלו היו המשימות למערכת ההגנה נגד טילים. ראשית, על בסיס המחשבים הצבאיים 5E261 ו-5E262, נוצר קומפלקס מחשבים מרובי מעבדים "Elbrus-1" עם פרודוקטיביות של 15 מיליון פעולות / שניות. בשלב השני, ה-Elbrus-2 MVK נוצר עם קיבולת של 120 מיליון פעולות / שניות. ל-Elbrus-3, שפיתוחו הושלם עד סוף שנות ה-80, היו ביצועים של 500 MFLOPS (מיליוני פעולות נקודה צפה בשנייה).

מחווני ביצועים למחשב הם דבר מאוד יחסי, תלוי גם במאפיינים ארכיטקטוניים וגם ביעילות של מהדרים משפות תכנות. לכן, לעתים קרובות נעשה שימוש במדדים להשוואת ביצועים בעולם האמיתי. בשנת 1988, S. V. Kalin מדד את הביצועים של ה-CPU של ה-MVK "Elbrus-2" ב-24 "מחזורי ליברמור", ולפי תוצאות הבדיקות הללו, הערך ההרמוני הממוצע של הביצועים היה 2.7 MFLOPS. לשם השוואה, למעבד Cray-X MP (הפיתוח המפורסם ביותר של סימור קריי ב-1982) יש מחוון דומה - 9.3 MFLOPS (בתדר שעון גבוה פי 5 מזה של ה-Elbrus-2 MVK). יחס זה מצביע על היעילות הגבוהה של ארכיטקטורת Elbrus, המאפשרת לבצע יותר פעולות בכל מחזור מעבד.

הארכיטקטורה של מעבדי Elbrus כבר הייתה שונה משמעותית מה-BESM-6 הישן והייתה שונה מאוד מהמסורתי. הליבה של "Elbrus 3-1" הייתה מעבד מסוע מודולרי (MCP), שתוכנן על ידי אנדריי אנדרייביץ' סוקולוב. סוקולוב היה שותף בכל הפרויקטים המשמעותיים ביותר של מכון לבדב, מ-BESM-1 ועד AS-6. וזה היה הכישרון ההנדסי של סוקולוב שעמיתיו השוו לא פעם לכישרון של סימור קריי - יריבו הקבוע של לבדב בתחרות המחשוב הסופר-מהירות. "ה-MCP היה מעבד רב עוצמה המסוגל לעבד שני זרמים עצמאיים של הוראות. מכשירי הצינור של המעבד עבדו עם שני סוגים של אובייקטים - וקטורים וסקלרים. נראה היה שסקלרים נדחסו לתוך צינור וקטור ועובדו בין שני רכיבים וקטוריים סמוכים. מספר ערוצי גישה סיפקו עד 8 שיחות מקבילות לזיכרון במחזור אחד." כמעט כל המאפיינים האדריכליים של אלברוס היו מקוריים לחלוטין, אבל הם נקראים לעתים קרובות עקרונות ההשאלה מ-CDC ו-Burroughs, וזה שקר ברור. לבדב החל להשתמש גם בצינור וגם בעקרונות של מחשוב מקבילי קודם לכן.

מכון לבדב עדיין במיטבו, לאחר שעבר את עידן הילציניזם, אמנם בהפסדים משמעותיים, אך מבלי לאבד את הפוטנציאל היצירתי שלו. נכון, בגלגול חדש - באפריל 1992, על בסיס המחלקות של מכון לבדב למכניקה מדויקת וטכנולוגיית מחשבים, נוצר MCST, שהמשיך בפיתוח ארכיטקטורת אלברוס. באותה שנה, אחד מהעובדים המובילים במכון B. A. Babayan ורוב מומחי MCST נשכרו על ידי תאגיד אינטל הענק לעבוד בסניף הרוסי שלו. זה אולי נראה מגוחך, אבל אינטל הייתה אז שאפשרה לשמר אנשי בית בתחום האלקטרוניקה, תוך שאילה, כמובן, את הפיתוחים המשמעותיים של המכון יחד עם חלק מהכוח אדם. על בסיס הארכיטקטורה של Elbrus MVK, המומחים של החברה החדשה יצרו בשנת 2007 את המיקרו-מעבד Elbrus, ששימש כבסיס למערכות המחשוב Elbrus-3M1, עם תדר שעון של 300 מגה-הרץ וביצועים של 4.8 GFLOPS (לשם השוואה, ל-Intel Core2Duo 2.4 GHz יש רק 1.3 גיגה-פלופ). יחד עם זאת, המיקרו-מעבד הרוסי אפילו לא דורש רדיאטור לקירור. גרסת שני המעבדים של מתחם המחשבים, הנקראת UVK/S, היא בעלת ביצועי שיא של 19 GFLOPS (עבור נתונים של 32 סיביות). זו התשובה למי שחושב שהצבא שלנו היום צריך להשתמש במחשבים אישיים של יבמ עם מיקרו-מעבדים של אינטל. למרבה המזל, זה לא המקרה. אמנם לשם כך נאלצתי לרכוש ציוד מיובא לייצור מיקרו-מעגלים.

מודול מערכת עם שני מעבדי מיקרו "Elbrus" ומכלול מחשוב "Elbrus-3M1":

המיקרו-מעבד מיוצר בטכנולוגיית 0.13 מיקרון, שאינה שיא טכנולוגי להיום, אך גם היא אינה מפגרת הרחק מאחוריהם (הטכנולוגיה נחשבה לחידוש לפני כ-5 שנים). כעת יוצא לדרך הפיתוח של המיקרו-מעבד Elbrus-S בטכנולוגיה של 0.09 מיקרון, שהיא כבר "מערכת על שבב", כלומר היא כוללת בקרי ציוד היקפי. הוא נועד ליצור מחשבי לוח יחיד בעלי ביצועים גבוהים עבור יישומים "לבישים ומוטבעים", מה שאומר שהמטוסים והטילים שלנו לא יהיו מצוידים ברכיבים מיובאים.

אבל בואו נחזור לשנות ה-60. ברית המועצות הייתה אז הראשונה בפיתוחים טכניים רבים בתחום האלקטרוניקה, שרובם בוצעו במסגרת פרויקטים צבאיים ולכן היו סודיים. ובשל הסודיות, ההישגים הללו נותרו מחוץ לתשומת לבם של היסטוריונים. היוצר של BESM-6, מעצב סובייטי מצטיין של טכנולוגיית מחשבים, סרגיי אלכסייביץ' לבדב, עיצב גם מחשבים צבאיים גרידא עבור מערכת ההגנה נגד טילים (ABM) הראשונה, שעדיין ניסיונית:

"מחשבים מיוחדים, שנוצרו בהנהגת S. A. Lebedev עבור מערכת ההגנה נגד טילים, הפכו לבסיס להשגת שוויון אסטרטגי בין ברית המועצות לארה"ב במהלך המלחמה הקרה." מחשבים מיוחדים "דיאנה-1" ו"דיאנה- 2" פותחו לאחזור נתונים אוטומטי מהמכ"ם ומעקב אוטומטי אחר מטרות. -40, וקצת מאוחר יותר M-50 (נקודה צפה). האפשרות לפגוע בטילים בליסטיים, שסיפקה הגנת טילים, אילצה את ארה"ב להסתכל לדרכים לכריתת הסכם עם ברית המועצות על הגבלת הגנת טילים, שהופיע ב-1972".

הישגי ברית המועצות בטכנולוגיית המחשב היו בעלי החשיבות הגדולה ביותר להגנה ושימשו טיעון חשוב לכריתת אמנה על הגבלת הגנת טילים … ובדיוק כשהיה לנו יתרון משמעותי בזה. לברית המועצות כבר הייתה למעשה הגנה נגד טילים משלה באמצע שנות ה-60, כשארצות הברית יכלה רק לחלום עליה. האמנה הגבילה בעיקר את ברית המועצות, לא את ארה"ב - כתוצאה מהאמנה, מערכת ההגנה מפני טילים נפרסה רק סביב מוסקבה. כשארצות הברית הצליחה סוף סוף לעשות משהו בתחום הזה (זה 30 שנה אחרי!), היא פרשה מיד מהאמנה. השאלה היא - האם היה טעם לברית המועצות לחתום על הסכם כזה? ויתרנו על מגן ההגנה מפני טילים ולא קיבלנו שום תמורה! ארצות הברית פשוט לא יכלה ליצור את שלה אז. האם הנהגת ברית המועצות ידעה על כך? אם היא ידעה, אז אמנת ABM כבר יכולה להיחשב מעשה של בגידה באינטרסים של המדינה.המצב מזכיר מאוד את 1987, אז ברית המועצות הייתה מוכנה להכניס למסלול רכיבים של מערכת הגנה מפני טילי חלל - לוויינים עם נשק לייזר "SKIF". ואז גורבצ'וב, משוכנע בהצלחתה האפשרית של התוכנית, הטיל עליה מיד מורטוריום חד-צדדי, והכריז מעל דוכן האו"ם כי ברית המועצות תנטוש את "מרוץ החימוש בחלל". ארצות הברית מתכננת לשגר לוויינים דומים למסלול רק ב-2012, 25 שנים לאחר סגירת תוכנית סובייטית דומה. לא בגלל שפתאום היה להם רצון כזה. כי הטכנולוגיות שלהם, לא בלי עזרה של מומחים רוסים, אפשרו זאת רק עכשיו. מדוע עשתה הנהגת ברית המועצות ויתורים חד צדדיים? אין גרסה רשמית של התשובה לשאלה זו.

עוד בתחילת שנות ה-60, המחשבים שלנו הצליחו לחשב את המסלולים של טילים בליסטיים, למרות העובדה שבתחילה מערכת ההגנה מפני הטילים שלנו עבדה על מחשבים איטיים למדי. למכונות ה-M-40 וה-M-50 הייתה פרודוקטיביות של 40 אלף ו-50 אלף פעולות בשנייה בלבד, בהתאמה. עם זאת, ל-5E92b, שינוי צבאי של ה-M-50, הייתה פרודוקטיביות של 500 אלף פעולות בשנייה, שבשנת 1966, שממנה החל ייצורו, היה קרוב לשיא עולמי, אם לא. ויש כאן עוד פרט לא ידוע.

בין דגמי המחשבים הסובייטיים הרבים המוזכרים לעתים קרובות, שמות של סדרת מחשבים חשובה מאוד שיוצרו במחצית השנייה של שנות ה-60 - תחילת שנות ה-70 ושימשו במלואן לרכישת הכוחות המזוינים של ברית המועצות. מדובר במכונות מסדרת 5E (5E51, 5E92b וכו'), שפותחו על ידי לשכת העיצוב של לבדב. BESM-6 ידוע ברבים, אך מעטים יודעים ש-BESM-6 התפרסם רק בגלל שהוא הפסיד במכרז האספקה לכוחות המזוינים של ברית המועצות - המכרז בו זכתה "5E". הצבא, לאחר שבחר ב-"5E", מעין "דחה" את BESM-6 והאחרון נכנס להפצה פתוחה לתעשיות אזרחיות. וסדרת 5E הייתה מסווגת ונשלחה רק לצבא. מכונות מסדרת 5E אוחדו על ידי ערוצי "חילוף בין מכונות" לרשתות מקומיות, אשר במחצית הראשונה של שנות ה-70 היוו סביבת מחשוב מרובה מעבדים כבסיס למערכות בקרת חלל ומערכות בקרת אובייקטים בחלל. מספר מחשבים שחוברים יחד בסביבת מחשוב כזו הרכיבו קומפלקס מחשוב אחד, בעל ביצועים גבוהים פי כמה מאשר BESM-6. אותו עיקרון משמש כעת כבסיס ליצירת מחשבי-על מודרניים - אלו הם מעבדים בודדים, הנאספים לרשת אחת על ידי ערוצי תקשורת מהירים. וזה דורש אמצעים מיוחדים. גם למכונות מסדרת M (M-40, M-50) הייתה מערכת פסיקה מפותחת, הן יכלו לקבל ולשדר נתונים על פני שבעה ערוצים דופלקסים הפועלים באופן אסינכרוני ברוחב פס כולל של 1 Mbit/s. שינוי M-50 - 5E92 תוכנן במיוחד לשימוש במתחמי עיבוד נתונים כאלה.

לראשונה בעולם נעשה שימוש בערוצי מרובים ברשת מחשבים ובוצעה פעולה מקבילה של התקני בקרה, זיכרון גישה אקראית, מכשירים חיצוניים וערוצי תקשורת. מבחינת מבנה ועיקרון הפעולה, הייתה זו מערכת מרובת המעבדים הראשונה בעולם… ב-1959 נבנתה רשת מחשבים ממחשבים שהיו במרחק מאות קילומטרים זה מזה - לא היו אז מתחמים דומים בחו"ל. מרכז הפיקוד והמחשב הראשי של מערכת "A" נבנה על בסיס מחשב 5E92. רשת המחשבים עצמה הייתה ייחודית במהותה, היא היא ששימשה כנקודת המוצא של המחקר, שהוביל בהמשך ליצירת מידע ורשתות מחשבים גלובליות אחרות. כמובן, הרשת הזו עצמה לא דמתה למשל לאינטרנט המודרני, אבל כמערכת של מכונות עצמאיות הפותרות קטעים עצמאיים של בעיה נפוצה ומחליפות מידע באמצעות פרוטוקולים מאוחדים, היא יכולה להיחשב למבשרת הרשתות העולמיות של ימינו.הרשת הדומה הראשונה, המחברת שני מחשבי TX-2 במסצ'וסטס ו-Q-32 בקליפורניה באמצעות קו טלפון, נוסתה רק ב-1965… ב-4 במרץ 1961 נוסתה בהצלחה מערכת הגנה נגד טילים - ה- ראש נפץ של טיל R-12 הושמד. הניסוי הראה שהמשימה של לחימה במטרות בליסטיות זוגיות המורכבות מגוף טיל בליסטי וראש נפץ גרעיני שהופרד ממנו נפתרה מבחינה טכנית. בדיקות דומות התקיימו בארצות הברית 21 שנים מאוחר יותר.

מערכת A היא מערכת הגנה מפני טילים. העבודה על הגנת טילים (מערכת "A") מילאה תפקיד עצום בפיתוח טכנולוגיית המחשוב בברית המועצות: בפקודת הצבא, תוך שימוש בבסיס אלמנטים איטי יחסית, מומחים מלשכת התכנון של לבדב (ITMiVT) יצרו מתקני מחשוב אשר היו עדיפים בפרמטרים שלהם על פני זרים. הם גם יצרו גרסאות ניידות של מערכות כאלה, למשל 5E261 - מערכת בקרה ניידת רבת מעבדים בעלת ביצועים גבוהים הבנויה על בסיס מודולרי. היא הייתה זו ששימשה כחלק ממערכות ההגנה האווירית S-300PT עבור יבשתי וים:

אבל הכי חשוב, נוצרו אמצעים לחיבור מחשבים בודדים לתוך סביבת מחשוב - ערוצי תקשורת מרובים אסינכרוניים מהירים ותוכנה תואמת. והנה אנחנו מגיעים לפרויקט נוסף מאוד חשוב למדינה, המערכת OGAS - "מערכת אוטומטית לאומית לחשבונאות ועיבוד מידע", מערכת לניהול כלכלי אוטומטי בברית המועצות, המבוססת על עקרונות הקיברנטיקה. מערכת זו, שפותחה על ידי האקדמאי ויקטור מיכאילוביץ' גלושקוב, התבססה בדיוק על אמצעים טכניים כאלה.

מחבר - מקסון