ЕС ЭВМ сквозь призму отечественной и мировой вычислительной техники.

Ломов Юрий Сергеевич

Введение

Система IBM 360 появилась 1964 году, она, как некоторая новая точка отсчёта в развитии ЭВМ общего назначения, дала начало ряду программно-совместимых ЭВМ единой архитектуры. Вычислительная техника (ВТ) «возмужала», и стала универсальным средством обработки данных. Безусловно, это был революционный шаг в части новых механизмов в области организации вычислительного процесса. Задачей проекта IBM 360 явился критический анализ существующих на то время компьютерных технологий и создание на его основе новых подходов или совершенствование старых, ориентированных на перспективу развития ЭВМ общего назначения. Другими словами, был осуществлён анализ и синтез идей, концепций, технологий, новых механизмов, приёмов и способов их реализации, составляющих на то время совокупные мировые научно-технические достижения. Эту огромную научно-исследовательскую работу корпорация IBM выполнила, переведя создание и проектирование ВТ на рельсы строго научного подхода взамен интуитивной изобретательской деятельности.

До появления Системы IBM 360 ВТ представляла собой набор ЭВМ различной архитектуры, определяемой её назначением. Эффективность каждой из этих ЭВМ достигалась как общими хорошо отработанными на практике приёмами, так и новыми механизмами организации вычислений. Оригинальные решения, безусловно, существовали и в наших отечественных машинах. Результаты анализа и синтеза всех эти новшеств, в том числе и компьютерных достижений нашей страны, составили основу Системы IBM 360. И этот банк мировых достижений пополнялся не механически, а путём творческого процесса их оптимизации в рамках новых требований, условий и форм в соответствии с объективными научными законами существования и развития. Таким образом, проект корпорации IBM не был простым сложением предыдущих достижений. Это была интеграция достоинств и компенсация недостатков всего многообразия механизмов в рамках одной системы на более высоком уровне их взаимодействия и с новым качеством. Практическим результатом явилась выработка интеграционно-компенсационных соглашений, выраженных в документе «Принципы работы Системы IBM 360».

Выбор пути

В Советском Союзе при всём богатстве реализуемых идей и опыте практического конструирования, признанного во всём мире, не нашлось ведущей организации, которая могла бы выполнить подобную работу. Многочисленные мощные отечественные компьютерные коллективы отраслевой науки не смогли этого сделать, поскольку каждый из них решал свою задачу. А после того, как проект IBM был не только опубликован, но и подтверждён практическими разработками ЭВМ третьего поколения, Советский Союз, как и все страны, занимающиеся ВТ, вынужден был сверять свои часы на предмет готовности и возможности разрабатывать и производить высокотехнологичную продукцию нового поколения.

Решение IBM создать ряд совместимых ЭВМ различной производительности, способных работать с одними и теми же программами, было воспринято на Западе вполне обоснованным, логичным и само собой разумеющемся – объективно закономерным этапом развития ВТ. Концептуальная составляющая проекта, а также его своевременность и необходимость не подвергалась сомнению. Кроме научно-технической составляющей, проект содержал ещё одну, не менее, даже может быть более важную, составляющую. Он предполагал и предлагал международное разделение труда при создании масштабного коммерческого проекта. Экономическая привлекательность подвигла многие, в том числе и высокоразвитые страны, отказаться от собственных разработок этой наукоёмкой и высокотехнологичной техники, включившись в международное разделение труда по развитию ВТ на основе проекта IBM. Началось совершенствование и оптимизация отдельных предложенных программных и аппаратных компонент проекта и практическая работа по его реализации во многих странах мира.

Темпы производства ЭВМ Системы 360 (в первый же месяц было заказано более 1100 машин) открывали преимущественные возможности росту экономического и военного потенциала этих стран. Компьютерная индустрия за рубежом становится важнейшей. Могли ли мы тогда с очень ограниченным парком средств ВТ второго поколения, сохранять хотя бы разумный паритет? Ответ очевиден. В странах Совета Экономической Взаимопомощи (СЭВ) положение было ещё хуже. А речь шла не много не мало, об отрасли, которая определила великую техническую революцию двадцатого века. Не учитывать это, тем более не реагировать – это та ошибка, которая хуже преступления. Странно было бы, если бы руководство страны не среагировало на этот вызов. И оно среагировало, развернув собственный проект (проект ЕС ЭВМ), взяв за основу интеграционно-компенсационные соглашения («Принципы работы Системы IBM 360»), считая, что время совместных работ с мировым сообществом ещё впереди. Что мировое разделение труда – это тот путь, который выведет человечество на путь прогресса и процветания. Проект ЕС ЭВМ по своим масштабам был таким, который, кроме СССР могли позволить себе только США. Шаг вынужденный, но необходимый. Рассчитывать мы могли только на собственные силы.

Почти полвека машины общего назначения составляли основу мирового рынка ВТ. Беспрецедентный случай в истории ЭВМ, который говорит о том, что все эти годы Система находилась в процессе постоянного развития в соответствии с растущими потребностями пользователя. Предсказать заранее такое было невозможно. Таким образом, время убедительно ответило на вопрос о научно-техническом и коммерческом уровне, выбранного в 1964 году вектора развития ЭВМ общего назначения – фундамента информационных технологий.

Проект ЕС ЭВМ: борьба мнений. Ориентация на принципы работы Системы IBM 360 вначале не вызывала особых возражений отечественных специалистов. Но по инициативе Б.И. Рамеева и М.К. Сулима 18 декабря 1969 года состоялось совещание, на котором его инициаторами было предложено ориентироваться на Систему ICL [2]. Основным аргументом обоснования этого предложения было то обстоятельство, что на Систему IBM 360, кроме «Принципов работы», нет ничего (документации, программного обеспечения, образцов моделей и т. д.) и нет возможности всё это получить как легально, так нелегально. На Систему ICL было обещано всё. Ситуация была достаточно странной.

С одной стороны, Госдепартамент США был в то время обеспокоен значительным расширением производства компьютерной техники и возможным доступом стран социалистического лагеря к технологиям их производства. В связи с этим, он ужесточает контроль КОКОМ над экспортом с целью предупреждения передачи в страны СЭВ передовых технологий производства электронной техники и ЭВМ. И вдруг, страна член КОКОМ, страна член НАТО, самый верный партнёр и соратник США, совершенно бескорыстно, как нас убеждают, обещает передать странам, против которых и разрабатываются ограничительные меры, новейшие технологии. И не только передать, но и встать плечом к плечу в конкурентной борьбе с IBM, т. е. с США. Возможно ли такое?

С другой стороны, сторонники ICL, корни которой восходят к технологиям известной американской корпорации RCA, наверно искренне считали, что предложение совместной разработки и есть приглашение к сотрудничеству в рамках международного разделения труда. Они искренне считали, или их убедили, что если официально жениться на английской красавице ICL, «деве непорочной чистоты», то это становится нашей законной отечественной разработкой, и никакого копирования. Иначе, почему после принятия решения в пользу IBM все сразу забыли об ICL, и заговорили, и до сих пор говорят, что вместо отечественного пути развития мы пошли по пути копирования? Будто выбор делался не между IBM и ICL, а между отечественной разработкой и копированием. Ориентация на мировые тенденции развития ЭВМ общего назначения и была единственно возможной для отечественной ВТ. Активнейший участник тех событий академик В.К. Левин убеждён, «что при любом другом из мыслимых тогда вариантов проведения работ результат был бы плачевным» [3].

Копирование

 Как бы там не было, в 1969 году принято решение продолжать работы с ориентацией на Систему IBM 360. Тогда и был рождён миф о копировании, который живуч до сих пор. Именно миф, поскольку мы сами себе отрезали путь копирования, приняв решение о двойном назначении ЕС ЭВМ. Проект создания техники двойного назначения не мог базироваться на зарубежной операционной системе. В ЕС ЭВМ на основе версии прототипа были созданы системы, значительно отличающиеся от каких-либо систем прототипов. В СССР выпускались также системы с повышенной защитой доступа и системы защиты данных» [4]. Так что все модели ЕС ЭВМ поставлялись с отечественными операционными системами, хотя на них работали все IBM-ские операционные системы без доработок и дополнительных настроек. Кроме того, с самого начала работ было принято решение о технических стандартах и всему спектру комплектующих, которые должны были строго соответствовать нормам, принятым в СССР и СЭВ. Конструктивное исполнение ЭВМ ЕС должно было вестись по нормам ГОСТ, а комплектующие должны были производиться в СССР и странах СЭВ.

Научные знания и опыт только реализуются в конкретных разработках, а аккумуляторами их являются коллективы разработчиков, использующие эти знания в новых разработках. Главные конструктора отечественных ЭВМ второго поколения возглавили разработку первых моделей ЕС ЭВМ и воспользовались ранее приобретённым опытом сполна. Тем более что ничто не ограничивало степеней свободы при проектировании архитектуры моделей системы, а требовало всего лишь применения во всех этих моделях некоторых обязательных элементов структуры. Архитектура моделей, не только может быть разной, она принципиально разная. Иначе нельзя построить эффективного ряда. И это не такая простая задача, как кажется на первый взгляд. То, что сегодня модели ряда представляются одной архитектурой, а их различная производительность достигается только настройкой на определённую частоту работы, демонстрирует поверхностное представление о системах совместимых машин. При выборе архитектуры модели и её оптимизации всё решал ранее полученный практический опыт разработок наших специалистов, который, как известно, является единственным критерием истины.

Таким образом, выбранный путь предполагал и был осуществлён на базе отечественного опыта, отечественных компьютерных технологий, отечественного производственного оборудования и отечественной конструкторской мысли. И другого пути быть не могло.

За прошедшие 50 лет, на основе добросовестных оценок и конструктивной критики сделаны аргументированные оценки и выводы по проекту ЕС ЭВМ, способствующие прогрессу отечественной ВТ. Кажется всё ясно. Но в последнее время появляются критические материалы и публикации, в которых утверждается, что проект ЕС ЭВМ потерпел «сокрушительный провал». Тем самым, искажается и уничтожается целый пласт истории отечественной ВТ. Когда медленно, но верно сокращалось отставание в области разработки и производства машин класса мейнфреймов. Когда в нашей стране разрабатывались и производились все классы ЭВМ для общегражданского и специального применения со всей необходимой инфраструктурой. Когда усилиями наших учёных и инженеров за короткий срок была создана и организационно оформлена созданием государственного комитета (ГКВТ), новая высокотехнологичная отрасль – разработки и производства средств вычислительной техники. И всё это было достигнуто в условиях существенной форы, которую имели западные страны. Даже за рубежом в начале 1980-х годов отмечали, что перспективы СССР и стран СЭВ в компьютерных технологиях улучшаются, хотя всё ещё остаются ограниченными. И эти выводы подтверждают конкретные факты сравнения отечественных и зарубежных разработок 1980-х годов.

Архитектура

В этот период за рубежом и у нас в стране были разработаны высокопроизводительные ЭВМ: IBM 3081 (1982 год), ЕС 1066 (1984 год) и «Эльбрус 2» (1985 год). Анализ и сравнение этих разработок даёт полную картину достижений и проблем отечественной ВТ. Вот как Б.А. Бабаян оценивает эти работы [5]: «Мы выиграли соревнование с НИЦЭВТ, который в то время копировал машины IBM, не являвшиеся суперскаляром. Мы сравнивали с двумя машинами ЕС-1060 (старая машина, аналог IBM/3033) и ЕС-1066 (самая новая на тот момент машина НИЦЭВТ, аналог IBM/3081). Мы превзошли первую в 10 раз, а вторую в 2 раза на однопроцессорном «Эльбрус-2», а на двухпроцессорном «Эльбрус-2» – в 5 раз. Это была конкуренция не с НИЦЭВТ, а с IBM, так как они сделали точные (clock precise) копии машин IBM, а технологическая база у нас была одна».

Модель IBM 3081 – это двухпроцессорный вариант серии моделей 4-го поколения Системы IBM 3080, построенной по архитектуре с присоединённым процессором. Присоединённый процессор – это процессор, не имеющий собственного кэша и использующий для доступа к оперативной памяти кэш процессора, совместно с которым он работает. Производительность присоединённого процессора составляет 45% от основного полного процессора. К тому же присоединённый процессор снижает производительность основного на 15%. Архитектура IBM 3083 (однопроцессорный вариант) является развитой скалярной. Одной из особенностей архитектуры 3081 была возможность адресации более 16 Мбайт памяти и использование 31-битной адресации вместо 24-битной как у предыдущих моделей и ЕС 1066.

ЭВМ ЕС 1068.90 – это двухпроцессорный вариант ЕС 1066, построенной по классической схеме работы двух одинаковых процессоров на общее поле оперативной памяти. Архитектура ЕС 1066 обладает многими механизмами суперскалярных компьютеров: конвейер на восемь станций (ступеней), несколько исполнительных блоков параллельного исполнения команд, предсказание ветвлений с одновременной буферизацией трёх потоков команд, технология динамического преобразования адресов, буферы быстрого преобразования адреса, т. е. кэш адресов, оставаясь всё же скалярной. Архитектура «Эльбрус 2» – суперскаляр. Эта архитектура была известна гораздо раньше, чем был создан «Эльбрус». Она использовалась корпорациями CDC и Burroughs. Также эту архитектуру использовала IBM в модели IBM 360/91 ещё в середине 1960-х годов. Это вовсе не означает, что все проблемы этой архитектуры были решены. Применение суперскаляра не только ссужает диапазон использования ЭВМ общего назначения, переводя её из зоны универсального класса в специализированный, но и требует значительного дополнительного оборудования, увеличивает стоимость и энергопотребление. Поэтому не использовалась в проекте ЕС ЭВМ. В 1972 году, промоделировав суперскаляр центрального процессора IBM 360/91 [6], мы уже знали, что «Механизм, который позволял переставлять операции, был все-таки очень сложным. При пяти-шести арифметических устройствах он не “тормозил”, а когда их стало 10-15-20, он уже не успевал, «захлебывался» [7]. Мы знали также, что дело не только в количестве арифметических устройств, а в ограниченности архитектуры SISD. С развитием структуры ЭВМ этой архитектуры становятся определяющими факторы, приводящие к нарушению непрерывности потока команд и данных. И, в этой связи, в значительной мере возросло влияние таких параметров, как логическая зависимость команд, прерывания, ветвления, конфликтность, взаимное влияние уровней обработки запросов, стратегия распределения исполнительных ресурсов и стратегия управления. Суперскаляр «захлёбывается», когда логическая зависимость команд достигала 5-6 команд. Если в 1960-х годах применение этой архитектуры было оправдано требованиями таких монстров как Лос-Аламос и НАСА, готовых на любые издержки ради решения своих задач, то к 1980-м годам архитектура SISD исчерпала себя, а высокой производительности стали добиваться другими приёмами. И те заявления, что за рубежом архитектура суперскаляра не применялась потому, что там до неё додумались только в 1995 году, является, по крайней мере, лукавством. Действительно, в это время Intel реализовала суперскаляр в микропроцессоре. Тем самым он не изобрёл, а увековечил финишный итог развития архитектуры SISD, одного из величайших достижений человеческой мысли. Сделал его всеобщим достоянием и доступным для дальнейшего широкого и разумного использования.

Производительность IBM 3083 (однопроцессорный вариант) по самым скромным подсчётам в 1,35 раза выше «Эльбруса 2» и в 3 раза выше ЕС 1066. Проверили на знаменитой задаче из Арзамаса. Время её решения на ЕС 1066 – 14,5 часов (акт государственных испытаний). Время её решения на «Эльбрус 2» – 7,25 часа [5], а IBM 3083 должна решать эту задачу за 3,2 часа, т.е. в 2,24 раза быстрее. Кроме того, IBM 3083 – одна стойка, ЕС 1066 – 3 стойки, а «Эльбрус 2» – 6 стоек (для всех машин взята центральная часть). Результат IBM достигнут, прежде всего, за счёт технологий 4-го поколения. Но ещё большую роль сыграло творческое разумное отношение к разработке. Перед разработчиками стояла дилемма: либо два полных процессора в двух стойках, каждая из которых на треть не заполнена. Это давало бы возможность получить максимально возможную производительность двухпроцессорной модели. Либо заполнить это свободное место. Но чем? Они придумали процессор без памяти – присоединённый процессор – и получили в 2-х стойках 4-х (IBM 3084), а в одной стойке 2-х процессорный вариант (IBM 3081), пусть и с несколько пониженной производительностью, по отношению к двухстоечному варианту. Но разместив в 2-х стойках 4-процессорный вариант, они окупили потери одностоечного варианта. Под каким микроскопом увидели в ЕС 1066 точную копию (clock precise) IBM 3081?

Технология

Технологии создания ЭВМ насчитывают несколько десятков позиций. Очень важно, чтобы архитектурный проект был согласован с технологическими возможностями. Не бывает так, что завтра мы начинаем разработку ЭВМ нового поколения, а сегодня уже готовы все технологии этого поколения. На момент начала разработки проекта ЕС ЭВМ технологий для создания ЭВМ третьего поколения не существовало. Разработка, освоение и эффективное использование ЕС ЭВМ была важной государственной задачей, к решению которой было привлечено более 60 организаций академий наук, промышленности и учебных заведений стран-участниц соглашения. Этими организациями создавались технологии всех отечественных ЭВМ третьего поколения. Но в большей степени их использовал проект ЕС ЭВМ, поскольку по нему делалась вся внешняя номенклатура, внешние запоминающие устройства (ЗУ), системы телеобработки и интеллектуальные абонентские пункты. Одним из достижений проекта ЕС ЭВМ является то, что в процессе разработки были созданы и доведены до уровня зарубежных стран многие компьютерные технологии. Прежде всего, это касается производственных технологий. По существу были созданы новые производства, способные выпускать высокотехнологичную продукцию крупными сериями. А вот в области элементной базы этого сделать не удалось. Во второй половине 1980-х годов удалось только запустить производство матричных БИС, строящихся на основе универсальных логических базовых матриц по технологии энергетически насыщенных ECL. И то только потому, что их конкретная функция самостоятельно программируется разработчиком ЭВМ. Так что, за уровень наших ЭВМ, на базе разработанных к середине 80-х годов технологий третьего поколения, мы были относительно спокойны. Хотя бы потому, что мы видели, как заволновались там, за рубежом. В частности, «фирма CDC купила модель ЕС 1040 (разработка и производство ГДР) и после тестирования подготовила в адрес Белого дома заключение, в котором отмечалось, что машины ЕС ЭВМ по техническому уровню мало отличаются от западных, и, следовательно, регламентация эмбарго смысла не имеет, а только наносят вред интересам фирм США. Отмечалось также, что дисковые системы CDC работают без какого-нибудь внесения изменений в операционные системы ЕС» [4]. И позиции ЕС ЭВМ только усилились после разработки моделей ЕС 1055 и ЕС 1066.

Переход на элементную базу четвёртого поколения сопровождался некоторым кризисом, вызванным матричными БИС, единственное, что было в нашем распоряжении. Матричные БИС плохо ложились на структуры CISC и позволяли проектировать по, так называемой, наобумной логике (когда структура разрезается на матричные заготовки без какого-нибудь научного обоснования). Зарубежные страны по-разному выходили из этого положения. В то время, например, появилась архитектура RISC, которая менее критична к применению матричных БИС. За рубежом уже было разработано несколько машин четвёртого поколения: серии 470 и 580 фирмы Amdahl, ЭВМ M200H фирмы Hitachi и ЭВМ серии 4300 фирмы IBM. В этих ЭВМ на БИС использовались различные типы конструкций: кассетный (ЭВМ серий 4300 и M200H), плоскостной (ЭВМ серии 470), этажерочный (ЭВМ серии 580). К тому времени наши технологии позволяли реализовать подобные типы конструкций. Но мы пошли по пути максимального снижения многочисленных проблем при проектировании на матричных БИС и разработали технологию линии ЕС1087-ЕС1181, моделей четвёртого поколения [8]. IBM в моделях серии IBM 3080, наоборот, пошла на беспрецедентное усложнение технологии, справедливо считая, что правильный выход из создавшихся проблем только один – создание БИС с осмысленной регулярной логикой, т. е. микропроцессоров. Сколько лет IBM работала над этой технологией – не известно, но если бы мы начали подобную разработку, то точно теперь известно, что закончили бы её тогда, когда она была бы никому не нужна. И они сделали шаг в этом направлении, разработав сложную промежуточную структуру – керамический модуль TCM100 (Thermal Conduction Modul). Вся технологическая сложность заключалась в специальной керамике с 33 слоями, где размещались 118 голых чипов (flipchips), каждый и из которых содержал 121 контакт. Модуль соединялся со следующим уровнем конструкции с помощью 1800 шариковых выводов. Этот уровень имел 36000 контактов, которые по бонд-технологии (flipchip montage) контактировали с модулями TCM100. Модули TCM100 охлаждались водой. Никто в мире не смог повторить эту технологию. С помощью её IBM обошла нас по производительности на столько, что применив самую сложную технологию, на которую были тогда способны, мы всё равно не достигли бы такой производительности. Проиграв в производительности, мы выиграли в простоте, создав конструкцию ЭВМ четвёртого поколения не требующую водяного охлаждения. Более того, было снято централизованное воздушное охлаждение.

Для использования в коммерческих проектах сегодня во всем мире используются CMOS-технологии. А современные микропроцессоры сгладили различия между архитектурами CISC и RISC.

Новая архитектура

В начале 1960-х годов, кроме появления Системы 360, произошли ещё два важных события. Были сформулированы два основополагающих фундаментальных постулата – закон Мура и классификация Флинна, которые более полувека, как нить Ариадны, ведут проектирование ЭВМ по «запутанным лабиринтам» в части их базовых и архитектурных технологий. Первым законом блестяще воспользовались при проектировании серии машин IBM 3080. Вторым – тогда, когда вместо архитектуры SISD начали реализовываться архитектура SIMD, а затем MIMD. Иногда кажется, что у нас многие поверили в то, что разработка архитектуры простой перебор вариантов, в поисках наилучшего. «Вычислительная техника – это схема архитектуры из конечного числа дискретных компонентов. Их много, но конечное число. Теоретически конечное число дискретных элементов имеет конечное число реализаций, хотя и баснословно большое. Из этого конечного числа реализаций – одна наилучшая. Её просто надо найти» [9]. И ещё, «Архитектура – это дом». Архитектура скорее стиль, объединяющий разнообразные дома, но отражающих единую идею строительства. Уже по одному этому число реализаций существенно ограничено. Такая трактовка понятия архитектуры, очевидно, навеяна высказыванием знаменитого физика Людвига Больцмана и его печатающими обезьянами. Он утверждал, что всё во вселенной, в том числе и сложность, произошло чисто случайно. И поэтому бесконечно долгое одновременное печатание тысячи обезьян рано или поздно приведёт к желаемому конечному результату. Например, к отрывку из текста «Гамлета». Ничего хорошего, кроме «Вавилонской библиотеки» (рассказ Х.Л. Борхеса), содержащей вымышленные бессмысленные тексты, полученные таким образом, создать не удалось. Дело в том, какое бы упорядоченное или сложное поведение не зарождалось, оно, скорее всего, будет разрушено следующим нажатием клавиши. Ошибочность своего постулата признал и сам Больцман, но в этом постулате есть зерно истины. Если бы этот текст не просто печатался, а вводился в компьютер, то компьютер мог бы рано или поздно интерпретировать эту бессмыслицу как некую программу. Классификация Флина и была такой программой, наметивший магистральный путь развития вычислительной техники от последовательной обработки информации к массово-параллельной. И первым, кто после архитектуры SISD вступил на дорогу SIMD архитектуры, был Сеймур Крэй, оставивший в 1972 г. CDC и организовавший собственную компанию Cray Research, которая занялась проектированием сверхбыстродействующей ЭВМ, известной под званием Cray-1. Первый экземпляр Cray-1 в 1976 году был установлен в Лос-Аламосской национальной лаборатории и стал самым высокопроизводительным продуктом ВТ. Затем были созданы Cray-X-MP (1982 г.), Cray-2 (1985 г.), Cray-Y-MP (1988 г.) и Cray-3 (1993 г.), каждая из которых открывала новые горизонты для решения высокопроизводительных задач, ставя рекорды по производительности. Обогнав запад по архитектуре «Эльбрус 2» ни тогда, ни позже, не достиг производительности ЭВМ Cray.

Хочется особо подчеркнуть, что дело не в машине «Эльбрус 2» и не в её архитектуре. ЭВМ с собственной операционной системой (ОС) и оригинальной архитектурой для тех целей и для того заказчика, для которых она создавалась, безусловно, была необходима. Дело в том, что «Эльбрус 2» не стал и не мог стать коммерческим проектом. Не стал и не мог стать ориентиром для прорыва в области суперэвм. Достижения – это когда открывается перспектива. В области универсальных вычислений достижения ЕС ЭВМ, например, открыли перспективу массовой компьютеризации страны и создания, а главное широкое использование больших систем (федерального уровня) различного применения. А вот в области супервычислений, когда сформировали план перспективных работ на основе наших достижений в виде предложений по сотрудничеству и повезли его в Китай, то оказалось, что у Китая уже всё есть, уже реализовано. Оказалось, что семнадцать лет мы топтались на месте, получая удовольствие от самих себя. Сегодня (май 2017 г.) средства массовой информации сообщили о создании в Китае квантовой ЭВМ – нового уровня параллелизма.

Разработки Сеймура Крэйя оказали огромное влияние на все проекты, в том числе на проекты ЕС ЭВМ и корпорации IBM. В 1985 году на базе ЕС-1068.90 был разработан высокопроизводительный комплекс ЕС 1066.17 (гл. конструктор Ю.С. Ломов). Производительность в базовой комплектации (4 матричных процессора ЕС 2706) составляла 200 млн. операций в секунду. Комплекс допускал присоединение до 16 устройств ЕС 2706. В этот же период в Киеве была разработана ЕС 1766 (макроконвейерная архитектура) (гл. конструктор С.Б. Погребинский) с производительностью, которая при использовании 256 устройств оценивалась в 2 млрд. операций в секунду. Разработан мультипроцессор динамической архитектуры ЕС 2704 (В.А. Торгашёв, В.У. Плюснин) с производительностью 100 млн. операций в секунду. Эти разработки не существовали виртуально. Они все прошли Государственные испытания. Более того, они производились. К этому следует добавить работы И.В. Прангишвили, М.А. Карцева, А.В. Каляева и др. Так что утверждения типа того, что в области высокопроизводительных вычислений кроме «Эльбруса 2» у нас ничего не было и путь на Олимп нам был закрыт [10], принятым в 1967 году решением, не соответствуют действительности. Путём разработки специальных устройств с суперконвейерной архитектурой и присоединение их к ЭВМ общего назначения в те годы шла и IBM для создания систем суперпроизводительности. Но логика развития высокопроизводительных вычислений вывела их на массово-параллельные архитектуры, на создание суперЭВМ, по которым она, судя по TOP500, занимает лидирующие места. В международный список самых высокопроизводительных компьютеров Top500 (июнь 2017 года) попали 169 суперкомпьютера из США, 160 – из Китая, по 17 – из Великобритании и Франции, 33 – из Японии, 28 – из Германии. Российский компьютер всего лишь на 49-м месте в мире. По этим данным можно судить, как развивалась эта отрасль, обогнавшая по архитектуре ещё в 1985 году все мировые страны на семнадцать лет.

В ряд суперкомпьютерных разработок того времени входит разработка продукта, подобный компьютерам Крэйя – «Электроника СС-БИС» (гл. конструктор В.А. Мельников).

Основные причины отставания. Когда начинался проект ЕС ЭВМ в стране, в отличие от Запада, был недостаточный парк машин, отсутствовал подготовленный пользователь, и не было адекватного западному запроса общества (потребителя) на создание новейшей техники, вследствие чего она слабо внедрялась в сферу жизни общества. И это на фоне того, что на Западе всё более мощные аппаратные и программные средства становятся товаром. Продукция выпускается большими сериями, делая её жизненно важной. В 1987 году, например, за рубежом работало более 500 больших систем с векторными возможностями (данные центра поддержки IBM). Из них, примерно, 300 установок являются чисто векторными машинами. А 200 – большими машинами с векторным механизмом. Для сравнения, потребность в отечественных машинах разработки 1980-х годов: ЕС 1066 – 522 машины, «Эльбрус 2» – 19, а все остальные от одной до четырёх установок.

Вместо выводов. «Преступные решения» якобы похоронившие «оригинальные отечественные разработки» вместе с их коллективами – это события не из 1960-х. Это из 1990-х годов. В 1960-ые сосредотачивали силы и ресурсы для решения проблем государственной важности. Организациям, занимающимся разработкой ВТ, предавали новый более высокий статус. СКБ Минского производственного объединения (МПО) им. С. Орджоникидзе, например, было преобразовано в Минский Научно-исследовательский институт электронных вычислительных машин (НИИ ЭВМ). На базе НИЭМа и с привлечением ведущих специалистов КБПА создали мощный научный и конструкторский коллектив НИЦЭВТ. Невозможно перечислить всё, что сделано в этом направлении в те годы.

В 1990-ые, наоборот распыляли силы на бесчисленные совместные предприятия, разваливали коллективы – наше главное достояние и гордились этим, совершая фактически преступление. В 90-ые «порвалась связь времён» в результате тех действий, в которых сегодня обвиняют 60-ые. Старые успехи и достижения остались в прошлом. Почти полвека нам обещают новые. Из них почти двадцать ожидаем прорывов в области суперЭВМ, как результат «честной и хорошей сделки объединения самой мощной российской фирмы в области разработки микросхем с мощнейшей международной корпорацией [12]». И чем меньше на это остаётся надежд, тем всё больше и всё навязчивей звучит критика ЕС ЭВМ. Надо же как-то поддерживать свой собственный бренд самого-самого, с таким трудом созданный мифотворчеством, и в который многие поверили, особенно молодёжь. Им же хочется гордиться достижениями своей истории.

Трудно перечислить всё, что выросло из конструкторов ЕС ЭВМ. Например, в 1990-ые годы разработка была остановлена, но катастрофы ВТ не произошло. Всё, что было наработано проектом ЕС ЭВМ, его душа, интегрировалась в чужеродное, но в совместимое тело в результате чего, было продлено существование сотням ранее созданных вычислительных центров, автоматизированных систем и сетевых устройств. Это выросло из ЕС ЭВМ, поддержавшее отечественную вычислительную отрасль в самые трудные годы.

Имея глубокие научные и инженерные знания, огромный опыт конструирования, разработчики ЕС ЗВМ правильно ориентировались в перспективах развития ЭВМ. Это позволило НИИ «КВАНТ», НИЦЭВТ, Минскому НИИЭВМ (работы В.К. Левина, К.А. Ларионова, В.П. Качкова) первыми поддержать слабеющую отрасль высокопроизводительных вычислений и направить её в русло мировых тенденций развития.

Всегда находясь в курсе уровня мировых достижений и проблем ВТ, а также имея опыт проектирования как общегражданских, так и специальных изделий с использованием всех самых передовых средств, знакомство с производственными и экспериментальными технологиями конструктора ЕС ЭВМ внесли свой вклад в развитие и совершенствование всех видов бортовой техники: «ползающих», «ездящих, «летающих», всяких иных. По инициативе генерального конструктора ЕС ЭВМ А.М. Ларионова, его заместителя В.В. Пржиялковского, главных конструкторов В.М. Карасика, А.Ф. Кондрашева и его заместителя В.И. Штейнберга было предложено обеспечить создание бортовых ЦВМ, программно совместимых с моделями ЕС ЭВМ. В последующие годы такой ряд базовых бортовых машин А-30, А-40, А-50 был реализован главным конструктором Штейнбергом В.И., ставших основой для бортовых вычислительных комплексов авиационного и мобильного базирования.

Это был качественно новый подход в бортовой тематике, сказавшийся на темпе, сроках и качестве разработок специального назначения, как у нас в стране, так и в странах СЭВ. След от конструкторов ЕС ЭВМ, например, можно увидеть в работах «НИИ «Аргон» или «НТЦ «Модуль». Вот абзац из рецензии на работу [8] главного конструктора процессора ЕС 1181 Николая Алексеевича Слюсарева: «НИЦЭВТ и, в частности 16-ое отделение, был прекрасной школой квалифицированных разработчиков ЭВТ. Сужу по себе. Перейдя на работу в основное разрабатывающее отделение НПО «Агат», я легко влился в коллектив разработчиков и, надеюсь, достойно представлял в разработке школу НИЦЭВТ. Основным своим достижением считаю разработку первых в «Агате» центральных устройств универсальных корабельных систем управления стрельбой (УКСУС) на базе ПЛИС».

И наконец, «Мейнфреймы являются примером наивысших достижений человечества, не только потому, сколько труда и способностей в них вложено, но и благодаря той великой роли, которую они сыграли и продолжают играть в жизни человека. Как бриллианты, они представляют собой комбинацию множества обычных составляющих, которые при определённом сочетании, силами природы или выдающейся мысли, становятся чем-то гораздо более совершенным, чем обычный набор компонентов» [1].

Советские инженеры, впитавшие весь опыт и все достижения, как отечественной школы, так и мирового сообщества внесли свой вклад в развитие информационных технологий мейнфреймов. Вследствие чего, свет этих бриллиантов стал немножко ярче. Это и есть то главное, что навсегда останется в истории отечественной и мировой ВТ от компьютерщиков ЕС ЭВМ.

Литература

1. История мейнфреймов: от Harvard Mark I до System z10 EC. Tom’s HARDWARE. 19.10.2009.

2. Малиновский Б.Н. История вычислительной техники в лицах. computer-museum.ru.

3. Левин В.К. Становление системы ЕС ЭВМ. История отечественной электронной вычислительной техники. Издательский дом Столичная энциклопедия. Москва. 2017.

4. Юнгникель Ханс-Георг. Аспекты технологического пути ЕС ЭВМ на фоне развития технологии ИТ и общей “архитектурной гонки” в социалистических странах — анализ с позиций 2017 года, Главный конструктор ЕС ЭВМ от ГДР с 1981 по 1990 г.г. http://www.eser-ddr.de/ 06.03.2017.

5. Бабаян Б.А. История создания ЭВМ «Эльбрус». ИОЭВТ. – М.: Издательский дом “Столичная энциклопедия”. 2014.

6. Ломов Ю.С., Сахнюк М.А. Сложные системы и моделирование. Тезисы доклада республиканского семинара. Киев,1972.

7. Ходаренок М. Россия – лидер в сфере вычислительной техники. Военно-промышленный курьер. №26 (43), 14.07.2004

8. Ломов Ю.С. История создания старших моделей ЕС ЭВМ. ИОЭВТ. –М.: Издательский дом “Столичная энциклопедия”. 2017.

9. Бабаян Б. Задача – сделать наилучшую компьютерную технологию. Страницы истории отечественных ИТ. Компания АйТи. Виртуальный компьютерный музей. 2017.

10. Сосновский В., Орлов А. Советские компьютеры: преданные и забытые. (Полная версия). (ВЕЛИКАЯ СТРАНА СССР Адрес доступа http://www.great-country.ru)

11. Медведев Д. А. Стенограмма «Начало совещания с членами Совета Безопасности по вопросам создания и применения суперкомпьютеров, 28 июля 2009 года». URL: http://kremlin.ru/transcripts/4959

12. Дорохов Р. Эльбрус inside. Ведомости. 24.05.2004

13. Советские компьютеры могли переплюнуть IBM? INTERNETUA. 20.01.2010. URL: http://internetua.com/Covetskie-kompuateri-mogli-perepluanut-IBM.

Источник: www.computer-museum.ru

Комментарии: