Информационные технологии в СССР. Создатели советской вычислительной техники
Шрифт:
БЭСМ-6 в Новосибирском институте теоретической и прикладной механики, 1970-е годы
Объем ОЗУ БЭСМ-6 мог составлять от 32 до 128 тыс. машинных слов. Память собиралась из блоков емкостью по 4 Кслов, состоявших из матриц на ферритовых сердечниках диаметром 2 мм, каждый из которых пронизывался четырьмя тонкими проволочками. В то время прошивка матриц производилась вручную, и только через много лет эта нелегкая работа была автоматизирована.
ОЗУ дополнялось промежуточной памятью на магнитном барабане емкостью 512 тыс. слов. Кроме того, могли быть подключены 32 внешних накопителя на магнитной ленте, каждый емкостью до 1 млн слов. К БЭСМ-6 возможно было подключение дисков и графопостроителей, однако до начала семидесятых они отсутствовали: в комплектацию серийных
В электронных схемах БЭСМ-6 использовано 60 тыс. германиевых транзисторов и 180 тыс. полупроводников-диодов, общая тактовая частота — 10 МГц, быстродействие — 1 млн операций с плавающей запятой в секунду. Для сравнения — в мультипроцессорной CDC 6600 (1964 год) примерно в 6 тыс. типовых модулей было упаковано около 400 тыс. транзисторов, причем более прогрессивных, чем в БЭСМ-6 — кремниевых, с временем переключения около 5 нс (хотя основная тактовая частота в этой машине была такой же, как в БЭСМ — 10 МГц) [1.17]. И все-таки CDC 6600 не превышал БЭСМ-6 по производительности. Вот что значит продуманная и тщательно оптимизированная архитектура!
Участники разработки БЭСМ-6 в день награждения Государственной премией СССР, 1969 год. Третий слева — В. А. Мельников, за ним — А. А. Соколов, второй справа — С. А. Лебедев
Типовые германиевые советские транзисторы начала 1960-х годов (например, такие, как импульсные П-16 или высокочастотные П-416) имели время переключения в единицы микросекунд. Чтобы заставить их работать на частотах порядка тактовой частоты БЭСМ-6, разработчикам приходилось идти на ухищрения. Участник разработки В. Н. Лаут вспоминает [18.1]:
«Трудность с использованием транзисторов заключалась в том, что в режиме насыщения они работали очень медленно, а логические элементы с ненасыщенными триодами получались сложными из-за необходимости согласования уровней входных и выходных сигналов. И не только сложными, но и ненадежными. Некоторое время мы не видели выхода из тупика. Но тут возникла абсолютно новая идея, никогда и нигде ранее не описанная, по крайней мере, для элементов вычислительной техники. По-моему, первым ее высказал А. А. Соколов.
Суть идеи заключалась в том, чтобы в известный элемент „токовый переключатель“ ввести автономный источник питания, гальванически не связанный с другими цепями питания. Например, для этой цели можно было бы использовать миниатюрную батарейку от электронных часов. Включение батарейки между коллектором транзистора и коллекторной нагрузкой (резистором) делало переключатель элементом с согласованными уровнями входных и выходных сигналов, причем к автономному источнику питания не предъявлялось особенно сложных требований. Конечно, батарейку ставить было нельзя, так как она со временем разрядится, поэтому в реальной схеме ее заменил крошечный выпрямитель, состоящий из миниатюрного трансформатора на ферритовом кольце, двух полупроводниковых диодов и конденсатора. Назвали эти выпрямители „подвешенными источниками питания“ (ПИП)».
Участники разработки В. А. Иванов (слева), В. М. Семешкин и генеральный конструктор С. А. Лебедев на фоне БЭСМ-6
БЭСМ выпускалась московским заводом САМ в течение девятнадцати лет, с 1968 по 1987 год. В 1975 году совместным полетом «Союз — Аполлон» управляли с помощью вычислительного комплекса АС-6, в состав которого входила БЭСМ-6, причем информация обрабатывалась почти на полчаса раньше, чем у коллег в США. На БЭСМ-6 появились первые полноценные операционные системы, мощные трансляторы, ценнейшая библиотека численных методов. Основные участники разработки БЭСМ-6 (С. А. Лебедев, В. А. Мельников, Л. Н. Королев, Л. А. Зак, В. Н. Лаут, А. А. Соколов, В. И. Смирнов, А. Н. Томилин, М. В. Тяпкин, В. Я. Семешкин, В. А. Иванов) в 1969 году получили Государственную премию.
БЭСМ-6 и западные разработки
Существует (и периодически реанимируется) миф о том, что БЭСМ-6 была скопирована с первого американского коммерчески успешного полупроводникового компьютера CDC 1604, разработанного в 1960 году Сеймуром Креем. Миф базируется на совпадении некоторых технических характеристик: числа двоичных разрядов для представления числа (48), разрядности адреса (15), числа регистров общего
Генеральные конструкторы советских ЭВМ в США знакомятся с компьютерами IBM, 1959 год. Третий справа — Сергей Алексеевич Лебедев, далее по порядку Виктор Михайлович Глушков и Юрий Яковлевич Базилевский
Разумеется, и сам Лебедев, и его сотрудники внимательно следили за западными разработками. Более того, западные источники были часто более доступны, чем отечественные. Владимир Иванович Смирнов, один из разработчиков БЭСМ-6, вспоминал, что в начале работ над машиной он вместе со своими коллегами внимательно следил за всей поступающей литературой, и больше всего ценной информации почерпнул из иностранных источников, а не отечественных, многие из которых несли на себе гриф «секретно». Однако точно известно, что ключевые идеи (такие, как «водопроводный» принцип) наши разработчики, включая и С. А. Лебедева, выдвинули совершенно самостоятельно: у них не было ни возможностей, ни необходимости в копировании.
В 1992 году Россию посетил известный историк, куратор лондонского научного музея Дорон Свейд, много сделавший для сохранения памяти о компьютерных пионерах. Он приехал специально с целью приобретения БЭСМ-6 для музея. Публикация его заметок [16] об этом посещении предваряется словами, что «пресловутое технологическое превосходство США в период холодной войны было в значительной степени мифом». Свейд пишет о БЭСМ-6: «детальное изучение этого мощного советского суперкомпьютера, возможно, поможет нам вернуться к утверждениям времен холодной войны о якобы отставании российских технологий, и развеять или подтвердить некоторые мифы о технологических достижениях новых союзников».
16
Заметки Дорона Свейда (Doron Swade) под названием «Back in the U.S.S.R.» были опубликованы в журнале «Inc.» в 1996 году (см.. Заголовок статьи эксплуатирует название известной песни Пола Маккартни, исполнявшейся квартетом «The Beatles».
Титульный лист брошюры С. А. Лебедева «Электронные вычислительные машины» с посвящением жене
Ближайший конкурент БЭСМ-6, знаменитый CDC 660 °Cеймура Крея, построенный в 1964 году, обладал сравнимой производительностью в 1 млн операций с плавающей точкой в секунду, а в Европе БЭСМ-6 в течение нескольких лет оставалась самой быстрой машиной (точно так же, как БЭСМ-1 десятилетием ранее). БЭСМ-6 приобрела настолько широкую известность, что у многих наших современников даже заслонила все остальные достижения советской компьютерной техники. Сравнивая количество произведенных БЭСМ-6 за почти двадцать лет ее выпуска (355 штук за 1968–1987 годы) с 10–15 тысячами ежегодно продаваемых в 1960-е годы компьютеров одной только IBM, гарантированно приходишь к выводу об устрашающем отставании СССР в этой области. Уместно, однако, напомнить, что БЭСМ-6 — далеко не единственная советская модель, и представляет собой суперкомпьютер с экстремальной по тем временам производительностью. В настоящее время рекордные по производительности машины строят в индивидуальном порядке (собирая их из типовых «ширпотребовских» компонентов), а в те времена их выпускали серийно, но «суперов» никогда не производилось много. Так, CDC 6600 за пять лет его выпуска (1964–1969) было произведено около ста штук, что вполне сравнимо с количеством БЭСМ-6 в расчете на пятилетний период.