Imaginarium of Science. Parte 2

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Última modificação: 2023-12-16 16:14

Após a introdução do sistema de cópia para amostras americanas e o aparecimento de uma série de máquinas da UE - cópias do IBM360 / IBM370 americano, os próprios desenvolvimentos da URSS no campo da tecnologia da computação não pararam. No entanto, eles entraram quase que completamente no quadro de projetos militares - os militares não queriam usar apenas cópias, e ainda pior do que seus próprios desenvolvimentos. A importação não lhes convinha por causa de possíveis "marcadores" - recursos não documentados da eletrônica que poderiam desativar a eletrônica no interesse de um inimigo em potencial. O ITM e o VT, cujo diretor era o Acadêmico Lebedev, embora continuasse listado como um instituto acadêmico, tornaram-se essencialmente um departamento militar e aí se trabalharam no sentido de melhorar o BESM-6 e os militares M-40, M-50. O resultado desse trabalho foi a linha Elbrus, cujas principais tarefas eram as tarefas do sistema de defesa antimísseis. Em primeiro lugar, com base nos computadores militares 5E261 e 5E262, foi criado um complexo de computadores multiprocessadores "Elbrus-1" com uma produtividade de 15 milhões de operações / s. Na segunda fase, foi criado o Elbrus-2 MVK com capacidade de 120 milhões de operações / s. O Elbrus-3, cujo desenvolvimento foi concluído no final da década de 80, tinha um desempenho de 500 MFLOPS (milhões de operações de ponto flutuante por segundo).

Os indicadores de desempenho de um computador são muito relativos, dependendo tanto dos recursos arquitetônicos quanto da eficiência dos compiladores das linguagens de programação. Portanto, os benchmarks são freqüentemente usados para comparar o desempenho no mundo real. Em 1988, S. V. Kalin mediu o desempenho da CPU do MVK "Elbrus-2" em 24 "ciclos Livermore" e, de acordo com os resultados desses testes, o valor harmônico médio de desempenho foi de 2,7 MFLOPS. Para comparação, o processador Cray-X MP (o desenvolvimento mais famoso de Seymour Kray em 1982) tem um indicador semelhante - 9,3 MFLOPS (em uma frequência de clock 5 vezes maior que a do Elbrus-2 MVK). Essa proporção indica a alta eficiência da arquitetura Elbrus, que permite que mais operações sejam realizadas por ciclo do processador.

A arquitetura dos processadores Elbrus já era significativamente diferente do antigo BESM-6 e era muito diferente do tradicional. O núcleo do "Elbrus 3-1" era um processador de esteira modular (MCP), projetado por Andrey Andreevich Sokolov. Sokolov participou de todos os projetos mais significativos do Instituto Lebedev, do BESM-1 ao AS-6. E foi o talento de engenharia de Sokolov que os colegas muitas vezes compararam ao talento de Seymour Krey - o rival constante de Lebedev na competição de computação de super-velocidade. "O MCP era um processador poderoso, capaz de processar dois fluxos independentes de instruções. Os dispositivos de pipeline do processador funcionavam com dois tipos de objetos - vetores e escalares. Os escalares pareciam ser encaixados em um pipeline de vetor e processados entre dois componentes vetoriais adjacentes. Vários canais de acesso forneceram até 8 chamadas paralelas para a memória em um ciclo. " Quase todas as características arquitetônicas do Elbrus eram absolutamente originais, mas muitas vezes são chamadas de princípios emprestados do CDC e de Burroughs, o que é uma mentira óbvia. Lebedev começou a usar o pipeline e os princípios da computação paralela anteriormente.

O Instituto Lebedev continua no seu melhor, tendo passado pela era do Yeltsinismo, embora com perdas significativas, mas sem perder o seu potencial criativo. É verdade, em uma nova encarnação - em abril de 1992, com base nos departamentos do Instituto Lebedev de Mecânica de Precisão e Tecnologia da Computação, foi criado o MCST, que deu continuidade ao desenvolvimento da arquitetura Elbrus. Naquele ano, um dos principais funcionários do instituto B. A. Babayan e a maioria dos especialistas em MCST foram contratados pela gigante Intel para trabalhar em sua filial na Rússia. Pode parecer ridículo, mas foi a Intel então que tornou possível reter pessoal doméstico em eletrônica, tomando emprestado, é claro, os desenvolvimentos significativos do instituto junto com uma parte do pessoal. Com base na arquitetura do Elbrus MVK, os especialistas da nova empresa criaram em 2007 o microprocessador Elbrus, que serviu de base para os sistemas de computação Elbrus-3M1, com freqüência de clock de 300 MHz e desempenho de 4,8 GFLOPS (para comparação, Intel Core2Duo 2,4 GHz tem apenas 1,3 gigaflops). Ao mesmo tempo, o microprocessador russo nem mesmo requer um radiador para resfriar. A versão de dois processadores do complexo do computador, chamada UVK / S, tem um desempenho máximo de 19 GFLOPS (para dados de 32 bits). Esta é a resposta para aqueles que pensam que nossos militares hoje têm que usar computadores pessoais da IBM com microprocessadores da Intel. Felizmente, este não é o caso. Porém para isso tive que adquirir equipamentos importados para a produção de microcircuitos.

Módulo de sistema com dois microprocessadores "Elbrus" e complexo computacional "Elbrus-3M1":

O microprocessador é feito com a tecnologia de 0,13 mícron, o que não é um recorde tecnológico para hoje, mas também não fica muito atrás (a tecnologia era considerada uma novidade há cerca de 5 anos). Já está em andamento o desenvolvimento do microprocessador Elbrus-S na tecnologia de 0,09 mícron, que já é um "sistema em um chip", ou seja, inclui controladores de equipamentos periféricos. Ele foi projetado para criar computadores de placa única de alto desempenho para aplicações "vestíveis e incorporadas", o que significa que nossas aeronaves e mísseis não serão equipados com componentes importados.

Mas vamos voltar aos anos 60. A URSS foi então o primeiro em muitos desenvolvimentos técnicos no campo da eletrônica, muitos dos quais foram realizados no âmbito de projetos militares e, portanto, eram secretos. E devido ao sigilo, essas conquistas ficaram fora da atenção dos historiadores. O criador do BESM-6, um notável projetista soviético de tecnologia da computação, Sergei Alekseevich Lebedev, também projetou computadores puramente militares para o primeiro sistema de defesa antimísseis (ABM) ainda experimental:

"Computadores especializados, criados sob a liderança de S. A. Lebedev para o sistema de defesa antimísseis, tornaram-se a base para alcançar a paridade estratégica entre a URSS e os Estados Unidos durante a Guerra Fria." Computadores especializados "Diana-1" e "Diana- 2 "foram desenvolvidos para recuperação automática de dados do radar e rastreamento automático de alvos. -40, e um pouco mais tarde, M-50 (ponto flutuante). A possibilidade de acertar mísseis balísticos, fornecida pela defesa antimísseis, obrigou os Estados Unidos a olharem para encontrar maneiras de concluir um acordo com a URSS sobre a limitação da defesa antimísseis, que apareceu em 1972."

As conquistas da URSS em tecnologia de informática foram da maior importância para a defesa e serviram como um importante argumento para a conclusão de um tratado sobre a limitação da defesa antimísseis.… E justamente quando tínhamos uma vantagem significativa nisso. A URSS praticamente já tinha sua própria defesa antimísseis em meados dos anos 60, quando os Estados Unidos só podiam sonhar com isso. O tratado limitava principalmente a URSS, não os Estados Unidos - como resultado do tratado, o sistema de defesa antimísseis foi implantado apenas em torno de Moscou. Quando os Estados Unidos finalmente conseguiram fazer algo nessa área (30 anos depois!), Eles imediatamente retiraram o tratado. A questão é - havia algum sentido para a URSS assinar tal acordo? Desistimos do escudo de defesa antimísseis e não recebemos nada em troca! Os Estados Unidos simplesmente não podiam criar seu próprio país naquela época. A liderança da URSS sabia disso? Se ela soubesse, o Tratado ABM já pode ser considerado uma traição aos interesses do país. A situação lembra muito a de 1987, quando a União Soviética estava pronta para colocar em órbita os componentes de um sistema de defesa antimísseis espacial - satélites com armas a laser "SKIF". Então Gorbachev, convencido do possível sucesso do programa, impôs imediatamente uma moratória unilateral sobre ele, anunciando na tribuna da ONU que a URSS abandonaria a "corrida armamentista no espaço". Os Estados Unidos planejam lançar satélites semelhantes em órbita apenas em 2012, 25 anos após o encerramento de um programa soviético semelhante. Não porque de repente eles tiveram esse desejo. Porque suas tecnologias, não sem a ajuda de especialistas russos, só agora o permitiram. Por que a liderança da URSS fez concessões unilaterais? Não existe uma versão oficial da resposta a esta pergunta.

No início dos anos 60, nossos computadores conseguiam calcular as trajetórias dos mísseis balísticos, apesar do fato de que inicialmente nosso sistema de defesa antimísseis funcionava em computadores bastante lentos. As máquinas M-40 e M-50 tiveram produtividade de apenas 40 mil e 50 mil operações por segundo, respectivamente. Porém, o 5E92b, uma modificação militar do M-50, teve uma produtividade de 500 mil operações por segundo, que para 1966, a partir da qual teve início sua produção, foi próxima de um recorde mundial, senão. E há outro detalhe pouco conhecido aqui.

Entre os muitos modelos de computador soviéticos frequentemente mencionados, são raros os nomes de uma série muito importante de computadores que foram produzidos na segunda metade dos anos 60 - início dos anos 70 e foram inteiramente usados para a aquisição das Forças Armadas da URSS. São máquinas da série 5E (5E51, 5E92b, etc.), desenvolvidas pelo Lebedev Design Bureau. O BESM-6 é amplamente conhecido, mas poucos sabem que o BESM-6 só se tornou famoso porque perdeu o concurso de abastecimento das Forças Armadas da URSS - concurso ganho pela "5E". Os militares, tendo optado pelo "5E", meio que "rejeitaram" o BESM-6 e este último entrou em distribuição aberta para indústrias civis. E a série 5E foi classificada e enviada apenas para os militares. As máquinas da série 5E foram unidas por canais de "troca entre máquinas" em redes locais, que na primeira metade dos anos 70 constituíram um ambiente de computação multiprocessador como base para o controle do espaço e sistemas de controle de objetos do espaço. Vários computadores reunidos em tal ambiente de computação formavam um único complexo de computação, que tinha um desempenho várias vezes maior do que o BESM-6. O mesmo princípio agora serve como base para a criação de supercomputadores modernos - são processadores individuais, reunidos em uma única rede por canais de comunicação rápidos. E isso requer meios especiais. As máquinas da série M (M-40, M-50) também possuíam um sistema de interrupção desenvolvido, podendo receber e transmitir dados em sete canais duplex de operação assíncrona com largura de banda total de 1 Mbit / s. A modificação M-50 - 5E92 foi especialmente projetada para uso em tais complexos de processamento de dados.

Pela primeira vez no mundo, canais multiplex foram usados em uma rede de computadores e foi realizada a operação paralela de dispositivos de controle, memória de acesso aleatório, dispositivos externos e canais de comunicação. Em termos de estrutura e princípio de operação, foi o primeiro sistema multiprocessador do mundo … Em 1959, uma rede de computadores foi construída a partir de computadores separados por centenas de quilômetros - não existiam complexos semelhantes no exterior naquela época. O principal centro de comando e computador do sistema "A" foi construído com base no computador 5E92. A própria rede de computadores era de natureza única, foi ela quem serviu de ponto de partida para as pesquisas, que posteriormente levaram à criação de outras informações globais e redes de computadores. Claro, essa rede em si não se parecia, por exemplo, com a Internet moderna, mas como um conjunto de máquinas independentes resolvendo fragmentos independentes de um problema comum e trocando informações por meio de protocolos unificados, ela pode ser considerada a precursora das redes globais de hoje. A primeira rede semelhante, conectando dois computadores TX-2 em Massachusetts e Q-32 na Califórnia por meio de uma linha telefônica, foi testada apenas em 1965 … Em 4 de março de 1961, um sistema experimental de defesa antimísseis foi testado com sucesso - o ogiva de um míssil R-12 foi destruída. O experimento mostrou que a tarefa de combater alvos balísticos emparelhados consistindo de um corpo de míssil balístico e uma ogiva nuclear separada dele foi tecnicamente resolvida. Testes semelhantes aconteceram nos Estados Unidos 21 anos depois.

O Sistema A é um sistema de defesa antimísseis. O trabalho de defesa antimísseis (sistema "A") desempenhou um papel importante no desenvolvimento da tecnologia da computação na URSS: por ordem dos militares, usando uma base de elementos relativamente lenta, especialistas do Lebedev Design Bureau (ITMiVT) criaram instalações de computação que eram superiores em seus parâmetros aos estrangeiros. Eles também criaram versões móveis de tais sistemas, por exemplo 5E261 - um sistema de controle de alto desempenho com multiprocessador móvel construído de forma modular. Foi ela quem foi usada como parte dos sistemas de defesa aérea S-300PT para base terrestre e marítima:

Mas o mais importante, meios de interface de computadores individuais em um ambiente de computação - canais de comunicação multiplex assíncronos rápidos e software correspondente - foram criados. E aí chegamos a outro projeto muito importante para o país, o sistema OGAS - “Sistema automatizado nacional de contabilidade e processamento de informação”, um sistema de gestão económica automatizada na URSS, baseado nos princípios da cibernética. Este sistema, desenvolvido pelo Acadêmico Viktor Mikhailovich Glushkov, foi baseado precisamente em tais meios técnicos.

Autor - Maxson