Последние з могікан

Последние з могикан

Наталья Дубова.

В 1989 року завершується робота над двома останніми радянськими суперЭВМ Конец 80-х — кінець епохи радянського комп’ютеробудування. Час розквіту вітчизняних шкіл для розробки ЕОМ вже позаду. Проте їх 40-річна історія мала гідний, хоч трохи сумний фінал. У 1989 року завершується робота над двома останніми радянськими суперЕОМ — введена в дослідну експлуатацію «Електроніка СС БІС» і завершено розробка «Ельбрусу 3−1». Обидві машини — плід творчих зусиль найбільших радянських інженерів, учнів Сергія Олексійовича Лебедєва.

Коллектив розробників «Електроніки СС БІС» очолював Володимире Андрійовичу Мельников, соратник Лебедєва за багатьма проектам ИТМиВТ. Наприкінці 70-х група фахівців інституту перейшла з ИТМиВТ до НДІ «Дельта» Міністерства електронної промисловості СРСР. У МЕП освоювали виробництво нової елементної бази — великих інтегральних схем на матричних кристалах. Перед колективом Мельникова була поставили завдання — зрозуміти, наскільки реально застосування матричних БІС для створення високопродуктивних обчислювальних систем. Дослідження поступово переросли у розробку векторно-конвейерной суперЕОМ, що отримала назву «Електроніка СС БІС» (все машини в МЕП виходили під маркою «Електроніка»). З 1983 року ця діяльність доповнилася роботами в новоствореному академічному Інституті проблем кібернетики, директором якого стала академік Мельников.

Когда було вирішено паралельно з освоєнням нових технологій створювати реальну машину, постало питання про вибір архітектури. Щоб скоротити час розробки, аналізувалися які були тоді у світі суперЕОМ векторно-конвейерного типу. Зупинилися на лінії Cray. Перший заступник головного конструктора Юрій Іванович Митропольський підкреслює, що у «Електроніці СС БІС» щось копировалось — було взято в основі архітектурні принципи машини Сеймура Крея і додано власні цікаві рішення. Так було в радянської ЕОМ вдалося реалізувати виконання операції розподілу за такт замість трьох, як і Cray 1. У нашій машині на відміну американської були окремі функціональні устрою з плаваючою коми для скалярних і векторних операцій, що дозволило распараллелить обробку скалярів і векторів.

Одна із найяскравіших архітектурних знахідок розробників «Електроніки СС БІС» — масова пам’ять на напівпровідниках, яка займала проміжне становище між оперативної пам’яттю зовнішніми дисками. Вона призначалася для зберігання активно використовуваних файлів і ліквідувала дисбаланс між низькою швидкістю передачі з дисків і швидкої обробкою даних процесором. У Крея було аналогічне рішення, але з послідовним доступом до масової пам’яті. А творці «Електроніки СС БІС» зробили спеціалізований процесор, який дозволяв вибирати дані довільним чином, вираховуючи їх адреси по ходу обміну між оперативної та масової пам’яттю.

Важным досягненням було визнано створення фреоновой системи охолодження. ЕОМ такий потужності споживали багато енергії і виділяли багато тепла, тому вимагали спеціальних коштів на охолодження. Інакше вони просто ні змогли працювати. Принципи системи охолодження «Електроніки СС БІС» було вироблено практично незалежно від американців, і деякі її елементи були цілком оригинальными.

Полностью оригінальним був і програмне забезпечення, розроблене під керівництвом Віктора Петровича Иванникова і націлене на ефективність використання апаратури і оптимізацію задач.

В 1985 року досвідчений зразок успішно пройшов випробування. «Електроніка СС БІС» в однопроцесорному варіанті забезпечувала продуктивність до 250 MFLOPS, що для середини1980;х цілком відповідало суперкомпьютерному рівню. Проте готова машина з’явилася лише у 1989 року, коли її елементна база вже застаріла, а швидкодія сильно відставало від світових рівнів для високопродуктивних систем.

Тем щонайменше до 1991 року випущено чотири примірника «Електроніки СС БІС». Одне з них встановили у ще не достроенном будинку інститутів Академії наук в Москві. Але попрацювати «Електроніка СС БІС» встигла лише з тестових завданнях на калінінградському заводі. Потім почалися реформи, у економіці, фінансування проекту з боку МЕП припинилося, і роботи з «Електроніці СС БІС» були припинені. Хоча, до цьому часу, вже створили проект наступній векторної машини з продуктивністю до 10 млрд. оп/с.

Схожая судилося в однієї з останніх розробок ИТМиВТ, яка отримала назву «Ельбрус 3−1». Проект теж стартував в 80-х, 1990 року з’явилася машина, а після 1991;го було згортання робіт. Ядром «Ельбрусу 3−1» був модульний конвеєрний процесор (МКП), придуманий Андрієм Андрійовичем Соколовим. Як і Мельников, Соколов був учасником багатьох славних проектів лебедевского інституту, від БЭСМ-1 до АС-6. Колеги оцінюють його як однієї з найвидатніших комп’ютерних інженерів, часто порівнюючи саме Соколова з Сеймуром Креем. Соколов завжди йшов власним шляхом, сприймаючи і творчо переробляючи досягнення радянської влади і західної школ.

МКП був потужний процесор, здатний обробляти дві незалежні потоку команд. Конвеєрні устрою процесора працювали з цими двома типами об'єктів — векторами і скалярами. Скаляры хіба що вклинювались у векторний конвеєр і оброблялися між двома сусідніми компонентами вектора. Кілька каналів доступу забезпечували до 8 паралельних інтерпретацій пам’яті за такт. Через війну продуктивність МКП на векторних операціях досягала 500 MFLOPS. Та заодно розробники змушені були задовольнятися кристалами пам’яті ємністю трохи більше 0,5 МГбайт, і це багато в чому нівелювало переваги високошвидкісної обробки даних.

Различные компоненти «Ельбрусу 3−1» об'єднувалися так званим «системним каналом» — системою комутації і передачі. Спеціальне пристрій поєднання дозволяло підключати до МКП інші ЕОМ, зокрема микроэлектронную версію БЭСМ-6 під назвою «Эльбрус-Б». Передбачалося, що «Эльбрус-Б», мав пам’ять пристойного обсягу й багате програмне забезпечення БЭСМ-6, виступатиме в ролі провідною машини, використовуючи МКП як потужного векторно-скалярного співпроцесора.

Разработчики «Ельбрусу 3−1» отримали спадщину московський завод САМ, мав дуже кваліфікований колектив, найсильніші інженерні кадри і давній досвід співробітництва з ИТМиВТ. Проте з початку розробки системи до випуску готового зразка теж відбулося близько 10 років. У 1990 року потенційні замовники вже скептично сприйняли суперЕОМ з крихітної пам’яттю, великими габаритами і чималим енергоспоживанням. Тим більше що на радянському ринку почали з’являтися західні високопродуктивні робочі станції. В історії з МКП закінчилася відходом програмістів з наукової інституту, у комерційні організації, припиненням фінансування й повним заморожуванням работ.

Были чи перспективи в цих безсумнівно видатних машин? Учасники їх розробки єдині одному — якби процес не затягнувся на десятиліття, у першій половині 80-х продуктивність на сотні мільйонів плаваючих операцій на секунду цих ЕОМ було б на світовий рівень. Але час виявилося безнадійно втрачено, хоча у початку 90-х останні радянські супервычислители могли використовуватися, знайшлися б гроші. Найсумніший підсумок — обірвалася традиція розробок, розпалися потужні наукові колективи.

Список литературы

Для підготовки даної праці були використані матеріали із російського сайту internet.