Информационные технологии в СССР. Создатели советской вычислительной техники

Б. Н. Малиновский в своем очерке о С. А. Лебедеве [1.1] так писал о решении переориентироваться на копирование западной техники: «На разработку ЕС ЭВМ были затрачены огромные средства. Копирование IBM-360 шло трудно, с многократными сдвигами намеченных сроков, потребовало огромных усилий разработчиков. Конечно, была и польза, — повторили пусть устаревшую, но все же весьма сложную систему, многому научились, пришлось овладеть новой технологией изготовления ЭВМ, разработать обширный комплекс периферийных устройств, появились навыки „советизации“ зарубежных разработок. И все же при этом „варились в собственном котле“, с трудом доставая документацию на систему IBM-360. Если подумать об ущербе, который был нанесен отечественной вычислительной технике, стране, общеевропейским интересам, то он, конечно несравненно выше в соотношении с полученными скромными (не по затратам труда и средств!) результатами».

Принятие решения о копировании IBM/360, несомненно, привело и к ряду положительных последствий. Одним из них было то, что в сравнительно короткий срок, не более десятилетия, в СССР была создана довольно передовая отрасль по производству изделий микроэлектроники с центром в Зеленограде и заводами, расположенными по всей стране. Конечно, она была ориентирована не только на строительство компьютеров, да и создаваться начала задолго до этих споров — микроэлектронные изделия требовались буквально во всех областях техники, но, несомненно, именно потребности компьютерной отрасли заставили микроэлектронщиков скопировать основные серии западных микросхем во всей полноте. Своей школы в этой области у нас практически не было (за исключением отдельных разработок, не получивших развития), потому заимствовать технологии было, конечно, правильным решением. В России во все времена тяжело давался процесс перехода от идей к рутине, к серийному выпуску, и учиться у Запада по этой части было совершенно не зазорно. А. И. Шокину, создавшему на почти пустом месте современную микроэлектронную отрасль, удалось совершить настоящий подвиг [19] .

19

Подробно о трудностях создания микроэлектронной отрасли в СССР рассказано в книге [1.20].

Сергей Алексеевич доволен реакцией дочки Кати на свадебный подарок — сари, которое он привез из Индии, 1961 год

А вот в части носителей оригинальных идей недостатка в стране не наблюдалось никогда. Руководители отрасли, принимавшие решение о копировании, воспитывались в сталинские времена, и на памяти у них был ряд очень успешных проектов по заимствованию, выполненных на рубеже 1940–50 годов. Таких, например, как воспроизведение по приказу Сталина американского бомбардировщика Б-29 (превратившегося в Ту-4), значительно продвинувшее вперед советскую авиацию. Есть, однако, большая разница между ситуацией в авиационной промышленности в цейтнотные 1940-е, когда проводить НИиОКР было просто некогда, и в компьютерной отрасли в середине 1960-х, где имелся значительный практический и теоретический задел, ничуть не уступавший западным разработкам.

Если бы в свое время Туполев и другие авиаконструкторы ограничились последовательным копированием всех вновь создаваемых американских самолетов, добывая образцы правдами и неправдами, можно себе представить, в какой дыре очень быстро оказалась бы советская авиация. А ведь именно по такому пути направили советскую компьютерную отрасль. Расчет был на то, что скопировав западные компьютеры, мы сэкономим и на программах для них — для одной только серии IBM/360 программное обеспечение оценивалось в сумму порядка 6 млрд долларов, и разработка его занимала много миллионов человеко-лет работы. Но потом оказалось, что программы все равно приходится кардинально перерабатывать, и в результате ресурсов было потрачено не меньше, и без особого толка, потому что всерьез научиться чему-либо можно только создавая свое. Как выяснилось уже в наше время, «наворовать» и само программное обеспечение можно лишь в ограниченном объеме: даже при том, что сейчас практически весь компьютерный парк основан на западных разработках и импортных комплектующих, и строгих ограничений на распространение компьютеров и ПО уже не существует, все сколько-нибудь национально-ориентированные отрасли (бухгалтерское дело, налоги, документооборот, выборы, статистика и т. д., не говоря уж об «оборонке») все равно пришлось обеспечивать собственным ПО.

Заметим, что проблемы с традиционно хромавшим качеством ЭВМ переход к копированию западных моделей отнюдь не решил. Самуил Любицкий, начинавший программировать еще в середине 1960-х, свидетельствует [20] : «Только в 1973 мне довелось увидеть первую машину ЕС-1020. И она… не работала. Ее налаживали, налаживали, налаживали… Наконец, к концу года заработала с горем пополам, и оказалось, что машина по памяти, быстродействию, периферии слабее, чем „Минск-32“, который уже лет пять как скромно трудился себе в соседнем зале… качество техники было ужасающим, она налаживалась месяцами и требовала неустанных усилий для поддержания работы… добротная продукция братьев-демократов была каплей в море бессовестного брака, где особенной наглостью отличались „тридцатки“ — творения армянских мастеров. Те попросту приходили без трети комплектующих. Шутили, что их „разливают“ в подсобном цеху Ереванского коньячного завода».

Аналогичные высказывания можно найти почти у всех компьютерщиков тех лет. Приведем еще фрагмент из эссе другого программиста, Бориса Кушнера: «Не без печали вспоминаю появление в нашей комнате Вычислительного центра рабочей станции, мощного (конечно, по тем временам) персонального компьютера отечественного производства. На второй день компьютер стоял со снятым кожухом, иначе он перегревался, на третий день наши инженеры что-то протирали остродефицитным по понятным причинам спиртом, на четвертый день он исчез. Поступившего через пару недель собрата ожидала точно такая же судьба. Перед самым отъездом из СССР, на Конференции в Обнинске я слушал доклад о компьютеризации школы. „Представьте себе, — говорил докладчик, — мы заказали пятьдесят тысяч „Агатов“ [21] , и они все не работают!“» [1.21]. Довольно нелестные характеристики можно услышать и в адрес разработок ИТМ и ВТ (правда, уже после смерти Лебедева) — см. приложение «Опыт внедрения „Эльбрус-1“ к очерку о М. А. Карцеве в этом сборнике.

20

Копию воспоминаний Любицкого можно найти по адресу: http://dmi3s.blogspot.ru/2011/04/i.html.

21

«Агат» — советская копия одного из вариантов ПК Apple II.

С. А. Лебедеву тогда единственному удалось отстоять ИТМ и ВТ от участия в программе ЕС ЭВМ (за исключением некоторых специализированных институтов, ориентированных на военные нужды, таких, как НИИВК М. А. Карцева). Руководители отрасли пытались уговорить Сергея Алексеевича участвовать в ней и даже возглавить эту программу. Он счел, что не имеет права принять решения в одиночку, и посоветовался с коллективом, но сотрудники в большинстве поддержали его точку зрения. Свой отказ он прокомментировал так: «А мы сделаем что-нибудь из ряда вон выходящее!».

Родные Сергея Алексеевича уверены, что переориентирование на копирование западной техники существенно сократило его жизнь. Узнав, что решение повторить систему IBM-360 принято окончательно, Лебедев поехал на прием к министру. Для этого ему пришлось встать с постели. У него было воспаление легких, он лежал с высокой температурой. Министр не принял ученого — видимо, было стыдно смотреть ему в глаза, — переадресовал к заместителю. Визит закончился безрезультатно. После этого болезнь усилилась, и с 1972 года Сергей Алексеевич оказался прикованным к постели.

Восхождение на «Эльбрус»

После БЭСМ-6 Лебедев занялся планомерной реализацией идеи сверхвысокопроизводительных вычислений. Первой ласточкой на этом пути стал многомашинный вычислительный комплекс АС-6, созданный в основном под руководством ученика и помощника Лебедева В. А. Мельникова. Законченный уже после кончины Лебедева, в 1975 году, АС-6 имел производительность в 1,5 млн операций с плавающей точкой в секунду. Именно АС-6 в комплекте с БЭСМ-6 и обеспечивал столь производительные вычисления в программе «Союз — Аполлон». Но для многих нужд, научных и военных, такой производительности было недостаточно.

С внучкой Лизой, 1968 год

Начавшееся еще в начале 1950-х сотрудничество ИТМ и ВТ с военными в области разработок средств ПРО, не прекращалось и в дальнейшем. После успешных испытаний «Системы А» начинаются форсированные работы по созданию системы ПРО А-35, предназначенной для защиты Москвы. Первый комплекс А-35 был развернут в 1966 году в Подмосковье и предназначен для защиты Москвы от ракет «Титан-2» и «Минитмен-2».

Специально для этой системы под руководством В. С. Бурцева в 1961 году была разработана ЭВМ под названием 5Э92Б, о которой упоминалось выше. Полупроводниковая 5Э92Б представляла собой двухпроцессорную систему с общим полем оперативной памяти и была рассчитана на создание многомашинных комплексов с общим полем внешних запоминающих устройств. Рассредоточенные вычислительные комплексы на базе двенадцати ЭВМ 5Э92Б были связаны высокоскоростной сетью общей протяженностью более 1000 км. При этом в каждый момент времени десять машин работали, а две машины находились в «горячем» резерве. В случае отказа одной из десяти работающих машин подключалась одна из резервных, на что уходило всего несколько миллисекунд. В журнале «Суперкомпьютеры» (лето 2011 года) автор статьи о Всеволоде Бурцеве [1.22] замечает относительно машины 5Э92Б: «Есть ряд свидетельств того, что в некоторых вычислительных центрах благодаря своей уникальной надежности эти машины используют до сих пор в качестве специализированных коммутаторов информационных потоков». По свидетельству самого Бурцева, «этими ЭВМ, кроме системы ПРО Москвы, был оснащен Центр контроля космического пространства, многие информационные и научные центры военного профиля» [1.23].

Большая семья Лебедевых в 1970 году

В конце шестидесятых было принято решение о создании мобильного ракетного комплекса С-300. Этот неоднократно модернизовавшийся и имевший много модификаций комплекс противосамолетной и противоракетной защиты до сих пор является одним их самых востребованных на международном рынке вооружений. Специально для него в ИТМ и ВТ была создана одна из лучших отечественных ЭВМ 5Э26, ставшая и самым массовым советским компьютером — разных ее модификаций (5Э261, 5Э262, 5Э265, 5Э266) было выпущено полторы тысячи. Вот что писал сам Бурцев об этой машине: «Для комплекса С-300 мы создали трехпроцессорную ЭВМ 5Э26. В ней аппаратным контролем охвачен каждый процессор, каждый модуль памяти. Все процессоры работают на единую память, и при сбое отключается один процессор, а не машина. Занимая объем около 2 м³, 5Э26 обладала производительностью на уровне БЭСМ-6 — около 1 млн оп. /с с фиксированной запятой» (цит. по [1.22]).

Именно старый знакомый, бывший главный конструктор опытной «Системы А» Г. В. Кисунько (в 1960-е годы — директор ОКБ «Вымпел») поставил задачу разработать для систем ПРО вычислительную систему с производительностью 100 млн операций в секунду. В 1969 году это было нереальной задачей — даже за рубежом лучшие машины имели производительность 3–5 млн операций с плавающей точкой в секунду (по-английски Mflops). Лишь в 1975 году публике была представлена Cray-1, показавшая на некоторых типах задач производительность даже выше 100 Mflops (хотя на других типах — даже совсем невысокую [22] ), а в конце 1960-х ее еще и в проекте не существовало. Но Лебедев взялся за решение этой проблемы. Так родился проект, который Сергей Алексеевич назвал «Эльбрус» — по имени самого высокого на Кавказе пика, на который он когда-то совершил памятное восхождение.

22

Такая разница характерна для векторных суперкомпьютеров, которые за один такт делают одну операцию, но сразу над многими числами — компонентами вектора. Классическая векторная архитектура в настоящее время признана тупиковым путем: реальных задач, которые можно было бы эффективно распараллелить таким способом, немного.