Бесценные электронные счётные машины
А вот и обещанное продолжение. Вчера мы полюбовались на подарок, изготовленный более полувека назад для одного из деятелей электронной промышленности. Сегодня же, можно сказать, подарок получили все, кто интересуется историей компьютеров.
Фрагмент плаката «Мозг человека и кибернетика», 1957
До наших дней сохранилось немало персональных компьютеров советского выпуска. Машин среднего класса уже гораздо меньше, а большие (скажем, ЕС ЭВМ) известны в единичных экземплярах. От самых же первых образцов электронной вычислительной техники, как долго считалось, остались только описания и фотографии. Оказывается, это не так! В Институте точной механики и вычислительной техники все эти годы хранились подлинные узлы от самых первых отечественных машин, созданных ещё в 1950-х. Недавно мне выпала возможность побывать там и увидеть всё своими глазами.
Первый великан
Начну сразу с главного сокровища — деталей от Быстродействующей электронной счётной машины Академии наук СССР, или просто БЭСМ.
Пульт и основные стойки БЭСМ АН СССР. Обратите внимание на ковровые дорожки — мы их ещё встретим
БЭСМ — первая «большая» ЭВМ в нашей стране, не столько буквально (хотя она действительно была огромной), сколько в плане её возможностей. Это был уже не макет или лабораторный образец, как более ранние МЭСМ и М-1, а полноценный универсальный компьютер, обладавший максимальной производительностью, достижимой при уровне технологий тех лет.
Машина была построена в 1952 г. под руководством пионера советской вычислительной техники — Сергея Лебедева. В апреле 1953-го её приняла Государственная комиссия, которую возглавлял академик Мстислав Келдыш.
Панно с портретом Сергея Лебедева в стенах ИТМиВТ
С этого момента и до самого выключения в 1960 г. БЭСМ эксплуатировалась практически круглосуточно. Огонь, вода, воздух, земля: не было стихии, где для машины не нашлось бы задач. Рассчитать динамику водородного взрыва или конструкцию плотины, траекторию космического корабля или оптимальную крутизну канала в грунте — ЭВМ выполняла любую работу, которая была для человека слишком сложной или слишком скучной. Четыре тысячи радиоламп заменяли сотню тысяч людей-вычислителей.
В восторге от новой машины были не только «физики», но и «лирики»: со временем БЭСМ научилась проигрывать музыку, отображать несложную графику и даже автоматически переводить длинные тексты с языка на язык. И всё это — при оперативной памяти, вмещавшей лишь 2048 чисел и команд. Сегодня даже в самых простых смарт-часах ресурсов в тысячи раз больше!
Знаменитый в будущем космонавт Георгий Гречко, который в середине 1950-х занимался расчётами для ракетной техники, вспоминал, как дневал и ночевал возле БЭСМ. Окна в машинном зале были открыты даже зимой, чтобы не допустить перегрева уникального научного инструмента.
Половина времени машины, — скажем, всё дневное время, — принадлежала атомщикам. Почти всё ночное — нам, ракетчикам. Когда мы ночью заканчивали считать, общественный транспорт уже не работал, а машин у нас, естественно, не было, поэтому приходилось спать там же. Было холодно, и, чтобы согреться, изобретали разные способы. Вплоть до того, что спали в коридоре: там лежали ковровые дорожки, в которые можно было завернуться и так пролежать до утра.
Мне особенно запомнилось утро, когда расчёты, наконец, были закончены <...>. Я взял ленту, на которой она была записана, вышел из института, и дождался, когда откроется гастроном напротив. Там продавали сосиски, а у нас в Подлипках сосисок не было. Я купил сосисок, положил их в сетку вместе с этой лентой и поехал на электричке в Подлипки.
Результатом их с БЭСМ ночных бдений стала траектория выведения космического аппарата, который сегодня весь мир знает как «Спутник-1».
Но когда БЭСМ морально устарела, мало кто подумал о том, чтобы сохранить её для истории. Тогда умы инженеров занимали новые вычислительные машины — более быстрые, более совершенные, более экономичные. «Старушка» БЭСМ (которой на тот момент не исполнилось и десяти лет) на их фоне уже смотрелась динозавром. Большая часть машины была безвозвратно утрачена — но тем ценнее сохранённые части.
Объявление, посвящённое выключению БЭСМ. Press F to pay respects
Остались важные детали всех её ключевых блоков: от процессора — более десятка оригинальных ламповых ячеек, от оперативной памяти — запоминающая электронно-лучевая трубка, от долговременного хранилища — магнитный барабан весом более центнера, предок современных жёстких дисков.
Ламповые ячейки от БЭСМ. В основном в машине использовались лампы 6Н8С, 6П6С, 6Х6С и 6П9
Магнитный барабан — одно из устройств долговременного хранения данных
Самая же крупная деталь от БЭСМ — это... дверь. Алюминиевая сдвижная дверь со стеклом, которая позволяла защитить хрупкие электронные лампы, но в то же время легко и быстро обеспечить доступ для их обслуживания. Таких дверей в машине было несколько, но сохранилась одна.
Спасибо ЭВМ за мирное небо
Ещё среди уникальных находок в ИТМиВТ — детали от машин, как принято говорить, «специального назначения». Прежде всего это ламповые блоки от ЭВМ «Диана», М-40 и М-50, которые использовались в системах противоракетной обороны. С помощью ЭВМ этой серии 4 марта 1961 года впервые в мире удалось сбить боевой блок баллистической ракеты другой ракетой, запущенной на перехват в точку упреждения. Обеспечить необходимые точность и скорость расчёта могла только быстродействующая ЭВМ. А ещё между М-40 и М-50 была организована первая в нашей стране компьютерная сеть. Многие «мирные» технологии имеют военное происхождение...
Ламповые ячейки от М-40 и М-50 (в центре)
Машина М-40, кстати, чуть не провалила задачу из-за ненадёжности элементной базы. В самый ответственный момент одна из электронных ламп сгорела. Только благодаря мгновенной реакции сотрудников ИТМиВТ удалось заменить блок, перезапустить компьютер и успешно послать ракету. Но в целом уже было очевидно, что время электронных ламп проходит. Новые компьютеры проектировали на основе полупроводниковых приборов — транзисторов и диодов.
Именно такую элементную базу имела БЭСМ-6 (1967) — одна из лучших советских ЭВМ, имевшая производительность до 1 миллиона операций в секунду. Для сравнения: БЭСМ в модификации 1955 года могла выполнять 8–10 тысяч операций в секунду, то есть всего за 12 лет производительность возросла стократно! Никакая другая техника не развивалась в XX веке быстрее, чем вычислительная.
Именно узнаваемое «каре» основных стоек этой машины было воссоздано в сувенире, который я показывал вчера. Первые БЭСМ-6 ещё имели оперативную память на ферритовых сердечниках, которая занимала с десяток немаленьких шкафов, а поздних моделях память уже была выполнена на микросхемах.
Восемь глухих шкафов слева от основных стоек — это как раз оперативная память
На микросхемы вскоре перешла почти вся вычислительная техника. Следующие суперкомпьютеры разработки ИТМиВТ — «Эльбрус» — были выполнены как раз на базе средних и больших интегральных схем. На первый взгляд выходит немного комично — «большая маленькая схема», но речь, как и в случае с БЭСМ, идёт не о физическом размере, а о её большой сложности, то есть большом количестве элементов, входящих в её состав, — и, соответственно, больших возможностях. «Эльбрусы» в основном имели военное назначение — в частности, одна из таких машин до начала 2020-х (!) обеспечивала работу знаменитой радиолокационной станции «Дон-2Н».
Где-то там внутри скрывается советский десятипроцессорный монстр
Наверное, у вас назрел очевидный вопрос: а куда же всё это попадёт теперь? Отвечаю: всё, что вы видите на фотографиях, станет экспонатами Политехнического музея. Теперь его коллекция вычислительной техники, и без того самая полная в стране, станет ещё богаче. На самом деле я показал далеко не всё, что удалось найти в ИТМиВТ. Есть ещё книги, фотографии, открытки, макеты, памятные вещи...
Вот такой получился роскошный подарок ко Дню информатики, который мы будем отмечать завтра — 4 декабря. Спасибо генеральному директору ИТМиВТ А.В. Князеву и руководителю центра прикладных разработок Е.В. Смирнову — без них эта передача не состоялась бы. Я как исследователь невероятно рад и предлагаю вам порадоваться вместе со мной!
