Nașterea sistemului sovietic de apărare antirachetă. Din ce a fost construit Elbrus-2?
În cele din urmă, rămâne să ne uităm la eroul ocaziei - celebra ECL-logic, pe care a fost asamblat Elbrus-2 și cu care au existat asemenea chinuri infernale în Uniune.
Ideea logicii cuplate cu emițător este destul de simplă.
Logica DTL și TTL sunt dificil de overclockat la frecvențe înalte, datorită faptului că tranzistoarele din ciclul de funcționare ajung în modul de saturație, din care ies relativ lent.
Drept urmare, s-a născut ideea de a crea un circuit în care tranzistoarele să rămână într-un mod liniar în timpul comutării.
Deci, ei pot, aproximativ vorbind, să nu pornească complet și să schimbe foarte repede căile curente.
În mod firesc, acest lucru a dus la faptul că diferența dintre nivelurile logice era foarte scăzută după standardele logicii bipolare (de ordinul a 0,8V, de 3-4 ori mai puțin decât TTL) și circuitul a devenit foarte sensibil la zgomot și la încălzire. care le-a generat (necazul a fost în faptul că, datorită implementării ideii în sine, schema nu a fost încălzită copilăresc).
Comutarea nivelului pentru fiecare 1V necesită, de obicei, aproximativ o nanosecundă, motiv pentru care TTL este atât de greu de overclockat la viteze mai mari de 3–4 ns, iar pentru ECL 1–2 ns este aproape un mod de operare fără trucuri suplimentare ( numai în circuitul scos din cutie fără trucuri, toată lumea va înghiți zgomotul).
Ce este ECL?
Puteți lăsa cheia în modul liniar folosind nu doar un tranzistor de amplificare, ci și un amplificator diferențial cu drepturi depline.
Destul de amuzant, ECL are și un strămoș de vid, deoarece este posibil să reușiți un astfel de truc cu câteva lămpi. Circuitul, numit mai târziu perechea cu coadă lungă sau diferențială (diferențial, din cuvântul „diferență”), a fost inventat în Marea Britanie, în 1934 ideea a fost publicată de inventatorul amator Bryan Matthews, iar în 1936 inginerul electrician Alan a depus un brevet. Blumlein (Alan Dower Blumlein).
Până la sfârșitul anilor 1930, topologia amplificatoarelor diferențiale a fost bine înțeleasă, iar în computere acest proto-ECL a fost lansat și de britanici, EDSAC (Laboratorul de matematică de la Universitatea din Cambridge, 1948), Pilot ACE (Laboratorul național de fizică, 1950) și alte câteva mașini timpurii, create de colegii lui Blumlein, au fost asamblate pe amplificatoare cu tuburi diferențiale.
Acest circuit are multe avantaje ca comutator: practic imun la fluctuațiile tubului (important dacă circuitul tău are mii de ele!), câștig și stabilitate ridicate, impedanță de intrare mare, impedanță de ieșire medie/scăzută.
În general, era o chestiune de timp când acest circuit va fi adaptat la tranzistori.
Rețineți că am descris doar cel mai simplu amplificator diferențial, în inginerie electrică este un circuit la fel de fundamental ca orice element NOR sau XOR din electronică. Tipul clasic de telecomandă este amplificatorul operațional, care este folosit peste tot, de la computere analogice la sisteme stereo.
Amplificatorul operațional GAP/R Vacuum Tube K2-W, inventat de George Philbrick în 1952, a devenit un clasic și a fost folosit în multe computere analogice și digitale. Pilot ACE construit de Alan Turing cu amplificatoare diferențiale în 1950. Unitate ALU de la DEUCE, o versiune de producție a Pilot ACE construită în 1955 de compania engleză electrică. DEUCE pe 32 de biți a efectuat 1850 de adăugiri pe secundă. (https://www.computerhistory.org)
Amplificatorul diferential functioneaza destul de simplu.
Un curent fix curge prin circuit cu două brațe. Dacă tensiunea de la intrarea din stânga este mai mare decât intrarea din dreapta, tranzistorul din stânga se pornește și cea mai mare parte a curentului va trece prin ramura din stânga și invers.
O mică diferență între semnalele de intrare generează o schimbare mare a curentului, deci și amplificatorul.
Adăugând o pereche de tranzistori, obținem cu ușurință o supapă de la amplificator. Pentru a face acest lucru, trebuie să fixați tensiunea într-unul dintre umeri, numind-o referință. Dacă semnalul de intrare este mai mare decât referința, acesta este considerat „1”, iar dacă este mai mic - „0”. După cum este obișnuit de la IBM, nivelul solului este de obicei folosit ca referință.
Ca urmare, avem un circuit foarte, foarte rapid care este instabil la interferențe, consumă multă energie și se încălzește în același mod. Din cauza ultimelor două motive, este dificil să creșteți nivelul de integrare a cipurilor ECL - câteva miliarde de tranzistoare CMOS se vor încălzi mai puțin și vor ocupa mai puțin spațiu decât 50 de ECL-uri.
Munca Motorola și Fairchild a fost dedicată depășirii acestor limitări.
Amplificator diferențial și invertor pe baza acestuia. Dacă semnalul de intrare este ridicat, curentul prin rezistorul din stânga va trage tensiunea în jos. Pentru a crește performanța, rezistorul inferior este înlocuit cu un absorbant de curent (violet). Curentul prin dren este controlat de o tensiune de polarizare externă. Un buffer (verde) a fost adăugat la ieșire. Buffer-ul se numește adept emițător, deoarece ieșirea este luată de la emițătorul tranzistorului, iar ieșirea repetă intrarea (circuitul de la post pe blog Ken Shirriff).
Primul computer asamblat pe ECL a fost, așa cum am spus deja, puternicul IBM 7030 Stretch, de fapt, a fost dezvoltat pentru el.
IBM a vrut să lanseze un adevărat gigant, depășind de 10-12 ori cele mai rapide computere din acel moment, desigur, niciun circuit deja cunoscut nu era potrivit pentru asta.
Inovația lui Stretch a fost logica cuplată cu emițător, creată de inginerul IBM Hannon S. Yourke. Comutatorul lui Yurke era un amplificator diferențial cu două niveluri logice de referință de 3 volți și necesita alternarea a două trepte npn și pnp.
Această schemă a fost folosită nu numai în 7030, ci și în 7090 științific, iar mai târziu - întruchipat sub forma unui GIS într-un supercomputer pentru NASA System 360 model 91.
Până la începutul anilor 1960, au fost dezvoltate multe circuite logice cuplate cu emițător, inclusiv variante cu diode Zener, care au eliminat necesitatea a două tipuri de tranzistoare.
Versiunea IBM pentru S/370 (și nu economiseau bani și foloseau ECL literalmente peste tot în a doua linie de mainframe), încorporată sub forma unui microcircuit, a fost numită CSEF (Current-Switch Emitter Follower).
Circuitul Yurke original utilizat în IBM 7030 Stretch, cipul IBM 360/91 ASLT (JL Langdon, EJ Vanderveer, Design of a High-Speed Tranzistor for the ASLT Current Switch, 1967) și celula de bază Motorola 10k.
Mai sus: consola monstruoasă a supercomputerului IBM System/360 Model 195. Cu un cost de instalare de 12,5 milioane USD și un cost suplimentar de suport de 3,3 milioane USD pe an, a fost cel mai scump computer din acei ani. Fiind un concurent direct al CDC 7600, realizat pe microcircuite ECL brevetate, Modelul 195 l-a depășit ca putere, dar a fost fabricat mai târziu și nu a fost popular (doar 1971 de mașini au fost produse în 1977–20, față de 200 de la CDC). O cartelă de la modelul 195. Observați cipurile - sunt produse de Texas Instruments, acesta a fost singurul caz din povestiricând IBM a apelat la o terță parte pentru ajutor cu lansarea! Surprinzătoare sunt și carcasele - aurite, metalo-ceramice. Fiecare circuit integrat conține 2 până la 4 porți, de obicei NAND cu 3 intrări. Timpul de comutare a porții a fost de aproximativ XNUMX ns.
Jos: diagramă logică ALD (Automated Logic Diagram) creată de software-ul IBM EDA (Electronic Design Automation) pentru proiectarea asistată de computer a circuitelor logice. Breloc de marcă cu cip MST, 4 cipuri IC sunt clar vizibile. Card MST a unui procesor mainframe IBM System/370 model 145 din 1982. Fiecare cip de pe el conținea până la 5 cipuri ECL și înlocuia o întreagă placă S/360. Copiatoarele sovietice de la NITsEVT au încercat să meargă aproape pe aceeași cale în anii 1980, pentru a înlocui un întreg TEZ cu un BMK
(http://ibm-1401.info, http://ummr.altervista.org/).
Jos: diagramă logică ALD (Automated Logic Diagram) creată de software-ul IBM EDA (Electronic Design Automation) pentru proiectarea asistată de computer a circuitelor logice. Breloc de marcă cu cip MST, 4 cipuri IC sunt clar vizibile. Card MST a unui procesor mainframe IBM System/370 model 145 din 1982. Fiecare cip de pe el conținea până la 5 cipuri ECL și înlocuia o întreagă placă S/360. Copiatoarele sovietice de la NITsEVT au încercat să meargă aproape pe aceeași cale în anii 1980, pentru a înlocui un întreg TEZ cu un BMK
(http://ibm-1401.info, http://ummr.altervista.org/).
Răspunsul sovietic la IBM 7030 a fost BESM-6, care a fost asamblat pe o versiune destul de sofisticată a ECL.
Problema cu care se confruntă dezvoltatorii a fost, în general, aceeași: creșterea performanței fără a complica prea mult circuitul, dar a existat o caracteristică specifică - mizeria bazei elementului intern.
La mijlocul anilor '60, industria sovietică a fost capabilă să producă doar două dispozitive semiconductoare rapide: dioda D18 și tranzistorul P416. Și acelea erau de calitate destul de proastă. A trebuit să inventez circuite viclene.
Esența este descrisă de unul dintre designerii BESM-6 V. N. Laut:
Industria a produs diode și triode cu germaniu discrete cu performanțe foarte slabe.
A fost posibil să se dezvolte elemente pentru o mașină de înaltă performanță pe ele?
... Până în acest moment, în literatura de specialitate au apărut multe rapoarte despre utilizarea diodelor tunel ca bază pentru circuitele logice de mare viteză. Aceste diode aveau timpi de comutare scurti, de multe ori mai buni decât tranzistoarele.
Cu toate acestea, elementele bazate pe diode tunel s-au dovedit a avea o capacitate de încărcare slabă, ceea ce a dus la complicarea circuitelor mașinii și le-am abandonat rapid ...
Dificultatea cu utilizarea tranzistorilor a fost că acestea erau foarte lente în modul de saturație, iar elementele logice cu triode nesaturate s-au dovedit a fi complexe din cauza necesității de a potrivi nivelurile semnalelor de intrare și de ieșire.
Și nu numai complex, ci și nesigur.
De ceva vreme nu am văzut o cale de ieșire din impas.
A fost posibil să se dezvolte elemente pentru o mașină de înaltă performanță pe ele?
... Până în acest moment, în literatura de specialitate au apărut multe rapoarte despre utilizarea diodelor tunel ca bază pentru circuitele logice de mare viteză. Aceste diode aveau timpi de comutare scurti, de multe ori mai buni decât tranzistoarele.
Cu toate acestea, elementele bazate pe diode tunel s-au dovedit a avea o capacitate de încărcare slabă, ceea ce a dus la complicarea circuitelor mașinii și le-am abandonat rapid ...
Dificultatea cu utilizarea tranzistorilor a fost că acestea erau foarte lente în modul de saturație, iar elementele logice cu triode nesaturate s-au dovedit a fi complexe din cauza necesității de a potrivi nivelurile semnalelor de intrare și de ieșire.
Și nu numai complex, ci și nesigur.
De ceva vreme nu am văzut o cale de ieșire din impas.
Era nevoie de o schemă de alimentare pentru a minimiza numărul de tranzistori nesiguri, iar elementul său cheie a fost inventat de același Sokolov, care mai târziu a asamblat MCP-ul pentru Burtsev (și echipa BESM-6 s-a despărțit după moartea lui Lebedev, în urma lui Melnikov sau Burtsev).
Esența ideii a fost introducerea unei surse de alimentare autonome în binecunoscutul element „comutator de curent”, neconectat galvanic la alte circuite de alimentare.
De exemplu, o baterie miniaturală dintr-un ceas electronic ar putea fi folosită în acest scop.
Includerea unei baterii între colectorul tranzistorului și sarcina colectorului (rezistor) a făcut ca comutatorul să fie un element cu niveluri consistente de semnale de intrare și ieșire și nu au fost impuse cerințe deosebit de dificile pentru o sursă de alimentare autonomă.
Desigur, o baterie nu a putut fi instalată, deoarece în cele din urmă se va descărca, așa că în circuitul real a fost înlocuită cu un redresor minuscul, constând dintr-un transformator miniatural pe un inel de ferită, două diode semiconductoare și un condensator.
Ei au numit aceste redresoare „surse de alimentare suspendate” (PIP).
Ieșirile parafazate ale comutatoarelor de curent, echipate cu adepți emițători, ar putea funcționa pe intrările circuitelor logice „ȘI”, „SAU”.
Următoarele circuite se profilează: logica combinatorie pasivă bazată pe componente de diodă-rezistoare era conectată la intrările elementelor active de amplificare, ale căror ieșiri, la rândul lor, erau conectate la intrările circuitelor combinatorii etc.
Astfel, corpul electronic al mașinii arăta ca un strat de turtă: straturi de circuite logice cu diode erau intercalate cu straturi de amplificatoare pe comutatoarele de curent.
O astfel de structură era foarte potrivită pentru implementarea unei alte idei extrem de puternice - „lucrarea de asamblare”.
Pentru a face acest lucru, semnalele de sincronizare au fost aduse și la intrarea amplificatoarelor care acționează ca declanșatori.
Cu mâna ușoară a lui Serghei Alekseevich Lebedev, circuitele transportoare au început să fie numite „alimentare cu apă” în țara noastră.
BESM-6 a fost prima mașină sovietică care a folosit transportul. Rata conductei, determinată de frecvența semnalelor de sincronizare, în BESM-6 a fost egală cu 10 MHz.
Așadar, a fost dezvoltat un sistem complet nou de elemente logice, care permite stoarcerea vitezei maxime din tranzistoarele și diodele domestice disponibile, nu foarte de înaltă calitate.
Apoi a devenit necesară dezvoltarea designului unei astfel de mașini pentru a nu pierde viteza potențială a elementelor logice, precum și cea tehnologică și ușor de utilizat.
În anii 50, nu existau plăci de circuite imprimate multistrat utilizate pe scară largă în modelele moderne de computere.
În BESM-6, plăcile de circuite imprimate (față dublu) au fost utilizate numai în celule (TEZ), care erau de două tipuri: cu elemente de declanșare active și circuite combinatorii pasive.
Celulele active aveau indicatoare luminoase la capete și erau instalate pe partea din față a rafturilor, formând un fel de panou de lumină, celulele pasive erau așezate pe spatele rafturilor.
Backplanele volumetrice aveau conectori pe ambele părți, iar conexiunile prin cablu treceau în interior între conectori pe calea cea mai scurtă.
Era un design neobișnuit. S-a redus dimensiunea mașinii și, în consecință, timpul de călătorie a semnalelor.
De exemplu, o baterie miniaturală dintr-un ceas electronic ar putea fi folosită în acest scop.
Includerea unei baterii între colectorul tranzistorului și sarcina colectorului (rezistor) a făcut ca comutatorul să fie un element cu niveluri consistente de semnale de intrare și ieșire și nu au fost impuse cerințe deosebit de dificile pentru o sursă de alimentare autonomă.
Desigur, o baterie nu a putut fi instalată, deoarece în cele din urmă se va descărca, așa că în circuitul real a fost înlocuită cu un redresor minuscul, constând dintr-un transformator miniatural pe un inel de ferită, două diode semiconductoare și un condensator.
Ei au numit aceste redresoare „surse de alimentare suspendate” (PIP).
Ieșirile parafazate ale comutatoarelor de curent, echipate cu adepți emițători, ar putea funcționa pe intrările circuitelor logice „ȘI”, „SAU”.
Următoarele circuite se profilează: logica combinatorie pasivă bazată pe componente de diodă-rezistoare era conectată la intrările elementelor active de amplificare, ale căror ieșiri, la rândul lor, erau conectate la intrările circuitelor combinatorii etc.
Astfel, corpul electronic al mașinii arăta ca un strat de turtă: straturi de circuite logice cu diode erau intercalate cu straturi de amplificatoare pe comutatoarele de curent.
O astfel de structură era foarte potrivită pentru implementarea unei alte idei extrem de puternice - „lucrarea de asamblare”.
Pentru a face acest lucru, semnalele de sincronizare au fost aduse și la intrarea amplificatoarelor care acționează ca declanșatori.
Cu mâna ușoară a lui Serghei Alekseevich Lebedev, circuitele transportoare au început să fie numite „alimentare cu apă” în țara noastră.
BESM-6 a fost prima mașină sovietică care a folosit transportul. Rata conductei, determinată de frecvența semnalelor de sincronizare, în BESM-6 a fost egală cu 10 MHz.
Așadar, a fost dezvoltat un sistem complet nou de elemente logice, care permite stoarcerea vitezei maxime din tranzistoarele și diodele domestice disponibile, nu foarte de înaltă calitate.
Apoi a devenit necesară dezvoltarea designului unei astfel de mașini pentru a nu pierde viteza potențială a elementelor logice, precum și cea tehnologică și ușor de utilizat.
În anii 50, nu existau plăci de circuite imprimate multistrat utilizate pe scară largă în modelele moderne de computere.
În BESM-6, plăcile de circuite imprimate (față dublu) au fost utilizate numai în celule (TEZ), care erau de două tipuri: cu elemente de declanșare active și circuite combinatorii pasive.
Celulele active aveau indicatoare luminoase la capete și erau instalate pe partea din față a rafturilor, formând un fel de panou de lumină, celulele pasive erau așezate pe spatele rafturilor.
Backplanele volumetrice aveau conectori pe ambele părți, iar conexiunile prin cablu treceau în interior între conectori pe calea cea mai scurtă.
Era un design neobișnuit. S-a redus dimensiunea mașinii și, în consecință, timpul de călătorie a semnalelor.
În general, aceasta a fost probabil cea mai extravagantă schemă de implementare ECL cu o sursă de alimentare neobișnuită dintre toate posibilele.
Placa standard, așa-numitul modul „U”, din care a fost asamblat procesorul (patru latch-uri asincrone RS), necesita până la șase puteri nominale: +40 V, +5 V, -1,6 V, -3,5 V , - 9V, -60V, fără a lua în calcul variabila 6V per intrare de alimentare suspendată (PPS), este o briză chiar și după standardele de la începutul anilor 1960, să nu mai vorbim de 1968 sau astăzi.
Din punct de vedere tehnic, logica din BESM-6 a fost într-adevăr implementată pe diode, așa că în cele din urmă s-a dovedit a fi ceva între DTL și ECL.
Un bonus separat a fost că totul a funcționat în aer - freonul era necesar pentru CDC 6600 și era foarte dificil și prea scump.
Sistemul de răcire al mașinii în sine cântărea mai mult de 7 tone și ocupa o cameră separată (împreună cu alimente). În BESM-6, s-au descurcat fără astfel de perversiuni, mai ales că nu știau să lucreze înțelept cu freonul în URSS nici la sfârșitul anilor 1980 (vă vom spune cât de mult au suferit cu răcirea SSBIS Electronics mai târziu).
Blocul „U” este baza BESM, schema sa modernă, schemele combinatorii unde a fost conectat și implementarea lor în hardware (https://1500py470.livejournal.com)
După cum puteți vedea, ideea nu a fost rea, în timp ce în mod formal frecvența a fost aceeași ca în CDC 6600 - 10 MHz (cu toate acestea, aceasta este din cuvinte, care a fost cea reală și primele versiuni ale BESM-6, pur tranzistorizat, este necunoscut).
Arhitectura sistemului - sub formă de potcoavă, care reduce lungimea conexiunilor și o face ușor de gestionat, a fost, de asemenea, o idee foarte bună, iar BESM-6 nu arăta mai rău decât CDC.
Controlul a fost însă implementat cât se poate de nebanal - din anumite motive sacre, ITMiVT nu i-au plăcut consolele de inginerie, tradiționale pentru mașinile anilor 50 și 60 (și pentru mașinile mari - până în anii 1970). De regulă, toate indicațiile și așa mai departe au fost trimise la un computer pe o consolă separată.
În BESM-6, de fapt, întregul procesor era în același timp o consolă, luminile erau afișate pe fiecare TEC și clipeau rapid în timpul funcționării!
Apropo, este necesar să explicăm ce este în general.
Consola de inginerie nu trebuie confundată cu terminalul; programatorii-utilizatori ai mașinii lucrau în spatele terminalelor. Iar consola afișa informații fizice despre operațiunile curente ale procesorului, conținutul tuturor registrelor etc. În cele mai multe cazuri, aceasta putea fi schimbată manual.
Astfel de console au fost făcute nu dintr-o viață bună, ci pentru că mașinile vechi necesitau depanare și monitorizare constantă în timpul execuției programului.
Apropo, în anii 1, mulți utilizatori s-au plâns de lipsa unei astfel de telecomenzi în configurația standard a lui Elbrus-1980.
Consolă tradițională de inginerie Burroughs B6700 și procesor de consolă BESM-6
(http://www.retrocomputingtasmania.com, https://vak.dreamwidth.org/)
(http://www.retrocomputingtasmania.com, https://vak.dreamwidth.org/)
Cu toate acestea, performanța mașinii s-a dovedit a fi încă de 2,5 ori mai mică, iar fiabilitatea - de 1,5 ori mai mică.
Care este motivul?
Parțial, într-adevăr, baza elementului sovietic (deși în comparație cu prima generație de microcircuite din seria 155 din EU Row-1, se poate spune că tranzistoarele sovietice din BESM-6 sunt absolut fiabile).
Problema principală a fost în arhitectura sistemului.
Singurul lucru în care Lebedev a avut o mână de lucru în această mașină a fost să vină cu sistemul său de comandă și sa dovedit a fi atât de strâmb încât, după cum aflăm mai târziu, chiar și implementarea exactă a BESM-6 pe microcircuite I200 incredibil de rapide ( ECL BMK) nu a permis nici măcar creșterea performanței de 10 ori (deși în teorie ar fi trebuit să fie crescută de treizeci de ori).
Chiar și implementarea cu microprocesor a monstruosului set de instrucțiuni Lebedev de la începutul anilor 1950 este puțin probabil să fi extras mai mult din BESM-6 decât procesorul 386. Cu toate acestea, baza elementului este departe de orice, arhitectura comenzilor joacă un rol important, pe care școala Lebedev nu l-ar putea evalua niciodată corect.
În ceea ce privește principalul său concurent, CDC 6600, Cray a folosit și o opțiune destul de exotică în mașină - logica tranzistorului cu cuplare directă (DCTL), ceva între TTL și RTL.
Porțile DCTL au mai puține componente, sunt mai economice și mai ușor de fabricat pe circuite integrate decât porțile RTL și sunt ordine de mărime mai rapide. Din păcate, DCTL are un nivel de semnal mult mai scăzut, este mai susceptibil la zgomot și necesită caracteristici de tranzistor potrivite, deoarece sunt puternic supraîncărcate. Aceasta este o caracteristică bună, deoarece scade tensiunea de saturație a tranzistorilor de ieșire, dar în cazul elementelor nepotrivite, poate încetini circuitul.
Funcționează foarte repede (chiar mai repede decât ECL!), în timp ce se încălzește atât de monstruos încât Cray avea deja nevoie de freon în 1966 pentru ca mașina lui să nu se topească.
În cazul DCTL, diferența dintre nivelurile logice este atât de mică (și viteza de comutare depinde direct de acest lucru) încât, cu baza elementului sovietic, acest circuit nu ar funcționa niciodată deloc în principiu.
Chiar și după standardele americane, a fost necesară reglarea fină a componentelor selectate (primele pagini ale cărții publicate de CDC despre 6600 sunt dedicate modului în care noile tranzistoare de siliciu au făcut posibilă această mașină), astfel încât acest model nu a devenit larg răspândit ulterior. Ei bine, pentru că și în varianta discretă s-a încălzit ca un ceaun infernal, la modelele mai tinere - CDC 3000 și 1604, s-a folosit DTL-ul obișnuit, deși în versiunea de la Cray cu câteva subtilități.
DCTL a fost inventat la Bell Labs în timp ce lucra la prima mașină cu tranzistori din istorie - TRADIC, finalizată în 1954. Versiunea sa din 1956 a TRADIC Leprechaun a folosit DCTL.
Ideea principală a DCTL este la fel de simplă ca o cizmă din pâslă - aruncați toate rezistențele de la RTL.
Dar, atunci, cum să comutați tranzistoarele fără a le duce prea departe în saturație?
Elementare: înlocuiți rezistențele cu tranzistoare cu impedanțe și câștiguri speciale.
Aceasta este urmată de o muncă îndelungată de coordonare a întregii economii. Mai exact, Cray a calculat că câștigul unui tranzistor saturat ar trebui să fie mai mare decât dublul numărului de sarcini de ieșire și, așa cum este aplicat la CDC 6600, regulile sunt: colectorul unui tranzistor poate conduce cinci baze într-un modul sau două locale. baze într-un modul și două baze peste pereche răsucită pe un alt modul și exact șase colectoare pot fi conectate în modul.
Cât de tare a fost cinstit 10 MHz scos dintr-o astfel de schemă?
Pentru comparație, PDP-8, tot pe tranzistoare discrete, lansat în 1965 avea doar 1,5 MHz, iar primul PC IBM, lansat 20 de ani mai târziu, avea o viteză de ceas mai mică de jumătate din viteza CDC6600, în ciuda faptului că era bazat pe microprocesorul. În ultimii 20 de ani, mulți pasionați de electronică au reînviat ca hobby asamblarea procesoarelor cu tranzistori.
Există astfel de computere amatoare precum MT15, Megaprocessor sau Monster6502, dar, în ciuda tuturor elementelor moderne de bază și a cunoștințelor noi soluții de circuite care au apărut de-a lungul deceniilor de la crearea CDC6600, niciunul dintre calculatoarele moderne cu tranzistori nu atinge nici măcar 1/10. marea mașină de viteză a anilor 1960.
Prin urmare, numerele de 10 MHz pe un circuit fundamental diferit în BESM-6 par îndoielnice.
În stânga este secvența de asamblare a blocurilor logice CDC 6600 din cartea Design of a computer the Control Data 6600, în dreapta este diagrama celulei TRADIC DCTL și ea însăși (https://en.wikipedia.org)
Puritatea logică a CDC 6600 a fost, de asemenea, ingenioasă și minimalistă.
Ca și în cazul tuturor mașinilor sale, Cray a construit totul în jurul unui singur element, în acest caz un invertor.
Două invertoare dau ȘI, încă două + ȘI dau NOR, totul este construit pe baza NOR.
Interesantă este și notația neobișnuită folosită de Cray și reprodusă în cartea fundamentală Design of a computer the Control Data 6600 scrisă de James E. Thornton, vicepreședinte al CDC Advanced Design Laboratory, în 1970.
Fiecare săgeată corespunde unui invertor, cercurile și pătratele indică în ce logică ar trebui interpretat nodul curent - pozitiv (cerc) sau inversat (pătrat). Pentru ambele opțiuni, schema este exact aceeași. Fiecare modul din CDC 6600 este construit din mai multe invertoare de bază cu câte un tranzistor. Această abordare a fost marca comercială și ideea recunoscută a lui Cray - luați doar unul dintre cele mai simple lucruri, optimizați-vă la perfecțiune și colectați orice altceva de pe el.
Drept urmare, CDC 6600 a reușit să overclockeze la 5 ns - un record absolut pentru mașinile bazate pe tranzistoare discrete, pe care nu orice cip ECL îl poate învinge. „Elbrus-2” în 1989 avea o viteză de comutare a supapei de numai 1,5 ori mai mică!
CDC 7600 a fost construit într-un mod similar, doar cu miniaturizarea totală a componentelor - fiecare dintre modulele sale era alcătuit din 6 sau 8 plăci de circuit imprimat conectate în cordwood cu un sistem de răcire cu freon, dar CDC 8600 (contrar bicicletelor care merg pe Internet) ar fi trebuit deja construit pe microcircuite ECL.
Singura problemă a fost că Cray nu a putut face ca 4 dintre procesoarele sale paralele să funcționeze corect, a fost nevoie de o mulțime de bani și de timp pentru a regla fin (în general, tehnologia de programare paralelă în anii 1960 nu a fost dezvoltată cât mai mult posibil, paralel ILLIAC IV nu a reușit să-mi amintească), ca urmare, a devenit dezamăgit de designul multor procesoare și a trecut la Cray-1 (și CDC la STAR-100) la arhitectura vectorială.
Fotografii unice. Deasupra - una dintre plăcile modulului CDC 7600 și o comparație a modulelor CDC 6600 și 7600. Mai jos - modulul din ansamblu și o vedere a modulelor cu 6 și 8 plăci
(https://cds.cern.ch, https://vaxbarn.com, https://people.cs.clemson.edu)
(https://cds.cern.ch, https://vaxbarn.com, https://people.cs.clemson.edu)
Motorola a devenit icoana ECL.
În 1962, au dezvoltat o topologie originală, numită în mod modest și simplu Motorola ECL (MECL).
Primele microcircuite bazate pe această tehnologie, MC30x/MC35x, au fost produse în carcase caracteristice pentru tablete și aveau parametri buni: întârziere 8–8,5 ns, frecvență până la 30 MHz - amintiți-vă că tranzistoarele cu microunde (bine, la vremea aceea - microunde) CDC 6600 , lansat 2 ani mai târziu, a dat 10 MHz.
A doua generație nu era de mirare - MECL II (1966) și corespundea microcircuitelor MC1000 / MC1200 cu o întârziere de 4 ns pe poartă.
În cele din urmă, în 1968, a fost dezvoltată a treia generație de logică, care a devenit atât de reușită încât a rezistat pe linia de asamblare până la mijlocul anilor 1980.
MECL III corespundea cipurilor din seria MC16xx, care, în funcție de an și tip, funcționau la frecvențe de la 150 MHz (MC1658 Voltage Controlled Multivibrator) la 1,2 GHz (MC1699 Divide-by-Four GHz Counter).
În variantele anilor 1980, MECL III a permis proiectarea de cipuri cu până la 10 de porți, overclockate la 000–0,1 ns.
Din stocurile eBay - Motorola MC350, MC1000, MC10000 și destul de raritate - un pachet nedeschis de napolitane de siliciu pentru producerea cipurilor lor
(https://www.ebay.com)
(https://www.ebay.com)
În 1971, Motorola a decis să facă o mică ramură a liniei sale și să facă cipuri intermediare între MC1000, deja ușor lent și MC1600, rapid în spațiu, deși până atunci viteza lui MC1000 se dublase (de exemplu, MC1027 / MC1227 120 MHz și MC1034 / MC1234 180 MHz , cu un timp de întârziere de 2 ns, în loc de 4 ns pentru primele copii din 1966).
Astfel a luat naștere seria MC10000.
Diferea de MECL III numai în valorile rezistenței, circuitul era complet același.
Primele versiuni ale MC10k au avut întârzieri de până la 2-3 ns și o frecvență de până la 125 MHz și, cel mai important, au redus consumul de energie și disiparea căldurii în comparație cu MECL II / III. Ca întotdeauna, au fost lansate 2 serii - MC10500 militar (și MC10600 mai devreme) și MC10100 civil (și MC10200 mai târziu).
În linie, a existat un loc pentru un lucru atât de popular pe atunci precum BSP - rolul său a fost jucat de un MC4 pe 10800 biți.
Această linie a fost urmată de MC12k (1976) la 250 MHz și MECL 10H (1981), iar în 1987 a venit ECLinPS (Picosecond ECL, 0,5 ns) la 1,1 GHz.
Cu toate acestea, Motorola nu a devenit cel mai mare producător de logică ECL americană.
În 1973, Fairchild a anunțat F95K, F10K și F100K.
Aceste rânduri sunt uimitoare prin combinarea a două lucruri - cât de puține știu despre ele (chiar și pe internetul vorbitor de engleză nu există practic nimic, totul trebuie săpat din cărți și manuale) și cât de grozave au fost asamblate mașini pe ele.
F10K a fost o dezvoltare ulterioară a MC10000 și a diferit semnificativ de acesta.
Din cauza soartei dificile a Fairchild în anii 1970 (toți dezvoltatorii și managerii de top au părăsit-o, după ce au fondat tot felul de Signetics, Intel și AMD și era cumva necesar să se producă cipuri), producția F10K a încetat câțiva ani până 1975.
A fost primul circuit ECL complet compensat cu tensiune și temperatură din lume, ca urmare, cristalul a fost încălzit mult mai uniform, iar acest lucru a redus foarte mult zgomotul și instabilitatea temperaturii.
F100K a fost o versiune ultra-rapidă a lui F10K, accelerând până la 0,7 ns.
Toate liniile au fost asamblate folosind tehnologia proprie Isoplanar II, carcasele civile erau mici DIP24. F100K însuși era o serie de piese mici libere, subtipurile sale erau F200 mai mari (cristale matrice de bază pentru microcircuite personalizate) și puternicul BSP F8 de 220 biți (a apărut în 1980, marcând 10022x).
Și o selecție similară pentru Fairchild F100, inclusiv cărți pentru dezvoltatori
(https://www.ebay.com)
(https://www.ebay.com)
Era deja posibil să asamblați ceva cu adevărat serios pe astfel de cipuri și nu a durat mult să apară - la un an după lansarea seriei, Seymour Cray și-a asamblat marele său Cray-1 pe el.
Întreaga mașină a primei versiuni a fost implementată pe doar 4 tipuri de microcircuite: Fairchild 11C01 (dual SAU/NU), Fairchild 10145A (RAM de 64 de biți), Fairchild 10415 (RAM de 1024 de biți) și Motorola MC10009 (analogic mai ieftin de 11C01). în schemele de eşantionare a adreselor) ).
Interesant este că logica a fost implementată, de fapt, pe un tip de elemente - 2SAU-NU.
A fost nevoie de 250 de astfel de microcircuite și 000 de microcircuite de memorie.
Desigur, nu numai Cray a profitat de bucurie, ci DEC a lansat PDP-10 pe SN74LS în 1974, iar un an mai târziu a transferat modele mai vechi pe F10K.
În 1977, au apărut cipuri RAM îmbunătățite de 4 Kbit, iar Cray-1 a experimentat o actualizare a memoriei.
În aceiași ani, Motorola a licențiat F100K înapoi și a suferit mult timp, încercând să creeze un analog, lansându-l abia în 1981 ca MC100k (o clonă îmbunătățită a lui F200, numită MCA - Macrocell Array), dar a apărut imediat cu o gamă mai largă și a umbrit originalul (în consecință, Cray-2 și CDC CYBER erau deja asamblate pe el).
De-a lungul anilor 1980, pe arhitectura F100K, au produs o grămadă de tot felul de mașini specializate și pur și simplu puternice, inclusiv exotice precum, de exemplu, coprocesorul real pe 64 de biți Floating Point Systems FPS-264 (1985), care a accelerat 5. ori comparativ cu FPS-164 de pe SN74LS.
IBM a început să-și producă cipurile ECL pentru S/370 la sfârșitul anilor 1960, iar japonezii nu au fost mai puțin distinși: Fujitsu a dezvoltat ECL-uri originale pentru sine și Amdahl (și copiate sub licența F100K), în Europa ECL-urile au fost produse de Siemens.
O grămadă de plăci de procesor de la Cray-1 și principiul montării lor într-un rack de răcire
(https://www.digibarn.com/ și https://www.computerhistory.org)
(https://www.digibarn.com/ și https://www.computerhistory.org)
Principala serie comercială ECL-BMC din a doua jumătate a anilor 1980 a fost Motorola MCA3 ETL.
Acestea erau cipuri puternice realizate conform tehnologiei de proces proprietare MOSAIC III, cu o interfață mixtă care acceptă ECL, PECL (o versiune mai avansată a logicii cuplate cu emițător ECL pozitiv cu alimentare de +5 V) și cipuri TTL. Întârzierea nu a fost mai mare de 150 ps, au fost folosite pachete complete QFP, PGA și TAB și au existat de la 858 la 6915 porți. Cipurile au fost marcate simplu, în funcție de numărul de porți disponibile: de la MCA600ETL la MCA6500ETL .
Constructia Motorola MCA 3 din fisa tehnica
Consumul de energie superioară și disiparea căldurii ECL au făcut ca acestea să poată fi utilizate numai în sisteme de nivel superior cu lichid, imersiune sau crio-răcit.
În principiu, cipurile destul de lente ar putea trăi cu aer, dar în cea mai mare parte au instalat de obicei ceva mai puternic.
IBM ES / 3900 (apropo, au bătut timp de aproximativ 10 ani și tot atâtea miliarde pentru a dezvolta modulul TCM cu mai multe cipuri - Modulul de conducție termică, pentru ei, de fapt, atunci procesoarele cu mai multe cipuri, atât de populare în vremea noastră, au fost inventate), Amdahl 470 / V6, toate supercalculatoarele japoneze din anii 1980, desigur, Cray-1 și Cray-2, modelele mai vechi DEC de la KL10 PDP-10 la VAX 9000, toate folosite ECL .
Celebra serie de mașini cu toleranță la erori Tandem, despre care am scris deja, a folosit SN1983AS în serverul său TXP (74), dar a luat deja ECL pentru flagship-ul său NonStop VLX (1986).
Incredible TCM este o tehnologie pe care IBM a cheltuit-o de aproximativ 10 ani și mai mult de un miliard de dolari
(https://www.researchgate.net, http://members.optusnet.com.au)
(https://www.researchgate.net, http://members.optusnet.com.au)
Un procesor mainframe Amdahl 470 și mai incredibil și o placă pentru mainframe Fujitsu, toate realizate pe ECL de la BMK. O schemă complet similară a fost folosită de mainframe-ul Fujitsu FACOM M-190. Mașina în sine este în fundal. Astfel de plăci costă acum 2-3 mii de dolari printre colecționari.
(https://i.redd.it, https://www.flickr.com/)
(https://i.redd.it, https://www.flickr.com/)
O altă clonă S/370 este procesorul mainframe AS/XL din 1982 National Advanced System. 8 BSP-uri de opt biți (clona F220 de la National Semiconductor) formează un procesor pe 64 de biți. În total, aproximativ 30 de microcircuite personalizate au fost dezvoltate pentru mainframe pe MECL 10K și MECL 10000 MCA.
În 1984, DEC a încercat să lanseze „IBM killer” - cel mai puternic mainframe VAX 9000.
Compania plănuia să investească aproximativ un miliard de dolari în dezvoltare, în ciuda îngrijorării considerabile a angajaților că procesoarele RISC ajungeau rapid din urmă cu sistemele cu mai multe cipuri la BMC.
Cu toate acestea, până la acel moment, PDP-11 încă se putea încadra într-o versiune cu un singur cip (procesor J-11), clasicul VAX nu mai exista (doar versiunea sa MicroVAX 78032).
În 1980, Gene Amdahl a creat Trilogy Systems pentru a îmbunătăți tehnologia ECL pentru mainframe-urile sale, iar DEC a licențiat design-urile sale.
În versiunea finală, procesorul VAX 9000 a fost implementat ca un modul multi-cip de tip IBM, din 13 BMC-uri ale arhitecturii originale comandate de la Motorola. În timpul dezvoltării, în 1988, IBM a lansat serverul AS/400 (care a generat vânzări de peste 14 miliarde de dolari - doar ei au făcut mai mulți bani decât tot DEC), ajungând în segmentul VAX.
În același timp, Sun a introdus microprocesorul său SPARC, care a permis mașinilor desktop să depășească chiar și cele mai rapide mașini DEC existente.
Pur și simplu nu înțeleg, nu văd cum este posibil acest lucru, cum acest cip poate înlocui aceste rafturi de electronice, pur și simplu nu înțeleg!
a exclamat nefericitul director al DEC Ken Olsen, blocat ca academicienii sovietici din anii ’1960.
Inginerii au încercat să-l convingă să anuleze 9000, explicând că, până la lansare, acesta nu va fi cel mai puternic mainframe din lume, ci doar un server obișnuit, de doar 1 de ori mai scump, dar Olsen și-a rezistat, la fel ca miniștrii noștri. și dezvoltatori.
În cele din urmă, DEC a pompat peste 3,5 miliarde de dolari în proiect și l-a finalizat abia în 1990, oferind o mașină comparabilă cu IBM 3090 pentru aproximativ 4 milioane de dolari. Au fost produse și vândute doar 40 9000 de sisteme - până atunci era evident că microprocesoarele CMOS urcaseră pe tron pentru totdeauna.
În 1991, a apărut NVAX - un sistem pentru o persoană sănătoasă, dezvoltat de un grup de ingineri DEC adecvați, cu o performanță a lui VAX 9000, dar în formatul unui microprocesor convențional.
A permis companiei să nu moară, dar a devenit ultimul din glorioasa linie VAX - pe drum era DECchip 21064, mai cunoscut sub numele de Alpha, cel mai puternic și cel mai bun procesor până la începutul anilor 2000.
VAX 9000 a devenit, într-un fel, un analog al „Electronics SSBIS” - dezvoltat pe pură perseverență și prostie, scump și inutil.
Singura diferență a fost că mâinile inginerilor DEC au crescut din locurile potrivite (și nu ca în Institutul de Cercetare Delta), ca urmare, mașina avea aer, nu răcire cu freon, era de 20 de ori mai mică, la fel de rapidă, dezvoltarea a durat 5 ani, nu 10, și încă a ajuns la producția de serie.
Spre comparație: SSBIS Electronics, un prototip parțial lansat în același an, era un set de dulapuri dintr-o sală de asamblare care conținea 5 kilograme de aur, sute de kilometri de coaxial manual, un procesor pe sandvișuri multistrat de plăci discrete răcite cu freon. pe sute de cipuri ECL, care nu au putut fi overclockate nici măcar la pașaportul 75 MHz, au rămas blocate la 66.
Și da, în ceea ce privește performanța, toate acestea erau aproximativ egale cu VAX 9000, iar 10 ani au fost umflați în dezvoltare, un număr inimaginabil de milioane și eforturile întregului Institut de Cercetare Delta, mulțimi de academicieni în vârstă și grămezi de întreprinderi.
După o astfel de microelectronică domestică, vreau să trag din milă, ceea ce, în general, s-a întâmplat în 1991.
Procesor VAX 9000 absolut minunat pe o grămadă de BMK. Strict vorbind, acesta nu este un procesor complet în sensul modern al cuvântului, mașina a fost asamblată din diverse module realizate într-un astfel de construct, printre care s-au numărat UNITATEA DE DISTRIBUȚIE, UNITATEA INTEGRĂ, UNITATEA DE MULTIPLICARE, UNITATEA PLUTITORĂ, UNITATEA DE CONTROL, INSTRUCȚIUNEA VIRTUALĂ. CACHE, CROSSBAR UNIT, MICRO CONTRO STORAGE și altele. Prima fotografie prezintă P1004 FAD (UNITĂȚI FLOTANTE EBOX), scopul următorilor tehnoarheologi nu a fost încă clarificat
(fotografie din colecția utilizatorului pixelmanca, https://www.cpu-world.com/forum/)
(fotografie din colecția utilizatorului pixelmanca, https://www.cpu-world.com/forum/)
Și pentru comparație, o mașină inferioară ei în toate privințele, dar din același an - „Electronics SSBIS”.
Fotografie din colecția Muzeului Politehnic din Moscova (https://1500py470.livejournal.com)
Fotografie din colecția Muzeului Politehnic din Moscova (https://1500py470.livejournal.com)
ECL în procesoare este mort pentru totdeauna, dar ultima și cea mai exotică utilizare a fost în microprocesoare!
Firma Bipolar Integrated Technology, cel mai mare expert în tehnologia bipolară la începutul anilor 1990, a decis să stoarce din ea tot ceea ce este posibil și imposibil. Ei au colaborat cu doi pionieri RISC, MIPS Computer Systems și Sun Microsystems, pentru a crea un procesor ECL de o putere fără precedent, bazat pe arhitecturi RISC.
Prima implementare a arhitecturii MIPS II, un set de cipuri R6000, R6010 și R6020, a fost realizată ca modul MCM și a fost utilizat în serverele InforServer de înaltă performanță Control Data Systems din seria 4680-300 (au încercat să fie produse de către fosta Control Data Corporation, reorganizată în 1992).
Apropo, l-au overclockat la 80 MHz și nu pare aproape de înregistrările disponibile de ECL, dar procesorul nu a ars placa. Pentru Sun a fost realizat un SPARC B5000, despre care aproape nu există informații.
În cele din urmă, cel mai nebun cip de pe ECL a fost un microprocesor experimental de la DEC, care a reușit să introducă MIPS II într-un singur cip!
Pentru 1993, cel mai puternic microprocesor de uz general a fost Intel Pentium la 66 MHz cu un TPD de 15 wați. DEC MIPS II a avut 300 MHz (!) și 115 W (!) - disipare a căldurii la nivelul Core i9. Un articol separat a fost dedicat răcirii acestui monstru.
CMOS, însă, a cucerit astfel de frecvențe după 2-3 ani cu disiparea căldurii de 3 ori mai mică, iar ECL-ul nebun a fost uitat.
Același monstru DEC MIPS II din articolul din 1993 A 300 MHz 115 W 32 b microprocesor ECL bipolar cu cache pe cip în Conferința Internațională de Circuite Solid State IEEE Digest of Technical Papers. Fotografiile R6000 și B5000, din păcate, nu au putut fi găsite.
BMK și cum să-l gătești
Înainte de a trece la baza elementului Elbrus-2, să vorbim despre cum au lucrat cu BMK în general în Occident și despre ce fel de animal este.
Anii 1970 au fost epoca cipurilor de integrare scăzută spre medie, ceea ce însemna că era una sau mai multe plăci împânzite cu dreptunghiuri de cip (vorbim de procesoare de mașini serioase, desigur, nu de microprocesoare).
În 99% din cazuri, companiile de hardware înseși au fost implicate în dezvoltarea și fabricarea procesorului la toate nivelurile.
Odată cu începutul anilor 1980 a venit era LSI și două noi moduri de a-ți crea propria arhitectură.
În primul rând, a fost posibil să-l asamblați pe un BSP pentru fiecare gust, viteză și buget: de la micul și lent TTL Intel 300x la puternicul ECL Fairchild F8 pe 220 biți.
În acest caz, fabricarea procesorului s-a redus, de fapt, la dezvoltarea unui sistem de comenzi și a firmware-ului acestuia în dispozitivul de control atașat.
A doua metodă a fost utilă atunci când arhitectura era prea puternică sau prea conceptuală pentru a fi implementată într-un mod standard.
Producătorii de așchii și-au dat seama rapid că, dacă oferiți doar soluții standard gata făcute, puteți rata clienții care își doresc ceva special la un preț suplimentar.
Așa s-a născut conceptul de cipuri la comandă bazat pe ceea ce în URSS se numea BMK, cristale matrice de bază, iar în Occident - Gate Array.
FMC este un cip semifinisat pentru ~15–50 de porți, singura sa diferență este că majoritatea tranzistoarelor nu au o funcție predefinită. Ele pot fi conectate cu straturi de metalizare, formând celule NAND sau NOR standard și apoi asamblate din ele într-un circuit complet cu următorul strat.
Astfel, BMC pur există doar în broșura publicitară sau în depozitele interne - toate cipurile care ies în final din fabrică au deja o structură strict definită.
Plăcile master BMK cu cipuri nefinisate sunt de obicei fabricate în avans și stocate, ca urmare, designul procesorului se reduce la a-și arunca topologia în CAD, iar apoi plăcile vor merge mai departe la transportor, unde această topologie va fi reprodusă în le, tăiate, ambalate și livrate clientului.
Poate că cineva a auzit de ceva similar și da, acum o tehnologie similară se numește circuit integrat specific aplicației (ASIC).
ASIC este deja un SoC cu drepturi depline, inclusiv, de regulă, I / O, controlere și memorie, sunt utilizate într-un număr mare de aplicații, rulează o grămadă de diferite echipamente încorporate și, de asemenea, de exemplu, minerii Bitcoin .
Principala diferență este că ASIC-urile sunt proiectate din celule standard deja formate și nu tranzistoare goale, cum ar fi BMC-urile.
Bineînțeles, BMK-urile au fost furnizate de familii întregi, diferă prin numărul de supape și ca preț.
Ca rezultat, fiecare producător de computere ar putea alege un chipset care se potrivește optim setului său de instrucțiuni.
Desigur, există subtilități, de exemplu, un comutator cu matrice încrucișată necesită mult mai multe conexiuni și, în consecință, straturi decât o matrice sistolice similară, în timp ce complexitatea circuitului pur în ceea ce privește numărul de supape va fi aproximativ egală.
Benzile și porțile nefolosite cresc complexitatea și costul cipului, atât pentru producător, cât și pentru client, așa că este o artă grozavă să proiectezi BMC într-un mod optim care se potrivește majorității aplicațiilor.
Drept urmare, creatorii lor au încercat să ofere numărul de piste care ar fi suficient pentru a ruta cea mai mare parte a topologiei potențial posibilă pe atât de multe porți.
Acest lucru este adesea ajutat de legea empirică a Rentului, descoperită de unul dintre inginerii IBM în 1960 (Rent, EF: Microminiature package. Logic block to pin ratio. IBM Memoranda, 28 noiembrie - 12 decembrie 1960). Se afirmă că numărul de pini de microcircuit este egal cu numărul mediu de interconexiuni per element logic, înmulțit cu numărul de elemente logice la puterea lui R, unde R este constanta Rent (de exemplu, pentru microprocesoarele R \u0,5d 0,74 - XNUMX).
Rețelele bipolare au fost inventate de IBM în 1966 (IBM Journal of Research and Development Volume: 10, Issue: 5, Sep. 1966). Atunci au descris tehnologia a ceea ce în viitor a fost numit scheme semi-personalizate, iar IBM a numit tehnologia master slice.
Deja în timpul proiectării lui S/360, a devenit evident că următoarea mașină va trebui să folosească circuite integrate.
IBM nu a cumpărat niciodată nimic de la nimeni, în principiu, făcând totul pentru computerele sale de unul singur, până la ultimul șurub.
Bineînțeles, au dezvoltat propria linie de microcircuite, care nu au intrat niciodată pe piața liberă, și o tehnologie absolut originală pentru fabricarea lor, până la cazuri caracteristice - nu DIP-uri plictisitoare, ci cuburi de metal recunoscute.
Deoarece aveau nevoie de un număr mare de cipuri, inginerii lor au găsit o modalitate de a reduce drastic costurile de producție. Au dezvoltat o serie de mai multe matrițe de siliciu de uz general, care au fost apoi metalizate cu șine, conectându-le în ordinea necesară. Un astfel de disc a fost numit master slice. Chiar și atunci, IBM a folosit computere pentru proiectare.
Fairchild a sărit la idee și a lansat prima serie comercială din lume de cipuri Micromatrix personalizate (o matrice DTL cu 32 de porți cu latență de 20 ns) un an mai târziu. În 1968, au fost lansate două variante de matrice Polycell TTL (până la 144 porți, 18 ns).
Totodată, încă trei companii au mai anunțat astfel de jucării: Sylvania SL80 (30 porți), Motorola (25 și 80 porți, 5 ns) și TI Master Slice (mai multe celule de 16 porți).
Raytheon s-a alăturat festivităților în 1971, iar în 1973 au lansat TTL(S) RA-116, care a fost în producție până în anii 80.
În această perioadă, în afacerea BMK au intrat și producători importanți precum RCA și Hughes.
În 1972, britanicul Ferranti a lansat prima versiune a ULA (Uncommited Logic Array), iar mai târziu chiar a cumpărat producătorul american de BMK Interdesign. Până în 1983, ajunseseră la 10000 de porți pe circuit.
CMOS a deschis cele mai largi posibilități pentru producția de cipuri personalizate, primele CMOS-BMC au fost create de Robert Lipp în 1974 pentru International Microcircuits, Inc. (IMI).
Tehnologiile CAD în acei ani erau foarte primitive, așa că cea mai mare parte a lucrărilor de proiectare a fost făcută manual. În 1978, Lipp a fondat concurentul IMI California Devices, Inc. (CDI).
Din 1976, a venit perioada de glorie a BMC.
Fairchild și Motorola s-au întors pe piață cu ECL și Texas Instruments cu I2L și STL.
În Europa, cel puțin patru producători (Ferranti, Philips, Plessey și Siemens) au fost implicați în BMK, iar în Japonia Fujitsu, Hitachi și NEC au fost cele mai notabile.
FPLA-urile programabile cu jumperi fuzibili au apărut la Signetics în 1975, ca urmare a dezvoltării tehnologiei de fabricare a jumperilor de nicrom utilizate în ROM.
În aceeași perioadă au apărut microprocesoare și au izbucnit dispute cu privire la care variantă de dezvoltare va câștiga.
O varietate de cipuri personalizate și FPGA-uri pentru fiecare gust și buget, 1985–1995.
(https://www.ebay.com)
(https://www.ebay.com)
Timp de zece ani, BMC-urile au fost considerate concurenți serioși ai microprocesoarelor (probabil 70% dintre mașinile mari și mijlocii au fost asamblate pe ele) și nici măcar nu a fost predeterminat care abordare va câștiga.
În 1979, VLSI Technology a fost fondată, ca de obicei, de către absolvenții Fairchild Jack Balletto, Daniel Floyd și Gunnar Wetlesen, în companie cu Doug Fairbairn de la proiectul Xerox PARC.
Încă de la început, compania sa concentrat pe dezvoltarea de cipuri personalizate, bazându-se pe resursele intelectuale ale Caltech din apropiere și ale Universității din Berkeley. VLSI a devenit primul furnizor de ASIC - microcircuite personalizate bazate pe celule standard la începutul anilor 1980, iar a doua companie, LSI Logic, a fost lider în producția de microcircuite bazate pe BMC-uri clasice.
LSI Logic a fost înființată în 1981 în aceeași California însorită și până în 1985 a construit o fabrică uriașă de producție de plăci în Tsukuba (Japonia) împreună cu Kawasaki Steel.
În 1983, la ordinul Departamentului de Apărare al SUA, a fost dezvoltată specificația VHDL (VHSIC Hardware Description Language), concepută pentru a descrie în mod oficial circuitele logice pentru toate etapele de dezvoltare.
În același an, a fost fondată Automated Integrated Design Systems, creată pentru a dezvolta circuite CAD, și a fost dezvoltat primul lor produs - un analog al VHDL, limbajul Verilog.
IBM a contribuit la creșterea popularității soluțiilor personalizate când, în 1981, a introdus cel mai puternic mainframe de generație următoare, IBM 3081, cu un procesor complet asamblat din BMC ECL.
În Marea Britanie în același an, la capătul opus al spectrului de performanță, Sinclair construiește ZX81 (precursorul pictogramei PC-ului de acasă, ZX Spectrum) pe Ferranti ULA BMK (clonat în URSS ca T34VG1).
Heavy metal în japoneză. Toate acestea sunt cristale matrice de bază. Fujitsu FACOM M-780 din 1987, cel mai puternic mainframe compatibil IBM din lume la acea vreme și primul mainframe cu un procesor pe o singură placă. Așa ar arăta Rândul-4 al unei persoane sănătoase și bogate. În stânga - un bloc de memorie principal alcătuit din module realizate în întregime conform tehnologiei moderne, și un procesor de neimaginat - în dreapta: o placă de 54x49 cm (!) Cu 336 BMC-uri (!), Așezată ca un sandviș între două plăci de răcire cu radiatoare individuale de cupru pentru fiecare cristal. În continuare: NEC și Hitachi aveau și plăci monstru, procesorul Hitachi HITAC M-68X (1986) și NEC ACOS System 1000 (1980)
(http://museum.ipsj.or.jp)
(http://museum.ipsj.or.jp)
În plus, piața era de neoprit.
În 1983 s-a născut Altera, oferind o noutate fundamentală pieței - cipul reconfigurabil programabil de utilizator EP300.
În 1985, Ross Freeman și Bernard Vonderschmitt inventează și brevetează o nouă modalitate de a crea astfel de matrice, numită FPGA (field-programmable gate array).
Odată cu lansarea în același an a primului FPGA XC2064, începe istoria principalului concurent al Altera, Xilinx.
Primele sale produse au fost în multe privințe similare cu primele BMC - lente și costisitoare, potrivite doar pentru unele piețe de nișă. Cu toate acestea, Legea lui Moore le-a transformat rapid într-o forță, iar la începutul anilor 1990 au perturbat serios piața de cipuri personalizate.
În cele din urmă, Cadence Design Systems a fost fondată în 1988, o companie care a dus proiectarea automată a cipurilor la următorul nivel și oferă acum sisteme de proiectare licențiate pentru milioane de dolari.
Aproape toate microprocesoarele moderne de la Intel Core i9 la Apple M1 sunt create în Cadence CAD. BMC-urile clasice s-au stins la mijlocul anilor 1990, înlocuite de FPGA-uri, ASIC-uri și microprocesoare, dar impactul lor asupra dezvoltării computerelor a fost colosal.
Deci, cum arăta dezvoltarea unui cip ECL personalizat pe Fairchild F200 BMK în 1981?
Să trecem la broșura publicitară a companiei în sine.
Folosind cea mai rapidă familie ECL pentru F200 BMK, Fairchild menține compatibilitatea cu F100K.
Dezvoltarea se realizează aproape în întregime pe computer.
Fairchild percepe o taxă de intrare de la 20 USD până la 000 USD și oferă cursuri (de la 25 la 000 săptămâni) privind utilizarea rețelei noastre de calculatoare Cybernet.
Crearea unui BMC folosind celule macrofuncționale se face manual, dar pașii următori (generarea vectorilor de testare și verificarea designului) folosesc programul TEGAS de pe Cybernet.
Conectarea și plasarea macrocomenzilor se face parțial manual, parțial cu ajutorul unui computer; regulile de proiectare sunt verificate de calculator.
Taxele pentru timpul computerului variază de la 5 USD la 000 USD, în funcție de nivelul dvs. de experiență.
Realizarea unei măști de bază pentru o matrice F200 costă între 10 USD și 000 USD; Fairchild va face, de asemenea, designul și ambalarea pentru încă 15-000 USD (acum știți de ce mainframe-urile sunt scumpe).
Dezvoltarea se realizează aproape în întregime pe computer.
Fairchild percepe o taxă de intrare de la 20 USD până la 000 USD și oferă cursuri (de la 25 la 000 săptămâni) privind utilizarea rețelei noastre de calculatoare Cybernet.
Crearea unui BMC folosind celule macrofuncționale se face manual, dar pașii următori (generarea vectorilor de testare și verificarea designului) folosesc programul TEGAS de pe Cybernet.
Conectarea și plasarea macrocomenzilor se face parțial manual, parțial cu ajutorul unui computer; regulile de proiectare sunt verificate de calculator.
Taxele pentru timpul computerului variază de la 5 USD la 000 USD, în funcție de nivelul dvs. de experiență.
Realizarea unei măști de bază pentru o matrice F200 costă între 10 USD și 000 USD; Fairchild va face, de asemenea, designul și ambalarea pentru încă 15-000 USD (acum știți de ce mainframe-urile sunt scumpe).
Fairchild F300 FGA2000 - un BMK puternic al anilor 1980, visul dezvoltatorilor sovietici
(https://1500py470.livejournal.com)
(https://1500py470.livejournal.com)
După cum puteți vedea, utilizarea tehnologiei BMC necesită o investiție semnificativă de timp și resurse; trebuie să lucrați cu producătorul de cip pentru a crea diagrame logice de sistem, secvențe de testare funcțională, convertirea logicii în modele de matrice de porți, simulări software și hardware, diagrame de interconectare, dezvoltare de măști și prototipare.
În URSS, toate acestea au căzut pe umerii institutelor individuale, dintre care erau trei, și erau concurenți: ITMiVT (Elbrus-2 din a doua generație), NITSEVT (ES Computer Ryad-4) și Institutul de Cercetare Delta (Electronică). SSBIS).
ITMiVT și NITSEVT aparțineau MRP, iar Delta aparținea MEP, iar MEP deținea 90% din fabricile de microcipuri.
Atâta timp cât prietenul lui Shokin, Kalmykov, era în viață, aceasta nu a fost o problemă pentru MCI. Odată cu schimbarea ministrului la Pleshakov în 1974, procesul de cooperare a încetinit.
În plus, situația a fost agravată de intrigi între trei grupuri de dezvoltatori - Przhiyalkovsky cu calculatoare ES și Burtsev cu Elbrus-2 în cadrul MRP și Melnikov cu Elektronika SSBIS de la MEP.
Europarlamentarul și-a dorit și propriul supercomputer și, expulzându-l pe Melnikov în el în 1974, Burtsev și-a creat un concurent periculos.
La începutul anilor 1980, a fost adoptat proiectul SSBIS Electronics, pentru care era nevoie și de BMK-uri, iar în cea mai critică perioadă pentru Elbrus-2, cooperarea dintre MCI și MEP a stat în balanță.
A trebuit să mă înclin în fața concurenților interni - NICEVT în celebrul lor sediu, un „zgârie-nori culcat” de 700 de metri pe Varshavsky, cea mai lungă clădire științifică din lume. În acest zgârie-nori, în camerele alăturate, angajații NICEVT și ITMiVT au lucrat împreună cu tema BMC.
Nu este surprinzător că dezvoltarea BMK a durat câțiva ani în Uniune.
Chiar și în SUA, în patria tehnologiei, unde a fost studiată temeinic de la bun început și unde afacerea cu microelectronica funcționa în acei ani pur și simplu la limita eficienței umane (ținând cont de ce bani nebuni, de neimaginat se învârteau acolo), întreaga ciclul de proiectare al BMC a durat în 1980-e ani de la 6 la 12 luni.
La acea vreme, doar japonezii i-au depășit pe americani, care deja lucrau la limita nu a omului, ci a eficienței bioroboților, așa că 4 giganți - Fujitsu, NEC, Toshiba și Hitachi (și Amdahl, care a comandat cu înțelepciune BMC de la japonezi. de la Fujitsu) a făcut în bucăți piața americană, până când Reagan nu a intervenit cu măsuri de protecție (și până când IBM l-a dat în judecată murdar pe Gene Amdal pentru că a îndrăznit să lanseze o mașină compatibilă cu S/370 dar de două ori mai bună).
Dacă luăm în considerare că fiecare schemă necesita, de regulă, mai multe iterații pentru a perfecționa arhitectura, iar costul unei greșeli neglijabile a fost un lot de mii de cipuri, nu este surprinzător că doar companiile foarte, foarte groase își puteau permite lucrați cu BMK pentru proiecte foarte solide.
Ca urmare, întârzierea dintre anunțarea noii tehnologii BMK și mașinile reale de pe ele a fost de 3-4 ani, chiar și în cazul Statelor Unite - de fapt, cu toată calitatea microcircuitelor sovietice, este doar un miracol și o ispravă pe care au fost stăpâniți să o lanseze în 6-7 ani.
Monstruos de bogat Fujitsu, cu un personal de mii de ingineri și un ciclu de producție complet, și-a putut permite să lanseze un cadru central pentru Amdahl în 1980 pe un BMK cu supape de 10K și dezvoltarea supercomputerului Cray X-MP prin eforturile mai multor oameni pe minuscul comparativ cu Fujitsu cu doar 16 matrice de supape a fost finalizat abia în 1982.
CDC a scris în anunț:
CDC folosește cea mai rapidă familie de ECL Fairchild F200 din timpul său, compatibilă cu seria Fairchild F100K, astfel încât aceste BMC și circuite standard să poată fi combinate pentru a reduce numărul de opțiuni necesare.
Proiectarea cu F200 este foarte costisitoare.
Dezvoltarea se face aproape în întregime pe un computer închiriat la Fairchild prin terminalele clienților.
Proiectarea cu F200 este foarte costisitoare.
Dezvoltarea se face aproape în întregime pe un computer închiriat la Fairchild prin terminalele clienților.
Apare o întrebare rezonabilă.
CDC și Cray au fost literalmente în vârful progresului tehnologic în anii 1980 și 1990, fiind mici în stat, au reușit să supraviețuiască într-o societate înghesuită în jurul giganților Fujitsu, IBM și UNISYS. În același timp, au produs computere manual, iar numărul fiecărui model a fost estimat la doar zeci de bucăți.
Afacerile lor mergeau mereu, șchiopătând pe ambele picioare, cum au supraviețuit?
Și de unde au obținut bani nebuni pentru dezvoltare iar și iar, mergând mereu la zero în ceea ce privește profitul?
Și de ce, cu tot talentul inginerilor lor, această schemă a încetat brusc să funcționeze în 1990?
Răspunsul la această întrebare are un nume.
Ronald Wilson Reagan.
După cum am menționat deja, anii 1970 au fost epoca de aur a partocraților sovietici.
Destindere continuă, petrodolari, cooperare tehnică cu Statele Unite. Pentru prima dată de la sfârșitul anilor 1950, oamenilor noștri li s-a permis din nou să folosească Motorola, s-a ajuns la punctul în care, în 1975-1976, negocierile cu IBM privind licențele UE normale au fost destul de productive (ținând cont de faptul că întreaga lume era deja atât de ocupată cu asta - și germanii, britanicii și japonezii), iar la Motorola am cumpărat legal pachete de MC10k.
Cu toate acestea, procesul a durat câțiva ani, apoi s-au întâmplat evenimente neprevăzute care au pus capăt tuturor planurilor. Afganistan, răscoala „Solidarității” în Polonia și legea marțială din ea și, ca o cireșă pe tort - moartea lui Brejnev și venirea la putere a „mini-Stalin” - Andropov.
Reagan, desigur, a folosit toate acestea ca un casus belli și a urmat ultima rundă puternică a Războiului Rece, care a pus capăt URSS în 10 ani.
Guvernul SUA a investit cel mai mult într-un deceniu de la al Doilea Război Mondial într-o varietate de cercetări și dezvoltare cu dublă utilizare, ceea ce a dus la o revoltă incredibilă în anii 1980 a celor mai bizare, exotice și unice arhitecturi și mașini.
Și din 1990, nevoia unei infuzii de fonduri a dispărut, iar piața a rămas să decidă soarta a tot ceea ce a fost inventat în deceniul gras.
După cum știm, el a decis: în următorii 5 ani, microprocesoarele RISC și arhitectura lor masiv paralelă au câștigat competiția, înlocuind întreaga grădină zoologică minunată.
CDC a primit investiții directe de la guvern odată cu plecarea lui Cray în 1972, iar acest lucru i-a permis să finalizeze în continuare STAR-100 complet neprofitabil, care a avut dificultăți enorme în proiectare (având în vedere că a fost implementată o singură conexiune cu computerul de control PDP-11 de acolo. pe până la 4 tipuri de ECL BMK, câte 168 de supape).
De fapt, întregul proiect STAR a fost un front pentru dezvoltarea a trei sisteme: Flexible Processor (FP), Image Processor (IP) și Advanced Flexible Processor (AFP), cunoscut și sub numele de Cyberplus, concepute pentru a procesa imagini fotografice și date radar pentru CIA și NSA.
Până în 1986, au fost instalate cel puțin 21 de instalări multiprocesoare Cyberplus pe cipuri personalizate. Aceste sisteme de procesare paralelă au inclus de la 1 la 256 de procesoare Cyberplus care furnizează 250 MFLOPS fiecare, care sunt conectate la mașinile CYBER prin Arhitectura Direct Memory Attached (MIA).
Numărul de FP și IP-uri lansate și instalate este necunoscut, ultimul produs militar CDC fiind Procesorul de semnal modular paralel (PMSP) lansat în 1988.
Deci, dezvoltarea BMC pe ECL a fost plătită cu generozitate de guvernul american.
În general, un număr incredibil de arhitecturi secrete au fost lansate în SUA, în principal pentru NSA și CIA, multe criptocalculatoare sunt încă clasificate.
De exemplu, în Muzeul Național de Criptologie este demonstrată o anumită placă MC100k numită CLAW 1 și se spune că a fost instalată deja în CDC 7600 (!), dar, principalul lucru, nimeni nu știe de ce și există nicio informatie despre asta.
Arhitectură avansată de procesor flexibil și misterioasa placă CLAW 1 pe ECL real de la Motorola
(https://1500py470.livejournal.com, https://en.wikipedia.org)
(https://1500py470.livejournal.com, https://en.wikipedia.org)
În acest moment în URSS
În URSS a început istoria ECL, cine s-ar îndoi, cu același Motorola.
Menționăm uneori că trecerea la copierea seriei BMK 10k, ca de obicei, a ruinat evoluțiile unice sovietice, prezentate la sfârșitul anilor 1960 de seriile 137, 187, 229 și 138.
Iubitul nostru Malașevici își amintește:
Un exemplu interesant este crearea seriei ESL IC 100.
Încă din 1969, NIIME dezvoltase și furnizase propria tehnologie pentru producția de circuite integrate ESL la Mikron și au fost obținute primele mostre din mai multe circuite integrate originale din seria 138.
Dar în curând a început dezvoltarea supercomputerului Elbrus și, la cererea proiectantului său șef (sprijinit de un decret al Comitetului Central al PCUS și al Consiliului de Miniștri al URSS, cu care nu puteți contesta), NIIME și Micron au fost încredințați cu reproducerea seriei Motorola MC10000.
Nu a fost nici oportun și nici fezabil să se producă două serii de circuite integrate cu caracteristici similare și dincolo de puterea NIIME și Mikron.
Ca urmare, dezvoltarea seriei originale K138 a trebuit să fie oprită și, pentru a mulțumi clientul, au fost realizate analogi ale MC10000 de lungă durată (seria 100), inferioare seriei K138 în ceea ce privește viteza (cel mai important parametru). pentru circuitele integrate ESL).
Încă din 1969, NIIME dezvoltase și furnizase propria tehnologie pentru producția de circuite integrate ESL la Mikron și au fost obținute primele mostre din mai multe circuite integrate originale din seria 138.
Dar în curând a început dezvoltarea supercomputerului Elbrus și, la cererea proiectantului său șef (sprijinit de un decret al Comitetului Central al PCUS și al Consiliului de Miniștri al URSS, cu care nu puteți contesta), NIIME și Micron au fost încredințați cu reproducerea seriei Motorola MC10000.
Nu a fost nici oportun și nici fezabil să se producă două serii de circuite integrate cu caracteristici similare și dincolo de puterea NIIME și Mikron.
Ca urmare, dezvoltarea seriei originale K138 a trebuit să fie oprită și, pentru a mulțumi clientul, au fost realizate analogi ale MC10000 de lungă durată (seria 100), inferioare seriei K138 în ceea ce privește viteza (cel mai important parametru). pentru circuitele integrate ESL).
De fapt, aici, ca de obicei, totul este așa și nu așa.
De fapt, imediat odată cu înființarea lui Zelenograd în el (pe măsură ce noi fabrici au fost lansate și au fost construite noi institute de cercetare), tot mai multe linii de copiere au fost desfășurate în el. Împreună cu TTL și DTL, ciparea cipurilor ECL a început la mijlocul anilor 1960.
Primele ECL sovietice sunt rarele serii D34 și D35, un prototip care a apărut în 1968 și este o clonă exactă a Motorola MECL-I. Un an mai târziu, a apărut versiunea lor ușor îmbunătățită - seria 137 (într-o carcasă de aur plană pentru armată, cunoscută sub numele de 191).
Inițial, au fost dezvoltate la ordinul lui Przyjalkowski de la NICEVT pentru a asambla nava amiral din primul rând al UE - EU-1050. Avea o conductă asincronă în trei etape și o performanță de 500 MIPS, în principiu, deloc rău.
EU-1060 trebuia să fie nava amiral în general, dar nu au avut timp să-l facă și l-au transferat la Ryad-2.
Echipa pentru dezvoltarea mașinii R-500, care mai târziu a devenit cunoscută sub numele de EU-1050, a fost formată în 1968 (au vrut inițial să facă 4 opțiuni: R-20, R-100, R-500 și R-2000 ), în același an a început dezvoltarea seriei a 137-a.
Yuri Lomov, un participant la dezvoltarea UE-1050, amintește:
... Elementul de bază (circuite logice integrate de integrare medie ECL137, ECL138 și nuclee de ferită ca elemente de memorie), deși semnificativ inferioară celor străine, a făcut totuși posibilă implementarea arhitecturii computerizate propuse.
Deci, nu ne așteptam la dificultăți în îndeplinirea cerințelor de performanță (500 op/s) din punct de vedere al capabilităților arhitecturii.
Deci, nu ne așteptam la dificultăți în îndeplinirea cerințelor de performanță (500 op/s) din punct de vedere al capabilităților arhitecturii.
Ca rezultat, seria 137 a fost o clonă MECL I din 1962, iar a 138-a (cu un timp de întârziere de 3 ns) a fost o clonă MECL II.
În cazul planar, acestea sunt, respectiv, seria 191/197, seria 229 este un analog hibrid, 187th este o versiune mai lentă și mai rece a 137th. Având în vedere că EC-1050 a fost predat abia în 1974, pentru 1970-1971 nu este un fapt că producția lor în serie a fost lansată în general.
După cum putem vedea, Boris Malashevich, pentru a le spune ușor, se înșeală, în primul rând, acestea nu sunt aproape de cipurile originale și, în al doilea rând, parametrii lor sunt semnificativ inferiori atât MECL III, cât și MC10000 și Elbrus-2 (pândit pentru 1975). -1978 ani) nu avea rost să le strângem.
A treia greșeală este că ar fi fost scoase din producție la ordinul ITMiVT și dezvoltările avansate au fost puse să putrezească. Pe seria 137/138 au fost asamblate cu succes atât EC-1050, cât și 1052, până în 1980, în total, au fost produse aproximativ 170 de mașini.
În principiu, lansarea lor a asigurat comenzi stabile pentru seria a 137-a pentru următorii 10 ani și nimeni nu s-ar fi gândit să o folosească în Elbrus, a fost prea lent și nu a fost creat pentru asta.
Ce este amuzant, EC-1060 a folosit nu numai K500, ci și originalul său - un Motorola MC10k real! Își amintește Lomov, atunci deja dezvoltatorul principal al ES-1060:
... Calculatorul ES-1060 a început dezvoltarea în 1972 și s-a încheiat în 1977.
Baza elementului sunt circuite logice integrate din seria medie K500, care a fost generată de deșeurile din seriile 100 și 700 create pentru Elbrus de la ITMiVT.
Principala dificultate în dezvoltare a fost absența la acel moment a circuitelor integrate de memorie statică pentru memoriile și canalele buffer ale procesorului, precum și a circuitelor integrate de memorie dinamică pentru RAM.
Circuitele integrate cu memorie statică pentru prototip și primele mostre de producție au trebuit să fie achiziționate din străinătate.
Baza elementului sunt circuite logice integrate din seria medie K500, care a fost generată de deșeurile din seriile 100 și 700 create pentru Elbrus de la ITMiVT.
Principala dificultate în dezvoltare a fost absența la acel moment a circuitelor integrate de memorie statică pentru memoriile și canalele buffer ale procesorului, precum și a circuitelor integrate de memorie dinamică pentru RAM.
Circuitele integrate cu memorie statică pentru prototip și primele mostre de producție au trebuit să fie achiziționate din străinătate.
Două procesoare TEZ de la computerele ES. Stânga - EC-1050 pe seria ECL 137, dreapta - EC-1060 pe seria ECL K500. Vă rugăm să rețineți că în al doilea, microcircuitele sovietice coexistă în liniște cu originalul lor - Motorola MC10k
(https://1500py470.livejournal.com)
(https://1500py470.livejournal.com)
Comemorat în mod repetat, Malașevici (un europarlamentar nativ) scrie:
Cu privire la momentul creării ESL IS.
E. Gornev susține că atunci când K. A. Valiev a fost în SUA (1973 sau 1974), lucrările la microcircuite ESL abia începuseră (din 1974) și nu exista încă seria 500 (sau mai bine zis, K500).
Producția sa a început la sfârșitul anilor '70.
E. Gornev susține că atunci când K. A. Valiev a fost în SUA (1973 sau 1974), lucrările la microcircuite ESL abia începuseră (din 1974) și nu exista încă seria 500 (sau mai bine zis, K500).
Producția sa a început la sfârșitul anilor '70.
Cu toate acestea, tehnoarheologii au respins cu ușurință aceste fantezii (din post pe blog):
Am vorbit cu participanții direcți la acele evenimente - N. Lukanov, S. Nazarov, O. Bochkin, Yu. Zhuravlev, iar primii doi au condus subiectele pe dispozitivele ESL.
Potrivit opiniei lor generale, la acea vreme Gornev nu avea nimic de-a face cu subiectele ESL. S-a dovedit următoarele:
Lucrările la tehnologia ESL la NIIME au început nu în 1974, ci mult mai devreme.
Deja în 1969 au fost obținute primele circuite ESL (G. Krasnikov, colecția menționată „NIIME - Micron”) ...
Până în momentul vizitei lui K. Valiev și V. Kolesnikov în SUA, șase tipuri de circuite integrate erau gata, pachetul lor mare cu circuite integrate din seria 500 în carcase de plastic a fost prezentat la Motorola (N. Lukanov, colecția menționată mai sus „Microelectronics” ).
Însuși faptul acestei vizite și comparație a IP este confirmat de interviul lui Valiev pentru cea de-a 40-a aniversare a NIIME, în care a spus:
„Am adus cu noi mostre de circuite integrate în serie de mare viteză. Și când americanii le-au comparat cu ale lor, s-a dovedit că sunt aproape complet interschimbabile. Se dovedește că la vremea aceea mergeam, după cum se spune, nară la nară.
În perioada analizată, am lucrat la SVT-uri, unde în 1972-1973, pe baza IC-urilor Micron ESL din seria 100, a fost elaborat un proiect preliminar al super-computerului 41-50, aveam deja mostre de IC.
De aici rezultă că informațiile lui E. Gornev cu privire la problema ESL IS sunt complet eronate.
Potrivit opiniei lor generale, la acea vreme Gornev nu avea nimic de-a face cu subiectele ESL. S-a dovedit următoarele:
Lucrările la tehnologia ESL la NIIME au început nu în 1974, ci mult mai devreme.
Deja în 1969 au fost obținute primele circuite ESL (G. Krasnikov, colecția menționată „NIIME - Micron”) ...
Până în momentul vizitei lui K. Valiev și V. Kolesnikov în SUA, șase tipuri de circuite integrate erau gata, pachetul lor mare cu circuite integrate din seria 500 în carcase de plastic a fost prezentat la Motorola (N. Lukanov, colecția menționată mai sus „Microelectronics” ).
Însuși faptul acestei vizite și comparație a IP este confirmat de interviul lui Valiev pentru cea de-a 40-a aniversare a NIIME, în care a spus:
„Am adus cu noi mostre de circuite integrate în serie de mare viteză. Și când americanii le-au comparat cu ale lor, s-a dovedit că sunt aproape complet interschimbabile. Se dovedește că la vremea aceea mergeam, după cum se spune, nară la nară.
În perioada analizată, am lucrat la SVT-uri, unde în 1972-1973, pe baza IC-urilor Micron ESL din seria 100, a fost elaborat un proiect preliminar al super-computerului 41-50, aveam deja mostre de IC.
De aici rezultă că informațiile lui E. Gornev cu privire la problema ESL IS sunt complet eronate.
Nară la nară este, desigur, o exagerare notabilă.
Ca urmare, până în 1975, producția industrială a serii a 100-a, 500-a și 700-a a fost totuși stabilită, dar nu lipsită de niște stâlpi mari.
Din punct de vedere tehnic, acestea au fost aceleași cipuri, doar seria a 100-a a fost realizată într-o versiune militară plană, a 500-a - într-un DIP civil, iar cea de-a 700-a a fost o comandă specială a ITMiVT - 100-uri fără cadru pentru plasarea în microansambluri K200, câte 8-10 fiecare. microcipuri.
Această comandă a fost plasată în 1972, deoarece Burtsev credea că utilizarea microansamblurilor va crește viteza (nu uitați, doar IBM deținea magia modulelor reale cu mai multe cipuri la acel moment).
De ce au fost pregătite K500-urile pentru vizita lui Valiev și Kolesnikov în SUA?
Nu din cauza secretului seriei 100, ci pentru că în ea la început am schimbat prostește cablurile de alimentare, răspândindu-le în colțurile carcasei.
S-ar părea o prostie?
Da, dar nu când vine vorba de circuite integrate în nanosecunde.
Datorită acestui aranjament, lungimea conductorilor a crescut și inductanța s-a modificat ușor, ceea ce a fost suficient pentru ca imunitatea la zgomot a țesăturii să fie mult mai slabă decât cea originală și știm cu toții cât de sensibil este ECL la interferențe.
A le arăta ar fi doar o rușine, a-ți expune ignoranța.
Iată, seria a suta, baza lui Elbrus-2
(https://1500py470.livejournal.com)
(https://1500py470.livejournal.com)
În plus, Yankees au marcat pentru a îmbunătăți tehnologia MC10000, deoarece a apărut o nouă serie MC10100 și, odată cu aceasta, după cum se poate vedea pe TEZ din EU-1060, procesul de copiere a fost dificil.
Au reușit să copieze K500TM130, dar nu încă TM133, iar cu memoria MC10400 a ieșit atât de rău încât cipurile americane au trebuit instalate pe mașinile în serie în primul an de producție.
Americanii au lansat deja MC10200...
De fapt, ideea UE, așa cum am spus deja, a fost bună în sine, iar designerii noștri au făcut tot posibilul, au dezamăgit baza elementului.
Seria Row-1 EU în ansamblu a fost destul de răsfățată în ansamblu (din cauza producției proaste a TTL civile), dar EU-1060 s-a dovedit inițial a fi doar un dezastru.
De exemplu, în același Institut de Cercetare „Delta” Melnikov a preferat să facă calcule pentru „Electronics SSBIS” conform clasicilor - pe BESM-6, până când EU-1060 lor a fost înlocuit cu GDR EU-1055M, iar Melnikov și-a păstrat în cele din urmă ura pentru UE pe viață.
Cu toate acestea, europarlamentarul a ieșit cu ușurință - și-a lansat propriile specificații, care nu coincideau cu TX-ul în acei parametri care nu puteau fi îndepliniți, iar cei 500 au trecut calm de acceptare, folosind patronajul nelimitat al domnului clonului Shokin.
Problema s-a încheiat cu faptul că reprezentanții Ministerului Apărării (care aveau nevoie și de o UE puternică ca computer de uz general, și nu de calculatoare speciale de apărare aeriană/rachetă) au venit direct la Shokin și și-au exprimat nemulțumirea oficială față de următoarele fapte .
În K500, după cum s-a dovedit, nu existau deloc circuite de compensare termică, drept urmare EC-1060 s-a încălzit instantaneu până la 70+ grade și aceasta a fost singura modalitate de a asigura cel puțin o oarecare operabilitate, deoarece cu încălzirea uniformă a funcționat (deși încetinind fără Dumnezeu) și, atunci când este neuniform, a început să eșueze îngrozitor din cauza desincronizării dintre circuitele integrate mai reci și cele mai fierbinți.
Ca urmare, la intervalul de temperatură prevăzut de documentele de guvernare ale Regiunii Moscova, microcircuitele nu au funcționat, ceea ce a făcut obiectul unei plângeri.
Totuși, Shokin (care a căzut într-o furie de nedescris dacă credea că cineva a îndrăznit să nu fie de acord cu el) a arătat că Ministerul Apărării nu este un decret pentru europarlamentar.
Potrivit martorilor oculari, el a explicat într-o limbă țărănească atât de puternică, Marea Rusă, că europarlamentarul a produs seria a 500-a în deplină conformitate cu specificațiile sale, iar TK-ul de la Ministerul Apărării poate fi trimis direct și la stânga, că chiar și militarii au fost șocați, și s-au retras din birou.
Drept urmare, blestemata serie 100/500/700 a fost acceptată abia în 1980 și, în același timp, și-a vindecat rănile copilăriei.
Deloc surprinzător, unul dintre primele decrete ale lui Gorbaciov, prin care a început să curețe grajdurile augiene de ministerele sovietice, a fost decretul privind demisia lui Șokin.
Cu toate acestea, nu a avut timp să-l dea afară oficial, și-a dat seama că mirosea a prăjit și a preferat să plece el însuși puțin mai devreme.
De fapt, Burtsev își amintește și asta:
Elbrus-2 MVK a fost construit pe o bază de elemente noi.
Acest lucru a cauzat o mulțime de probleme.
Circuitele integrate s-au dovedit a fi extrem de nesigure: din moment ce au fost copiate, multe nu au fost copiate, au existat erori de sistem.
Am stat un an întreg, neștiind ce să facem, mai ales cu memoria.
MEP a localizat producția de circuite integrate la diferite fabrici și a trebuit să organizez controlul de intrare, pentru că, de exemplu, schemele Zelenograd (uzina Mikron) funcționau perfect, iar circuitele integrate produse la Kaunas aveau o depresurizare a carcasei.
Acest lucru a cauzat o mulțime de probleme.
Circuitele integrate s-au dovedit a fi extrem de nesigure: din moment ce au fost copiate, multe nu au fost copiate, au existat erori de sistem.
Am stat un an întreg, neștiind ce să facem, mai ales cu memoria.
MEP a localizat producția de circuite integrate la diferite fabrici și a trebuit să organizez controlul de intrare, pentru că, de exemplu, schemele Zelenograd (uzina Mikron) funcționau perfect, iar circuitele integrate produse la Kaunas aveau o depresurizare a carcasei.
Plăci de la „Elbrus-2” de două generații. Mai întâi, pe seria a 100-a și ansamblurile K200 din 10 astfel de cristale, apoi pe BMK I200. Plăci expuse în Mountain View, California
(https://1500py470.livejournal.com)
(https://1500py470.livejournal.com)
Problemele maxime așteptate, după cum ați putea ghici, cu K200 - o încercare de a portretiza MCM sovietic la IBM 3081.
Mulți ingineri care au lucrat la ITMiVT au considerat decizia lui Burtsev de a se agita cu MBIS (multi-chip LSI, care nu trebuie confundat cu MAIS - matrice LSI, adică BMK din seria I200!) Complet eronată și, în plus, a întârziat munca la Elbrus-2.
Primele K200 au fost gata în 1976, iar dezvoltarea procesorului a început.
Aproximativ jumătate din logica sa a fost implementată ca cipuri individuale din seria 100, iar cealaltă jumătate ca module K200.
Instalarea ambalajului a fost făcută chiar în ITMiVT și ar fi mai bine dacă nu ar face acest lucru ...
Depanarea nu a început până în 1981, conform unei estimări, fiabilitatea ansamblurilor a fost de așa natură încât ceva a ars în procesor de fiecare dată când a fost pornit și oprit.
Până la 5 TEZ-uri au fost înlocuite pe zi, din această cauză, depanarea a durat de trei ori mai mult decât era planificat.
În general, cu TTL în Elbrus-1, situația nu era cu mult mai bună.
Ca urmare, până în 1984, mașina a fost predată de drept, de facto era un prototip, care încă urmează să fie lustruit și lustruit (după cum știm, a fost lustruit abia în 1989, schimbând încă o dată baza elementului și a intrat într-o serie cu drepturi depline abia din 1990) .
Drept urmare, Burtsev a ratat toate termenele imaginabile timp de 10 ani (în ciuda faptului că ersatz-Elbrus, prima versiune pe TTL, a funcționat, de asemenea, în mod normal nu mai devreme de începutul anilor 1980, și pentru o astfel de infuzie sălbatică de bani și tulpină de putere s-a dovedit a fi destul de mizerabil).
Acesta este ceea ce le-a permis celor nedoritori ai lui Burtsev să facă o revoluție în ITMiVT și, profitând de faptul că puternicul său patron Kalmykov a fost în mormânt de 10 ani, să repete asupra lui același lucru pe care l-a făcut Burtsev cu Staros.
Chiar înainte de livrarea lui Elbrus-2, a devenit clar că, la fel ca prima sa versiune, era iremediabil depășit din punct de vedere tehnic.
Seria MC10k arăta bine în 1970, dar până în 1985 era deja fier vechi de muzeu.
După cum am menționat deja, au existat destui solicitanți pentru noile tehnologii în URSS.
Institutul de Cercetare Delta - din partea MEP și ITMiVT cu NICEVT - din partea MRP, în timp ce la prima etapă toate tipurile de ECL au fost produse și dezvoltate numai în Zelenograd la fabricile MEP.
informații