Рывок
Дейкстра был прав, но как и почему так случилось? Ведь до середины 1960-х годов между СССР и США в этой области был своеобразный паритет. Так, в 1953 году у нас была создана первая большая ЭВМ - БЭСМ (Большая электронная счетная машина) с быстродействием 10 тыс. операций в секунду, т.е. на уровне лучших вычислительных машин США. А пятью годами позже – М-20, самая мощная в Европе (20 тыс. операций/сек). В 1967 году заработала БЭСМ-6, выполнявшая около 1 млн. операций в секунду. Она, работая в 1975 году в составе вычислительного комплекса, обсчитывала траекторные данные полета «Союз-Апполон»» за одну минуту, в то время как американцы управлялись лишь за полчаса!
Откуда это взялось в стране, вынесшей тяжелейшую войну, и оказавшейся после нее в практически полной изоляции? Бытует версия, что все это украла наша разведка. Ведь любой, кого ни спроси, знает, что мы украли атомную бомбу! Хотелось бы посмотреть на выражение лиц авторов версии, ознакомившихся с агентурными донесениями. Они лишь подтверждали то, что было в авторском свидетельстве 1940 года за № 6353сс с грифом «совершенно секретно». Так сказать, патенте на атомную бомбу. Ведь изобретения сотрудников Харьковского физтеха Ланге, Шпинеля и Маслова охватывали весь комплекс работ, необходимых для ее создания. Другое дело, что нужны были абсолютно точные данные по составу материалов, размерам и форме множества деталей. Вот их то и не было! Но как превратить в цифры непонятные символы и значки, начертанные в спешке рукой теоретиков? Вот и вычислительная математика родилась в ходе выполнения «атомного проекта». Но много ли и как быстро насчитаешь, вращая ручку арифмометра?
Да, в Советском Союзе было известно об американских проектах цифровых машин, но эти сведения были очень поверхностными, поэтому первые советские компьютеры создавались совершенно независимо от зарубежных. В 1948 году в Институте электротехники АН УССР началась постройка экспериментальной Малой электронной счетной машины (МЭСМ). В 1951 г. она заработала. Все 6000 электронных ламп, занимавших крыло двухэтажного здания. Быстродействие – 50 операций/сек. В 1952 году в Энергетическом институте АН СССР группой из девяти человек была построена ЭВМ М-1, насчитывающая всего 750 ламп и со скоростью 20 операций/сек. Дальнейшее развитие вычислительной техники в Союзе связано с ее военным применением.
В 1953 году почти одновременно на свет появились две полномасштабные отечественные ЭВМ. Большая электронная счетная машина (БЭСМ) с рекордным для Европы быстродействием в 8000 оп./сек. была построена в академическом Институте точной механики и вычислительной техники (ИТМиВТ) АН СССР. «Стрела» — первая отечественная серийная ЭВМ средней производительности с быстродействием около 2000 оп./с. — была создана в московском СКБ-245.
Появились научные школы. Московская – специализирующаяся на создании ЭВМ высокой производительности. Там в 1958 г. создали ламповую ЭВМ М-20 с рекордным для машин того времени быстродействием 20 000 оп./с. и собственным системным программным обеспечением. Наивысшим же достижением явилась полупроводниковая БЭСМ-6 с производительностью 1 млн. оп./с., созданная восемью годами позже. Легендарная ЭВМ выпускалась серийно и надежно работала на протяжении более чем 25 лет! Однако надежность «совковой» техники окажется совсем не нужной рынку… Еще одна московская школа специализировалась на малых и управляющих вычислительных машинах М-1, М-2 и М-3, ставших прототипом ЭВМ, выпускавшихся в Минске и Ереване.
Пензенская школа сформировалась на базе филиала СКБ-245. Там в 1954 году была создана первая серийная малая ЭВМ «Урал-1», все 800 электронных ламп которой уже размещалась в одной стойке.
Киевской школой была создана машина для инженерных расчетов «МИР», которая первой в мировой практике компьютеростроения имела аппаратный интерпретатор высокоуровневого языка программирования.
То есть, к середине 1960-х годов в Советском Союзе была создана инфраструктура разработки собственных компьютеров, во многом аналогичная инфраструктуре КБ в авиакосмической промышленности. Был даже переизбыток новейших архитектурно-инженерных решений, превосходивших американские разработки: БЭСМ-6, «МИР», «Сетунь», М-10 и серия «Урал».
Захромали
Однако по общему уровню мы существенно отстали от передовых стран, причем отставание постоянно увеличивалось, составив к началу 70-х годов целое поколение ЭВМ. Тому было несколько причин.
После того, как Никита Хрущев ликвидировал орган координации разработок вычислительной техники, существовавший в АН СССР, подчинив соответствующие НИИ и КБ различным министерствам, случилось то, чего и следовало ожидать. Каждое из них стремилось разработать свою версию вычислительной машины для решения отраслевых задач. В результате ЭВМ в стране выпускались разрозненно и почти штучно. С огромной себестоимостью. Годовой суммарный выпуск всех типов ЭВМ – а их насчитывалось уже более 20 – составлял всего около тысячи штук. Это никак не могло удовлетворить потребности народного хозяйства и обороны страны.
Наши компьютерные КБ выпускали продукцию, несовместимую ни аппаратно, ни программно, ни по элементной базе. Так, в «Минске-32» был принят семибитный байт, а в БЭСМ – шестибитный, что делало проблематичным даже простой межмашинный обмен данными. Кстати, о восьмибитном байте, который был принят фирмой IBM и завоевал впоследствии весь мир, речь даже не заходила. Отсутствовали стандарты на аппаратные интерфейсы: этим просто никто не заморачивался – каждый делал, как ему удобнее. А посему и не было единого ряда совместимых ЭВМ разной производительности, в особенности малой.
Но главная проблема крылась в программном обеспечении, поскольку разной была архитектура машин, да и сама индустрия производства софта отсутствовала – были только выдающиеся теоретики. А требовались уже программно-совместимые ЭВМ. Сегодня мы даже не задумываемся, почему разные по конфигурации компьютеры, собранные в разных частях света, могут без проблем взаимодействовать между собой, а полвека назад о такой совместимости можно было только мечтать. Иначе бы около каждого компьютера крутилась бы кучка программистов, которых всегда не хватало. В СССР программным обеспечением в 1969 году занималось всего 1,5 тысячи программистов, а в США – 50 тысяч, поскольку там ЭВМ выпускались уже массово.
Ну как тут осуществлять «автоматизацию всей страны», о которой мечтало правительство? Правильно, кстати, мечтало: в условиях планового хозяйства это давало огромное преимущество. А тут еще и технология производства элементной базы отстает: действующие ЭВМ вполне планово ремонтируются едва ли не ежедневно.
Вот, новый поворот
Но разве ж есть такие высоты, которых не взяли бы большевики: задача виделась вполне государственного, если не мирового масштаба. Особенно с учетом стран СЭВ. Оттого-то в планах на 1966 год и было предусмотрено создание «комплекса типовых высоконадежных информационных вычислительных машин», получившего сначала условное название «Ряд», а затем и ЕС ЭВМ, то есть Единая Система, из пяти моделей с производительностью от 20 тыс. оп./с. до 700 тыс. оп./с. Но о том, на какой основе эту систему делать, споры не утихали.
Ведь все разработчики числились за разными ведомствами. Посему последовал ряд совещаний на правительственном уровне с целью выбора пути унификации. Рассматривалось три варианта: с опорой на собственные силы – на базе ЭВМ «Урал», интеграция с европейцами (ICL System 4), либо клонирование техники американской фирмы IBM. Английская ICL была готова сотрудничать. А со стороны США существовало эмбарго на поставки в СССР высоких технологий, под которое продукция IBM, безусловно, попадала. В результате даже при наличии доброй воли со стороны IBM – а ее не наблюдалось, – не существовало легального способа закупки технологий и программного обеспечения (ПО) для воспроизведения этой системы.
Однако 18 декабря 1969 года состоялось заседание коллегии Минрадиопрома СССР, которое кардинально изменило вектор развития отечественной вычислительной техники. Именно там было принято решение использовать в качестве прототипа новой серии ЕС американские компьютеры IBM S\360 образца 1963 года. До кучи, еще раньше, решили прекратить разработку собственных машин Семейства малых (СМ) ЭВМ, повторяя технологии компании Digital Equipment. Споры о том, были ли принятые решения правильными и необходимыми, или ошибочными и принятыми из расчета получения сиюминутной, порой личной выгоды, идут до сих пор. Использовать зарубежный опыт, безусловно, надо, но не в такой степени, чтобы просто копировать созданное несколько лет назад.
Будем красть!
История с клонированием IBM-360 (серия ЕС) требует особого рассмотрения. Было понятно, что американцы в конце концов всех подомнут: решение совещания обязывало ориентироваться на IBM S\360. То, что техдокументацию и ПО, говоря современным языком – софт, придется воровать и приспосабливать к отечественным реалиям, а американский образец устарел уже к моменту принятия решения, никого не остановило. Удивительно, но руководство не учло темпов прогресса и инерции промышленности. В итоге через два года, когда была готова первая EC ЭВМ, это самое руководство с удивлением обнаружило то, что и предсказывали противники выбора американского образца. На рынок развернутыми колоннами вступило новое поколение мэйнфреймов – IBM S\370. Более того, Xerox Park, о роли которого руководство, похоже, и не догадывалось, анонсировал работы над принципиально новыми машинами – на основе графического интерфейса.
Думали незамысловато: украдем и освоим ВСЕ матобеспечение IBM – иначе затея лишалась смысла – и совершим очередной рывок. Тут-то и наступит расцвет нашей вычислительной техники. Премии, ордена, загранкомандировки, сладкое слово – валюта… Как говориться: нашему бы теляти… Уворовать все не получилось, краденые куски не подходили друг к другу, древние программы не работали. А согнанные в одно стойло программисты лишились стимула творить. Им ведь предлагалось, по сути, угадать, как работают западные устаревшие вычислительные машины, и сделать заплатки. Какое уж тут творчество: сиди да переписывай-переделывай. Или, как говаривали о своей бессмысленной работе они сами: шей да пори для этой ебиемы. Перспективными работами не занимались, поскольку передовой уровень известен не был: украсть удавалось не всегда. Хуже того, американцы специально подсовывали советским агентам разработки, таящие серьезный брак. Однако известно, что терпение и труд все перетрут: поздняя система ОС ЕС 6.1.9 была уже гораздо стабильнее оригинала OS\360 21.8. Но сколько времени, сил и денег…
Даром преподаватели…
И лишь отчасти удалось продвинуться в производстве микроэлектронной базы: «по образцу» блоху подковать удавалось не всегда. В ЕС ЭВМ скопировали только архитектуру системы, аппаратная же реализация была создана заново. На надежность и эксплуатационные характеристики этой серии отрицательно влияло низкое качество советских компонентов. Тут сказался недостаточный анализ опыта и ошибок компьютерной индустрии капиталистических стран, который вполне был представлен в литературе, отчего те же ошибки повторялись с еще более пагубными последствиями. Но учить английский так скучно, а противоречить начальству еще и опасно… Поэтому программная совместимость в конце концов была достигнута, а аппаратная — только на уровне интерфейса внешних устройств.
Таким образом, вся наша компьютерная отрасль оказалась автоматически обречена на отставание, которое в 1980-х оценивалось уже в двадцать лет. Но и это не все: началась перестройка, и возникли проблемы с финансированием. А с распадом Союза практически прекратились поставки только-только освоенных Литвой в производстве микросхем набора К-1800. Это были микросхемы средней степени интеграции, но в сложившихся условиях они вполне подходили для машин средней производительности. Сказались и разногласия между министерствами, в результате чего большие интегральные схемы (матричные БИС И-300Б (около 1200 логических вентилей на кристалле), на которые давно перешли зарубежные конкуренты, появились только в 1994 году. И о выпуске высокопроизводительных ЕС ЭВМ можно было забыть.
Тем не менее, за 1970-1995 годы было выпущено 16929 экземпляров ЕС ЭВМ всех четырех серий. Экономический развал, произошедший в годы перестройки, послужил причиной массового вывода этих машин из эксплуатации. Громадный объем софта оказался ненужным, новое разрабатывалось уже в основном для персональных компьютеров. Разработчики из бывшего СССР не смогли долго бороться за рынок — они лишились госзаказов, средств на разработку, их организационные структуры подверглись приватизации и ликвидации. Наиболее серьезные специалисты перешли на работу в IBM или другие западные компании, связанные с этой техникой. Последние попытки восстановить разработку продолжались до середины 1990-х годов.
С распадом СССР большая часть действующих машин Единой системы осталась в России. Экономические реформы привели к разрушению централизованной системы техобслуживания: ВО «Союзэвмкомплекс», обслуживающее все машины ЕС ЭВМ в стране, приказало долго жить. И на начало 1999 г. число работающих в России ЭВМ ЕС оценивалось в пять тысяч. Пользователям пришлось выкручиваться по мере сил: кто-то менял изношенные накопители ЕС ЭВМ на «винчестеры» от персоналок, полторы тысячи пользователей заменили машины ЕС на дешевые IBM 4381 second hand, столько же польстилось на IBM ES-9000. Провал оглушительный. Как возвестил кормчий Фармуз, проплывая мимо острова Палодес: «Умер великий Пан!».
Ортодоксы
Но подключить все НИИ и КБ к разработке клонов американской техники не удалось. Академик Сергей Лебедев, под чьим руководством проектировали знаменитую БЭСМ-6, отстоял свой Институт точной механики и вычислительной техники (ИТМ и ВТ). Он-то, в конце концов, и разродился «Эльбрусом», многие оригинальные решения которого стали ныне стандартными. При весьма примитивной технологии архитектура машины оказалась столь совершенной, что она была в два раза быстрее самой быстрой американской супер-машины того времени Cray Y-MP.
Устоял и НИИ Вычислительных комплексов (НИИВК), руководимый Михаилом Карцевым: костьми легло Минобороны – все машины Карцева (М-4, М-10 и М-13) обеспечивали работу систем предупреждения о ракетном нападении (СПРН) и противоракетной обороны (ПРО). А маршалы Дмитрий Устинов и Николай Огарков считали изделия IBM продуктом чисто коммерческим и для решения серьезных проблем непригодным.
Чтобы понять важность и сложность решаемых «эмками» задач достаточно сказать, что на околоземных орбитах находится до 20 тысяч объектов различного происхождения, включая действующие и отслужившие свой срок спутники, куски ракетоносителей и прочего мусора. Первый эшелон СПРН — космический: по факелам запускаемых ракет спутники засекают их старт. Костяк системы — ее второй, наземный эшелон, включающий мощные радары, расположенные по окраинам страны, а также сеть вычислительных комплексов. Требуется точная оценка в реальном масштабе времени огромного объема получаемой информации, иначе последствия могут быть убийственными. А уж с противоракетами как-нибудь управимся.
Карцев работал с потрясающей эффективностью. Если сделанная в 1973 году М-10 обладала производительностью в 30 млн оп./с., то пошедшая в серию десятью годами позднее М-13 выдавала уже два с половиной миллиарда операций в секунду! Но даже М-10 превосходила БЭСМ-6 и ЕС-1060 по скорости в пять раз, а «Эльбрус-1» – втрое. Напомним, работа машины в режиме «боевой» не допускает сбоев, отказов и остановок.
Теперь оценим сложность обеспечения этой самой аппаратной надежности. В БЭСМ-6 использовалось 60 тыс. транзисторов, 180 тыс. диодов, 12 млн ферритных сердечников. Вычислительный комплекс из трех М-10 содержал 2100 тыс. микросхем, 1200 тыс. транзисторов, 120 млн сердечников. И за весь 1974 год прекращение автоматической обработки данных на М-10 составило всего 10 минут! Базой М-13 были БИСы, число которых можно прикинуть, учитывая, что количество сопрягаемых процессоров в ней достигает 128.
На этих машинах был создан и находился в постоянной круглосуточной эксплуатации крупнейший в стране многомашинный комплекс, в котором по единому алгоритму работали 76 ЭВМ, соединенных каналами передачи данных длиной в десятки тысяч километров. Танкист-фронтовик, впоследствии – студент-экстерн, Михаил Карцев был обыкновенным секретным гением, которых оказалось немало в СССР.
К сожалению, проблемы во взаимодействии двух научно-технических (гражданской промышленности и оборонной) баз были весьма серьезными. Режим секретности ВПК привел к тому, что оборонные разработки, способные совершить техническую революцию в отраслях народного хозяйства, проникали туда с трудом и с большим опозданием. В итоге созданный в военно-промышленном комплексе бесценный научно-технический капитал решал важные, но узкие задачи оборонного характера. А в плане широкого практического применения этих достижений для удовлетворения потребностей населения СССР проигрывал.
Мифы и легенды
Существует устойчивое мнение, что все без исключения «персоналки» в Союзе были привозными. Мне приходилось иметь дело с «Уралом», где программирование велось в машинных кодах, с «Минском-32», с М-4, позднее – с машинами ЕС ЭВМ. Так вот среди последних были самые настоящие «персоналки». В модельном ряду их было аж пятнадцать. Выпускались как в СССР, так и в ГДР и Болгарии. Наиболее характерные: ЕС-1840/1841 (аналог IBM PC/АТ); ЕС-1845 (с военной приемкой); ЕС-1842 (аналог IBM PC ХT/AT) и ЕС-1850 (аналог IBM ХТ/370). Была даже вполне продвинутая модель ЕС-1863 в корпусе «десктоп», но с процессором Intel на 20 МГц. Работали они по-разному, но той примитивности и тупости в области удобства пользования, какой отличались первые IBM PC по сравнению с созданной за пятнадцать лет до этого глушковской «МИР-2» в них не было. Короче, вполне приличные «писюки»: уж чего-чего, а мозгов у нас всегда хватало. И куда все подевалось…
Никто не виноват?
Но если мы такие умные, то почему отстаем? Вопрос сложный, конечно. Людям зачастую трудно объяснить, почему наши «тазы» — «ведра с болтами», а «форды» и «тойоты» – нет. Сдается мне, что дело в масштабах и сущности людской.
Обыватели не привыкли думать, им ведь важно все самое лучшее, новое и сразу, и их не волнует вопрос «почему?». Трудно объяснить им, в каких экономических условиях мы жили, в какой изоляции – а мы не сами от них отгородились – нам приходилось работать, изобретать, двигать науку, налаживать массовое производство. Важнейший показатель современного производства на качественном уровне – разделение труда. Разделение труда – явление чисто технологическое, оно есть и при капитализме, и при социализме. Оно значительно сокращает затраты. В огромном числе предприятий во множестве стран массовое производство значительно дешевле. А мы вынуждены были для сокращения затрат строить гигантские заводы. Мы могли осуществлять разделение труда только в масштабах семи стран соцблока с населением едва ли не в десять раз меньшим, чем на Западе, который экономически превосходит сегодняшнюю Россию, наследницу Союза, раз в пятьдесят. Но у СССР даже вместе с СЭВ, никогда не было столь емкого рынка, чтобы позволить себе тот же способ повышения эффективности экономики, как Запад.
В мире ни одна страна не делает всего сама, как делал СССР. Потому что это невероятно дорого. Существует эффективное разделение труда среди развитых стран. И чем больше система, тем эффективнее разделение труда, потому что узкоспециализированную продукцию выгодно выпускать только огромными тиражами. То есть, емкость рынка должна быть очень большой.
СССР не входил в эту систему, вот и все. Он почти все разработки, ведущиеся в мире, делал сам и владел всем спектром технологий. Например, только США и СССР выпускали промышленные генераторы электромагнитного излучения во всех технических диапазонах. Никто, даже объединенная Европа не в состоянии делать этого сейчас. Каждый третий самолет в мире был советский: СССР выпускал летательные аппараты всех типов и классов, а США – нет. Технологии СВЧ – основу мобильной связи, монопольно разрабатывались США и СССР после второй мировой войны. Следовало бы ожидать, что компании США станут монополистами на мировом рынке мобильной связи. Но этого не произошло. Ну не по силам поднять всю инфраструктуру, все сопутствующие технологии, даже такой мощной стране как США. «Сименсу» и «Нокии» передали технологии американцы. Зачем? Чтобы разделить затраты. То же и с компьютерами. В 80-х годах прошлого века США контролировали уже четыре пятых мирового рынка этой техники. Контролируют и сейчас, передав технологии Японии и Корее, но оставив за собой производство процессоров и софта. И конечно, мастерски угадав, насколько привлекательны для обывателя без знания даже основ программирования персоналки: тыц в иконку и – пжалста, я в Сети и могу скачать рецепт пудинга или увидеть по скайпу такого же примата, как сам. Ведь 98% ноутбуков покупаются не для научных или бухгалтерских расчетов. Это не Советский Союз отстал от США в компьютерах, это весь мир отстал. Особенно в умении продавать.
P.S.
Еще Александр Зиновьев говорил: «Нужно вменять советской системе в вину не то, что она рухнула. Нужно удивляться тому, как она выстояла. 70 лет истории, и какой истории! Никакая другая система бы не выстояла. Никакая! Понимаете, люди ведь абстрактно рассуждают: на Западе есть то, а у нас этого не было. …Все это Советский Союз развивал сам, сплошь и рядом достигая выдающихся результатов».
Это был фантастический, астрономический рывок.
Но малый объем рынка – это только половина фактора. Похоже, что с 90-х годов наши верхи – постановка задач и планирование – отрезаны от низов с их запросами и распределением. А среднее звено, за которым должны быть контроль и разработка, не имеет повода напрягаться.
При Сталине, говорят, было совсем не так.
