Доктор технических наук, профессор Юрий Рябцев — выпускник МФТИ, многолетний сотрудник ИТМиВТ и ИНЭУМ. В 1976 году он стал лауреатом государственной премии за разработку вычислительного комплекса для С-300, в 1986-м — лауреатом Ленинской премии за разработку «Эльбруса-2». В интервью из нашей исторической серии Юрий Степанович рассказывает, как готовили инженеров для передовых оборонных программ, объясняет, как в СССР взаимодействовали институты и целые отрасли, делится мнением о крупных советских проектах в области ИТ.
Из поселка в лучший вуз страны
— Я окончил поселковую школу в 1953 году, когда молодежь бредила атомными проблемами, и сам тоже очень хотел заниматься атомной физикой. Поэтому первое, что начал смотреть — Московский инженерно-физический институт. Почти подал туда документы, как вдруг увидел объявление, что есть другой институт — Московский физико-технический, экзамены в который на месяц раньше. Это означало, что можно сделать две попытки поступления.
Вступительные экзамены проводили в здании Московского энергетического института, там и общежитие было. Дней за 10-15 до начала Физтех выдал нам свои задачники по математике и физике, и я понял, что 90-95 % решить не могу. Стал ходить на все консультации, а вели их люди для вузов нестандартные. По физике консультировали молодые научные сотрудники Физического института Академии наук, по математике — ребята из Математического института. Все поясняли легко и свободно. В результате к экзаменам 95 % задач я решал.
— Как поселковым учителям удалось подготовить вас к институту?
— Школа наша была одна на весь Куровской район — сейчас он Орехово-Зуевский, а поселок Куровской теперь называется город Куровское. В среднюю школу половина класса ходила пешком из окрестных деревень. Но учили нас, можно сказать, народницы. Очень самоотверженные учителя, которые возились с нами постоянно. По математике и физике я был отличником, они старались, чтобы я решал побольше задач. Однажды произошел сбой: контрольная работа по математике у меня не получалась. Обычно в таких случаях ставят двойку, но учительница сказала: «Я буду готовиться к следующим занятиям, а ты решай». Сидела со мной еще два часа, потому что психологически для меня было очень важно справиться с этими задачами. Учительница не дала мне сломаться, потерять уверенность в себе.
Вид на Куровской текстильный комбинат, 1950-е гг. Статус города рабочий поселок Куровское получил только в 1952 году
На вступительных экзаменах по математике и физике у меня были лучшие баллы в группе. Сочинение написал хорошо, а преподаватель немецкого языка сказала: «Тембр голоса у вас хороший. Учить будете английский, потому что немецкий вам учить бесполезно».
— В институте было трудно?
— Очень. Физтех — вуз, в котором не было блатных, потому что на каторгу по блату не ходят. На первом курсе поставили 56 аудиторных часов в неделю с обязательным присутствием. Плюс несколько сотен страниц иностранных текстов и несколько страниц номеров задач. Как мы выдерживали, не знаю. Это был основной отбор, кто-то не справлялся. Группа у нас была 16 человек, закончили 11.
Лабороторный корпус МФТИ, 1950-е гг.
Этот институт создавался целевым образом для решения стратегических задач, поэтому учить должны были те, кто работает на самом передовом уровне знаний каждой отрасли. За три года мы прошли университетский курс математики, физики и всего прочего, а потом нас направили в базовый институт — ИТМиВТ (Институт точной механики и вычислительной техники).
ИТМиВТ. Мозаика из разных пород дерева, посвященная памяти академика Сергея Лебедева, более 20 лет руководившего институтом
— Вычислительную технику вы сами выбрали?
— При поступлении в Физтех, кроме экзаменов, проводилось собеседование. Сидели умудренные жизнью люди, смотрели на нас, спрашивали. Мне задали единственный вопрос, потому что человек из комиссии знал наш поселок. «С таким-то знакомы?» — «Да». На этом собеседование закончилось. Сказали: «Пойдете на вычислительную технику». Я не сопротивлялся, поскольку и знать не знал, что это такое.
— Какие были альтернативы?
— В Физтехе было 16 групп и 16 направлений — диапазон очень большой. От физической химии до аэромеханики — это ракеты и самолетостроение. Факультет радиотехники. Факультет автоматики, по-моему, был.
На первом курсе экзамены сдали далеко не все. Из отчета за 1951 г.: Физтех еще называется ФТФ — физико-технический факультет МГУ
Обучение предполагало, что с 4 курса большую часть времени мы проводим на базовом предприятии. Там и кафедра, и лекции, и работа. Сначала нас прикрепляли к лаборатории, на последних курсах зачисляли на полставки, например, техниками. На диплом отводилось около года, потом — относительно естественное распределение. Жилья институт дать не мог, поэтому примерно половина студентов оставалась на базовом предприятии. Кто-то уезжал в Новосибирск.
Перехват баллистической ракеты и полет Гагарина
— То есть, начиная с 4 курса, вы постоянно находились при ИТМиВТ?
— У меня был очень трудолюбивый руководитель, он втянул меня в разработку новых элементов — тогда только появились транзисторы, до этого были ламповые машины. Я осваивал всю эту технику, защитил по ней диплом. Потом модификация этих элементов была в первой вычислительной машине, которую я проектировал.
— Что это была за машина?
— 5Э92б. Это военное обозначение, машина второго поколения для систем противоракетной обороны. В начале 60-х мы ее сделали — опытные образцы. Испытали на полигоне, наши бригады выезжали туда, чтобы ввести в строй. И на базе этой машины была создана первая боевая система противоракетной обороны. Два года назад машина еще работала, но уже не в боевом режиме.
— Задачи такой машины — локация, обсчеты траекторий?
— Сами локаторы разрабатывают радиотехнические предприятия, обработка информации — за счет наших компьютеров. Комплекс ПРО был первой в мире сложнейшей системой, где в контур управления была встроена цифровая вычислительная машина (в системах ПВО того времени в контур управления был встроен оператор, опирающийся на ограниченные по возможностям аналоговые устройства). ЭВМ объективно была необходима. Площадки располагались друг от друга на расстоянии 100-200 км. Пусковая площадка, локационная, командный пункт. Надо было обеспечить связь между ними, сбор информации, обработку, наведение. Первый перехват баллистической ракеты, случившийся 4 марта 1961 года — это событие, по значению примерно равное полету Гагарина.
Рассекреченный снимок американского разведывательного спутника KH-7. В июне 1967 года он заснял элемент системы А-35 на станции ПРО промышленных районов Москвы в Кубинке. А-образное здание — локатор, прозванный «the hut»
Думаю, немногие представляют, что такое запуск Гагарина на орбиту, потому что наши писатели и журналисты очень исказили картину, я бы даже сказал, опошлили. Для меня всегда было загадкой, как здоровый мужик 30 лет, у которого двое детей, всерьез рискует жизнью ради того, чтобы, извините, помахать рукой где-то там в космосе. На кой черт ему это нужно? И совсем недавно прочитал, что полет Гагарина был осуществлен по предложению четырех выдающихся людей, включая «троих К»: Королева, Курчатова и Келдыша. Они написали в Политбюро письмо о стратегической задаче запуска разведывательных спутников, и там специальным решением выделили 7 ракет для отработки первого полета.
Подвиг, который совершил Гагарин, много выше, чем махание рукой в космосе. Его полет показал, что СССР уже имеет мощную (вес кабины превышал возможный вес боеголовки), надежную (только на надежной технике можно запускать человека) ракету, которая может серьезно угрожать агрессору и служить базой для развертывания разведывательных систем. Успешный перехват ракеты показал, что СССР имеет локаторы обнаружения, локаторы точного наведения, скоростную ракету-перехватчик и цифровую ЭВМ, способную обеспечить автоматическое управление перехватом. Два этих события показали, что Советский Союз лучше не трогать.
Главный командно-вычислительный центр системы ПРО А-35 в Кубинке
История ИТМиВТ
— ИТМиВТ всегда был на стратегическом управлении. Его задачей было делать самые быстрые машины, которые возможны в нашей стране. Они были нужны везде. Весь обслуживающий персонал имел первую форму допуска, то есть допуск к совершенно секретным документам особой важности. Когда сделали первую классическую машину БЭСМ, я не сразу об этом узнал. Периодически машинный зал закрывался, появлялась охрана. Из знаменитых личностей приезжал просчитывать свою водородную бомбу Сахаров.
До этого все расчеты велись так называемыми расчетными бюро — в составе нашего института было большое подразделение, состоящее из женщин с арифмометрами. И когда появился хоть какой-то автомат, позволяющий считать гораздо производительнее, это уже был резкий скачок вперед. Пошли задачи такие, как облет Луны. Это тоже одно из направлений близких к разведывательной технике. Объемные расчеты для всех траекторий выполнялись у нас.
Когда появились машины БЭСМ-6, их выпустили менее 400 штук, а распределяли только решениями правительства. Несколько из них стояли в университетах, АН СССР, а большинство: в Арзамасе-16, Челябинске-40, в центре контроля космического пространства, в центре управления полетами и т. д.
— В Физтехе много внимания уделялось иностранному языку. У вас был допуск к зарубежным изданиям?
— Поначалу нас снабжали закрытой литературой. Журналы получали, интересные материалы приходили к нам с фирмы IBM. Это была настоящая школа грамотной инженерной работы. Если ты что-то делаешь, обязательно об этом грамотно отчитайся, и у них этот стиль до сих пор существует.
Обложка журнала IBM Systems journal №№ 3-4, 1968 г.
Чего-то уж очень серьезного оттуда мы не почерпнули. Был один материал, в котором в начале 60-х прогнозировалось дальнейшее развитие вычислительной техники. Запомнился он мне тем, что ничего не сбылось. Потом такие материалы к нам поступать перестали, да они и не были особенно нужны. Если ты сам не можешь задачу решить, копирование бессмысленно. Потому что основное в нашем деле — это ошибки. Вы думаете, чем занимается наше предприятие? На 90 процентов — ищет ошибки. Нарисовали быстро схему, а потом несколько лет гоняют. Сначала на имитаторе, то есть на компьютере. Потом на специально сделанной аппаратуре — это так называемый прототип, который работает всего лишь в 50 раз медленнее, чем проектируемый процессор. Значит, на нем можно большие задачи гонять. Ошибки — они всегда родные, никто вам с ними не поможет. То, что дважды два четыре, подскажут, но что делать дальше, разбирайся сам, и это самое главное.
Давно я пытался понять, для чего возник ИТМиВТ и другие такие же предприятия. Созданы они в 1949 году или около. Зачем? Вспомните фразу, сказанную Сталиным в 1931 году: «Если мы не пробежим за 10 лет это отставание, нас сомнут». Она определила всю жизнь страны в довоенное время, включая репрессии, трагедию коллективизации.
После войны была та же самая обстановка. Наш народ выкручивался. Появился план нас разгромить — бац, танков наизготавливали. Накопили американцы 300-400 бомб, а у нас всего лишь десяток — стали форсированно их создавать. Нет средств доставки? Создали мясищевский бомбардировщик. Потом создали ракету королевскую. Было их мало, как говорят — во время кубинского кризиса всего одна боеготовая, но она уже могла нанести серьезный ущерб. Пережили и этот период.
ИТМиВТ создали из благих побуждений, но поначалу дела шли ни шатко, ни валко. Собрали из Академии наук несколько лабораторий, вместе сложили, но толку от этого особого не было. И ЦК направил своего человека Юрия Жданова проверить состояние дел в Академии наук. По итогам он написал письмо, полторы страницы посвящены ИТМиВТ. О контингенте, руководстве, бестолковщине. После этого сюда направили выдающегося ученого и организатора Михаила Алексеевича Лаврентьева, академика. Потом он создал Новосибирский академгородок. Лично.
Михаил Лаврентьев был избран директором ИТМиВТ в 1950 году
У нас он был не очень долго, года полтора. Сразу процентов 40 вычистил за ненадобностью, поставил условие, чтобы институт возглавил Лебедев. Потом сюда направили спецгруппу студентов из Энергетического института, которая готовилась по заданию Берии, курировавшего все важнейшие направления. Ее создавали для атомного проекта, но Лаврентьеву удалось уговорить Берию перенаправить эту группу сюда. Входили в нее человек 20 студентов, которые дипломы защищали здесь. Отбор был очень серьезным, и поэтому из этой группы вышли 2 академика, 4 доктора наук. Почти все стали лауреатами Государственной и Ленинской премий.
Эти люди стали фундаментом первой машины. Потому что нарисовали-то ее хорошо, но была она очень малонадежной. Отказывала через полтора-два часа, и надо было за 15 минут ее починить.
Еще в первую мировую войну, когда был полный разброд и ничего не хватало — ни боеприпасов, ни химикатов — была создана комиссия по мобилизации природных ресурсов. Туда входили кораблестроитель Крылов, будущий академик Вернадский, выдающийся химик Курнаков. Они сформулировали правила, как выживать, и из этих кругов вышел план ГОЭЛРО. В 1930-е годы они сформулировали правила, как надо развивать науку. В основе должно лежать предприятие или организация, в которой есть все: исследователи, разработчики, технологи, испытатели. Весь букет должен быть в одном месте и сосредоточен на решении главных задач. Это предприятие можно назвать — предприятие БОЛЬШОЙ НАУКИ. По этому принципу были построены большинство наших эффективных предприятий. В том числе, ИТМиВТ. Много было наивных исследований, но так всегда бывает: когда что-то исследуют, существенная часть потом куда-то исчезает. Но квалификация остается.
Потом некоторым стало грустно сидеть с допусками к секретным работам (без выезда за границу). По воспоминаниям «крупного ученого» Гвишиани, общаясь со своим тестем Косыгиным, он услышал: «Надо выделять чистую науку». Тогда-то Академия наук и начала загнивать. То, что сейчас с ней происходит — отголоски 1960-х. Тогда ИТМиВТ вышел из Академии наук и был включен в министерство радиопромышленности. Мы научились подключать к разработкам массу предприятий страны. Был такой орган — военно-промышленная комиссия при президиуме Совета министров. То есть ЦК и Совмин принимали базовые решения о выделении денег, а военно-промышленная комиссия их реализовывала. Через мой отдел иногда в год проходило работ на 10-20 млн тех рублей, сейчас это 30-50 млн долларов. Когда мы делали «Эльбрус», туда ушло порядка 300-400 млн рублей (по сегодняшнему курсу — более миллиарда долларов), треть — на смежников.
Машины
— Главный ряд известных машин, сделанных ИТМиВТ — это БЭСМ. Были другие доступные варианты?
— Они все описаны в наших книжках. Линия БЭСМ дала невероятный всплеск в виде машины БЭСМ-6. Это был эффект разработчиков второго поколения. Когда вы делаете первый проект, вы еще многого не знаете, пробуете, ошибаетесь. Зато второй может получиться блестящим. БЭСМ-6 делали, в основном, ребята из МЭИ. Главный человек в этом проекте — Андрей Андреевич Соколов. Он занимался и конструкцией, и электроникой, и архитектурой. Считается, что это все Лебедев задумал, но Сергей Алексеевич был уже пожилой.
Дальше эту линию машины стали совершенствовать. Была выпущена АС-6, ставшая основой ЦУП (центра управления полетами) в Королеве. В параллель в ИТМиВТ сформировалась группа подразделений для разработки спецмашин.
Ресторан «Метрополь», 1960-е гг.
История возникновения этого направления довольно забавная. Я уже говорил, что первую БЭСМ обслуживали молодые толковые инженеры. Платили им в середине 1950-х хорошо — 1800 рублей плюс премии, что существенно больше, чем другим коллегам. Для молодых людей по тем временам это были очень большие деньги. И они засветились в ресторане «Метрополь», куда было категорически противопоказано заходить, потому что там все столики прослушивались. После докладной от спецслужб их лишили допуска и, следовательно, запретили работать на БЭСМ. Сергей Алексеевич Лебедев тогда сказал: «Давайте занимайтесь спецтехникой». И вот они сделали первую ЭВМ для управления полетами самолетов, которую, правда, серийно так и не выпустили.
Разработка системы противоракетной обороны — другое серьезное направление ИТМ и ВТ. Предшественницей БЭСМ-6 была ламповая машина М-20, а дублером М-20 — М-40, входившая в контур управления первой очереди системы ПРО. На ней были проведены все эти испытания — перехват баллистической ракеты и прочие. Следующее поколение — 5Э92б — это уже полупроводниковая машина с существенно более высокой производительностью, чем у М-40, и гораздо более надежная, для первой очереди ПРО Москвы. Одна из машин этого поколения созданных в ИТМ И ВТ, как мне говорили, два или три года назад работала на Камчатке. Отслеживала пуск ракет с американского атолла Кваджалейна — там американцы все испытания по ПРО проводят. На базе этой машины была сделана система ПВО, прообраз С-300. Американцы бились в истерике и все-таки не допустили ее использования в договоре ОСВ-1.
Испытательный полигон армии США на атолле Кваджилейн, 1960-е гг.
Развитие спецмашин разделило отрасль еще на два направления. Одно — это системы ПВО (С-300 и другие) и системы ПРО. ПРО обеспечивали спецмашины 5Э92б, а когда для следующего поколения понадобилась существенно более мощная вычислительная техника, было создано семейство «Эльбрусов». Оно до сих пор еще работает в различных системах.
Стенд с частями процессора ЭВМ «Эльбрус-2» в Калифорнийском музее вычислительной техники. Фото Ю. С. Рябцева
Полезный отдых
— Физики, лирики. Пересечение двух культур вы как-то ощущали?
— Рядом с нами находился Физический Институт Академи Наук, служивший настоящей тусовочной площадкой для всех. Кто-то читал самиздат. Среди тех, кто занимался серьезным делом, многие великолепно знают литературу. Предпоследний в СССР генеральный конструктор системы ПРО периодически нас просвещал — цитировал «Евгения Онегина» наизусть, на совещаниях к месту приводил какие-то образные выражения. Генеральный конструктор первой противоракетной обороны Кисунько пел — я видел это в документальном фильме. Лирик он или физик? Наверное, и тот, и другой.
Мы — дети войны, пережили очень тяжелые времена. Чуть не погибли в эвакуации с сестрой — не было еды нормальной. После войны был голод другой — на культуру, знания. Прочесывали все музеи. В Русском музее я обязательно заходил в зал Куинджи. Если в консерваторию — то уже не просто случайно отметиться, а на определенных исполнителей, авторов. На Ван Клиберна, например. Моя жена ночами стояла в очереди, чтобы мы могли пойти туда.
Ван Клиберн исполняет аранжировку песни Василия Соловьева-Седого «Подмосковные вечера». Концерт в Московской консерватории, 2 апреля 1958 года
— История про «Метрополь» забавная. Как еще проводили свободное время?
— Как-то все крутилось вокруг спорта, физкультуры. Любили вырваться на природу, осваивали водные лыжи, сами делали катера. Потом подошла мода на горные лыжи, выезжали целыми командами. Я в те годы раз 20 бывал в горах, практически все горы СССР объездил. Это формировало дух коллективизма, товарищества, что очень помогало в работе.
Вот собственный пример. Я всегда был, условно говоря, главным по своей части. Не важно, как называлась должность, все знали, что я отвечаю за железо машины. Оперативки периодически проводились на подмосковных объектах. Когда для трехсотой системы машину делали, выезжали каждые две недели на Загорский завод. И при изготовлении опытного образца ВК для С-300 оказались в тупике — не можем проверять модули. Новая технология — появились интегральные микросхемы. Резко усложнились модули, методов контроля нет, а вручную их проверить нельзя — убьешься какой-нибудь оборванный проводок искать. Меня это совершенно не касалось, но обстановка была напряженной. Стал думать, вспомнил, как несколько лет назад работал в составе группы, проверявшей плохо работавшую аппаратуру связи в машине Брежнева. Приемы, использованные тогда, пригодились сейчас. Вместе с техником мы смонтировали макетный образец, позвали главного конструктора: «Вот как можно проверять». Он посмотрел и сразу пригласил очень хорошего инженера Олега Гурковского. Тот за три недели отработал методику, после чего мы 15-20 лет по этой части проблем не знали. Вот это — работа команды.
Без чудес
— Перемены в элементной базе — переход с ламп на транзисторы — воспринимались как невероятный прорыв?
— Это был естественный процесс, никаких чудес. Ключевое изобретение в интегральных схемах — так называемый планарный транзистор. Мы его использовали, потом поняли, что их можно попарно делать — из этого получаются новые схемотехнические решения. Потом стали группировать, появились схемы, которые были чистыми прототипами старых решений, только технологически новые. Мы их очень быстро освоили. Работали непрерывно в контакте с зеленоградскими институтами. Они по нашим заданиям разрабатывали серии микросхем, мы их закладывали в машину.
Сила интегральной схемотехники — в естественном эволюционном развитии. Никаких гениальных озарений. Каждый что-то находит, устраняет очередную проблему. Уменьшается количество дефектов, усложняется схема, увеличивается разрешающая способность. Когда мне пришлось готовить решение военно-промышленной комиссии по С-300, я мотался по всем институтам и заводам. Общался непосредственно со специалистами, которые систему делали. Спрашиваю: «Какие проблемы мешают выпускать интегральные схемы более высокого уровня?» «Первое — вода, — отвечают, — удельное сопротивление очищенной воды должно быть не меньше 100 мегаом. Это основной материал для промывки, она везде используется. Второе — микрометрический винт с большой точностью, потому что благодаря ему рисуется фотошаблон. И оптика с линией разрешения 2000 линий на миллиметр. Все остальные проблемы мы решаем сами».
Примерно так же идет развитие сейчас, только названия сменились. Нужен водород сверхчистый, потому что, если он чуть-чуть не тот, все ваши печки пойдут на свалку — засорятся. Нужны сверхточные координатографы и т. д. Сейчас это очень тяжело дается. Попытки купить целиком фабрики по производству БИС (больших интегральных схем) были. Но уже шестой или седьмой год пошел, как истратили полтора миллиарда долларов, а в дело оборудование не запустили. Потому что не закупили специфических знаний.
— Когда появился первый микропроцессор Intel 4004, как это восприняло сообщество?
— Нормально. В конце 80-х годов у нас был спроектирован свой микропроцессор «Эльбрус»-90. Он так и исчез, но его разработчик стал ведущим разработчиком в фирме «Интел». Это Пентковский Володя, лауреат Госпремии за «Эльбрус-2». Говорили даже, что Пентиум по его фамилии назван, но это не так.
Эпоха взаимодействия
— Параллельно с ИТМиВТ работали и другие советские институты. Вы контактировали с ними?
— Таких контактов, чтобы знания перетекали, к сожалению, не было. Их надо было организовывать централизованно, а так, когда проект заканчивался, мне становилось совершенно неинтересно, как кто-то другой делал параллельный вариант. Надо было переходить к новым задачам, которые за нас никто не решит. Отдельные специализированные предприятия работали по нашим заданиям. Это было деловое конструктивное взаимодействие, но идеи и знания не передавались. Если ты решаешь, ты и решай.
ИНЭУМ, скажем, занимался совсем другим направлением. Мы делали самые быстрые машины, а они — системы управления атомными электростанциями, перегонными заводами, метрополитеном. Там не нужно высокой производительности, но требуется надежность, в первую очередь — системная.
Подходы были разными. Кто-то копировал американскую схемотехнику для ЕС ЭВМ, кто-то делал линию «Эльбрусов» — наш самостоятельный проект. Над нами смеялись, когда мы ввели в «Эльбрусе» систему жидкостного охлаждения. Поначалу это было чем-то вроде радиолюбительства: «Давайте попробуем и посмотрим, как это будет работать». Потом оказалось, что без этого не было бы системы ПРО. Потому что мощность нужна большая, а тепла выделяется оглашенное количество. Порядка 1000 киловатт на зал. Если убирать излишки воздухом, тащить воздуховоды, придется прокачивать 360 кубов в час на киловатт. Все перекрытия воздуховодами поломаешь и ничего не сделаешь, а охлаждать систему водой — легко и просто.
Когда мы решили задачу тестирования модулей и спокойно жили, все хихикали. «Да как так? Этого не может быть, потому что не может быть никогда!» Но у нас работает! На Минском заводе по производству вычислительных машин люди сильно маялись. Модули они толком проверить не могли, запихивали в машины и по месяцу искали, какая система отказала. Потом приехали к нам на Загорский электро-механический завод: «Что делать?». Мы: «Привозите модули, проверим их по нашей методике». Минчане сформировали список неисправностей, их методика тестирования выявляла примерно 80 % дефектов, наша — 99,9 %. Причем персонал у нас — девочки после школы. Мы их два дня обучаем, и они работают.
Еще из эпохи взаимодействия вспоминается состязательность. Была в ЕС ЭВМ самая быстрая машина — по-моему, 1066 — однопроцессорная. Где-то в начале 1980-х сравнили мы ее производительность с «Эльбрусом». Один и тот же пакет задач, секундомер. Разница — в два с половиной раза. Наши архитекторы возгордились: «За счет архитектурных достижений!». Я говорю: «Нет. Давайте поровну делить. Посмотрим тактовую частоту». Оказалось, она у нас в полтора раза выше. На той же самой элементной базе, на той же технологии. Но мы более тщательно прорабатывали методику проектирования и точность выполнения, плюс система охлаждения была более эффективной — это дало коэффициент полтора.
На пульте управления новой ЭВМ ЕС-1066, 1990 год. Фото Юрия Туманова из архива Объединенного института ядерных исследований
Есть очень интересный пример взаимодействия между отраслями. Последним нашим проектом был «Эльбрус-3». Это существенно более мощная машина, чем «Эльбрус-2», мы ее довели только до состояния конструктивного прототипа. По железу все было спроектировано и проверено. Но резко возросла мощность модуля, и надо было эту мощность отвести. Для этого требовалась панель, которая прилегает ко всем микросхемам. Технически довольно сложная вещь, потому что все коробится. Пытались использовать литье, фрезеровку — никак. И начальник ОКБ Загорского завода поехал в Институт сварки к Патону. Они для ракет и самолетов технологию тщательно отработали, а нам предложили простое и остроумное решение. В итоге мы сделали панельку толщиной 6 мм, 20 на 20 сантиметров — это довольно большой размер. С короблением 100 микрон. Технология такая: изготавливаются высокоточные штампы, на них выштамповываются конфигурации из нержавейки или любого другого подходящего металла. Естественно, после штамповки панели ведет. Их собирают вместе, сдавливают, но предварительно внутри промазывают припоем. Разогревают, остужают, и стоит панелька — жесткая, легонькая. Изумительное решение, я до сих пор восхищаюсь.
Отладка многопроцессорного вычислительного комплекса «Эльбрус» в Институте Теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича Сибирского отделения Академии наук
— В во второй половине 1980-х снабжение институтов ухудшилось, как выживал ваш?
— Вплоть до 1991 года на нас это не распространялось. Было нормальное финансирование, мы делали проекты и стремились их завершить. Но дальше действительно началось выживание. Деньги получали по двум каналам. В Генштабе нашлись люди, которые понимали, что коллектив надо сохранить. Они придумывали для нас какие-то работы, хоть и за совсем небольшие деньги. Второй источник финансирования — заказы иностранных фирм. У нас, например, постоянно жил представитель американской фирмы Sun, с которой мы часто контактировали. Он многое взял из архитектуры «Эльбруса», создал свой микропроцессор в Америке. Одно время он был достаточно успешным — четко нацеливался на меньшую мощность, в основную струю универсальных процессоров не лез. Потом свою компанию он благополучно продал, как это обычно в США и бывает.
— Расскажите о взаимодействии с Intel.
— Борис Бабаян — человек инициативный, он много мотался по заграницам. Лет 15 назад в «Интеле» решили полностью взять нашу группу для реализации его проектов. Создали отделение Intel в России, построили здание отличное, и там длительное время работала наша команда. Часть людей была условно встроена в конвейеры. Получали задание, например, на тестирование программ. Кто их написал, для чего — как говорится, не ваше дело, тестируйте. Целевые проекты по архитектуре под руководством Бабаяна делаются, исследуются, складываются на полку. Они спокойно к этому делу относятся. Глядишь, пригодятся.
Страшная ситуация
— Обычные граждане Советского Союза как к вычислительной технике относились?
— В то время они с компьютерами не соприкасались. Кто соприкасался, тот был профессионалом. Мы использовали машины в системах автоматизации проектирования, тестирования — то есть в узких областях. Для этого нужны квалифицированные люди.
— Как вы оцениваете персонализацию вычислительной техники?
— Когда японцы объявили, что выпустят телефон, который просто телефон, я очень долго его искал. Чтобы вычистить все функции и оставить главные: крупный экран, крупная клавиатура. Если разведчик идет в разведку, он не навешивает на себя ножей со всеми прибамбасами. Он выбирает нож для конкретной функции. Сейчас смартфоны даже как зеркало используют. Ради этого что ли их создавали? Сенсорный экран для кого придумали? Для летчиков. Потому что им с клавиатурой некогда возиться. Инструмент должен быть инструментом.
— Какой эпизод, связанный с отечественной вычислительной техникой, вам больше всего запомнился?
— Представьте проект стоимостью в миллиарды современных долларов. Первая очередь противоракетной обороны под Москвой. Мы провели все испытания на полигоне, поставили набор вычислительных машин — там 12 штук в параллель надо. Вдруг машины начинают беситься. Работают, потом бац — как сумасшествие коллективное. Все выходят из строя, сигналы идут совершенно непонятные. Страшная ситуация. Пора сдавать систему, вложены огромные деньги, труд такого количества людей, и тут вот это.
Зацепились, увидели — какой-то сумасшедший сигнал прет из устройства неработающей памяти. Не похожий на цифровой, но что-то напоминающий, типа сигнала генератора. Низкочастотный. Дальше соображаешь: откуда он мог взяться. Где-то есть высокая частота, она продетектировалась, появился низкочастотный сигнал. Как ее измерить? Измерительные приборы ничего не показывают. Значит, надо слепить собственный измерительный прибор. Слепили. Начинаем мерить. На одном и том же проводе диод так поставишь — плюс 15 вольт, наоборот поставишь — минус 15 вольт. Это означает, что какая-то сверхвысокая частота. Осциллографы ничего не показывают. Откуда она взялась? Как?
Это было прединфарктное состояние, когда никому не скажешь, никому не пожалуешься, а сам ничего сделать не можешь. В итоге выяснилось, что технология сборки плат, которую использовали в то время, не соответствовала быстродействию транзисторов, и они периодически возбуждались. Найти их теоретически было невозможно, поэтому мы делали массу всего вслепую. И так попробуешь, и так, а результата нет. Вводишь дополнительные детали в схему усилителя — не помогает. Начали удалять по одному фильтрующему конденсатору из многих и, вдруг, удаление одного из них погасило генерацию. Вероятно, через него замыкалась цепь паразитной обратной связи, приводившей к групповой неустойчивой работе усилителей в памяти. Внесли изменения, и с тех пор вычислительные комплексы на базе 5Э92б успешно эксплуатировались.
Не менее драматичный эпизод был при отработке опытного образца вычислительного комплекса (ВК) для системы ПВО С-300. Он был успешно отлажен на развернутом (для удобства наладки) стенде, но при помещении в штатном контейнере стал работать со многими сбоями. Тогда еще проблемы электромагнитной совместимости (ЭМС) были проработаны очень слабо. В настоящее время это целое направление со своими стандартами, развитыми измерительными системами и хорошо оформленными знаниями. Тогда же до всего приходилось доходить своим умом и без посторонней помощи.
Когда на очередной оперативке я стал мутно излагать проблему, замминистра послушал и сказал: «Так, все понятно, Рябцеву поставить раскладушку в цеху. И пока вопрос не будет решен, с завода не отпускать». Раскладушку правда заменили на служебную квартиру возле проходной, но полтора месяца я полностью потратил на решение проблемы. При полном содействии заводских работников.
Метод перебора улучшений в данном случае не сработал. Только полностью определив механизм возникновения помех, мы разработали и применили новые правила монтажа аппаратуры — тогда удалось снизить уровень помех в десятки раз и обеспечить устойчивую работу ВК. Накопленные тогда знания до сих пор помогают мне решать новые проблемы.
Ведущий разработчик САПР в ИТМиВТ Андрей Жмурин с системой охлаждения ЭВМ «Эльбрус-3»
Только самостоятельное решение сложных задач делает инженера профессионалом, который не боится браться за создание серьезных изделий.
