Последняя из серии «М»
Наталья Дубова
В
1984 году была запущена в производство многопроцессорная машина М-13
М-13
представляла собой многопроцессорную машину, в которой каждый процессор был
ориентирован на выполнение определенных функций
Михаил
Александрович Карцев, главный конструктор целого ряда ЭВМ для советских
оборонительных систем, был в нашей стране одним из первопроходцев технологии
параллельных вычислений и ее воплощения в практике. Последняя его разработка —
запущенная в 1984 году в производство многопроцессорная машина М-13
предназначалась в первую очередь для обработки больших потоков информации в
реальном масштабе времени и создавалась на элементной базе четвертого поколения
— больших интегральных схемах.
На
этот раз Карцев задумал не одну машину, а серию программно-совместимых
многопроцессорных систем. Разрабатывались три базовые модели — малая, большая и
средняя, созданные на единой элементной, конструктивной и технологической базе,
построенные на общих структурных решениях, но с разной мощностью для
удовлетворения разных потребностей заказчика. Все модели строились по
модульному принципу, а переход от одной модели к другой осуществлялся путем
увеличения модулей. Предусматривалась программная совместимость моделей М-13
между собой. У всех у них был единый машинный язык и единое системное ПО,
которое поддерживало работу в режимах реального времени либо разделения
времени, допуская создание программ на автокоде, Алголе, Фортране и Коболе.
Предыдущая
разработка Карцева, машина М-10, предусматривала распараллеливание вычислений
на нескольких уровнях — уровне команд (длинное командное слово), уровне данных
(векторные команды) и уровне программ — путем построения многомашинных
комплексов. В М-13 разработчики ограничились распараллеливанием на уровне
данных, но добавили конвейеризацию операций. М-13 стала первой в СССР
векторно-конвейерной ЭВМ.
С
конца 50-х коллектив Карцева строил машины для советской системы предупреждения
о ракетном нападении, и очередные архитектурные находки разработчиков служили
увеличению мощности, которого требовали новые задачи СПРН. М-13 не была
исключением. В 1980 году правительство страны приняло решение о создании
радиолокационной станции нового поколения «Дарьял-У», и руководимому Карцевым
НИИ вычислительных комплексов было поручено обеспечить эту РЛС вычислительной
системой на основе М-13.
М-13
представляла собой многопроцессорную машину, в которой каждый процессор был
ориентирован на выполнение определенных функций. Все устройства этой ЭВМ, а их
всего было 13 типов, группировались по функциональному назначению. Основные
вычисления выполнялись в центральной процессорной части, которая включала в
себя векторное АЛУ из 4, 8 или 16 арифметических процессоров, в зависимости от
модели, и процессор мультиплексного канала. В АЛУ была реализована уникальная
система аппаратного контроля, которая автоматически обнаруживала любой
неисправный блок. Центральная процессорная часть ЭВМ в зависимости от конфигурации
обеспечивала производительность 12, 24 и 48 млн. операций в секунду.
Следующая
группа устройств представляла собой средства аппаратной поддержки операционной
системы и содержала центральный управляющий процессор, таблицы виртуальной
трехуровневой памяти и средства поиска. Еще одна часть машины — абонентская
система — состояла из программируемых сопрягающих процессоров для подключения
различных внешних устройств. Когда разрабатываемая М-13 была выбрана в качестве
основы вычислительного комплекса для РЛС «Дарьял-У», понадобилось включить в
машину специальный процессор для цифровой обработки сигналов. Так появилась
дополнительная специализированная процессорная часть ЭВМ для таких задач, как
быстрое преобразование Фурье, вычисление корреляционных функций, сравнение с
пороговым значением, проверка гипотез и т. д. Базовая операция специального
арифметического процессора — двухточечное преобразование Фурье — выполнялась за
один такт.
Разработчики
М-13 стремились реализовать машину на самых прогрессивных технических решениях.
Но надо учесть, что работа над этой ЭВМ началась в конце 70-х, так что ее
создатели ориентировались на то, чего отечественная промышленность достигла к
1978 году. А в производство машина оказалась запущена значительно позже. Но не
по вине разработчиков — они оперативно справились со своей задачей, и к 1980
году была готова вся конструкторская документация. А дальше началась крайне
неприятная волокита с выбором заводов для производства машины и конфликты с
вышестоящими инстанциями. Все эти перипетии с выпуском машины стоили жизни ее
главному конструктору — весной 1983 года сердце Михаила Александровича Карцева
не выдержало колоссальных перегрузок.
Преемник
Карцева на посту директора НИИВК Юрий Васильевич Рогачев вспоминает, что
коллектив института очень тяжело переживал эту утрату. И с удвоенной энергией
руководство института стало добиваться серийного производства М-13. В конце
концов удалось договориться с Загорским электромеханическим заводом, и передача
туда в 1984 году документации на М-13 дала наконец путевку в жизнь последней
машине Карцева. Государственные испытания непосредственно на объекте М-13
выдержала лишь в 1991 году.
К
сожалению, в СССР выпуск очередной ЭВМ подчас превращался в героическую эпопею.
В день 15-летия НИИВК в мае 1982 года Карцев говорил: «Нам сейчас кажется, что
мы никогда не выпускали в свет такой хорошей разработки, какую пытаемся
выпустить сегодня, и что никогда не было столь трудно выпустить разработку в
свет, как сейчас. Но я хочу вам напомнить, что мы переживали очередную
влюбленность в каждую нашу разработку, и трудности у нас всегда были
неимоверные».
Список литературы
Для
подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.osp.ru