Zrod sovětského systému protiraketové obrany. Dlouhá cesta k integrovaným obvodům

38

Standardizace


Co se týče prvního úkolu – tady bohužel, jak jsme zmínili v předchozím článku, nebylo v SSSR cítit počítačové standardizace. To byla největší metla sovětských počítačů (na úrovni úředníků), kterou stejně nebylo možné překonat. Myšlenka standardu je často podceňovaným koncepčním objevem lidstva, který si zaslouží stát na stejné úrovni jako atomová bomba.

Standardizace poskytuje sjednocení, zřetězení, ohromné ​​zjednodušení a snížení nákladů na implementaci a podporu a úžasnou konektivitu. Všechny díly jsou zaměnitelné, stroje lze vylisovat v desítkách tisíc, nastává synergie. Tato myšlenka byla o 100 let dříve aplikována na střelné zbraně. zbraně, o 40 let dříve k autu – výsledky byly průlomové všude. O to víc je zarážející, že teprve v USA je napadlo aplikovat to na počítače. Nakonec, když jsme si půjčili IBM S/360, neukradli jsme samotný sálový počítač, ani jeho architekturu, ani přelomový hardware. Tohle všechno mohlo být klidně domácí, přímých rukou a bystrých hlav jsme měli víc než dost, důmyslných (a na západní poměry také) technologií a strojů bylo nepřeberné množství - Kartsevovy řady M, Setun, MIR, lze vyjmenovat ještě dlouho . Ukradením S/360 jsme si především vypůjčili něco, co jsme jako třída obecně neměli po celá léta vývoje elektronických technologií až do tohoto bodu – myšlenku standardu. To byla nejcennější akvizice. A bohužel fatální nedostatek určitého koncepčního myšlení mimo marxismus-leninismus a „brilantní“ sovětské řízení nám neumožnil si to předem sami uvědomit.



O S/360 a EU si však povíme později, jde o bolestivé a důležité téma, které souvisí i s vývojem vojenských počítačů.

Standardizaci do výpočetní techniky přinesla nejstarší a největší hardwarová firma – přirozeně IBM. Až do poloviny 1950. let bylo považováno za samozřejmé, že počítače byly stavěny jednotlivě nebo v malých sériích po 10-50 strojích, a nikdo neuhádl, aby byly kompatibilní. Vše se změnilo, když se IBM, pobídnutá svým věčným konkurentem UNIVAC (právě stavěli superpočítač LARC), rozhodla postavit nejsložitější, největší a nejvýkonnější počítač 1950. let – IBM 7030 Data Processing System, známější jako Stretch. Navzdory pokroku elementární základny (stroj byl určen pro armádu, a proto od nich IBM obdrželo obrovské množství tranzistorů) byla složitost Stretch neúnosná - bylo nutné vyvinout a osadit více než 30 000 desek s několika desítkami prvky na každém.

Mezi skvělé lidi pracující na Stretch patří Gene Amdahl (později vývojář S/360 a zakladatel Amdahl Corporation), Frederick P. Brooks (jr. také vývojář S/360 a autor konceptu softwarové architektury) a Lyle Johnson ( Lyle R Johnson, autor konceptu počítačové architektury).

Navzdory kolosální síle stroje a obrovskému množství inovací komerční projekt zcela selhal – bylo dosaženo pouze 30 % ohlášeného výkonu a prezident společnosti Thomas J. Watson Jr. úměrně snížil cenu 7030 několikrát, což vedlo k velkým ztrátám.

Projekt Stretch byl později jmenován Jakem Widmanem (Jake Widman's Lessons Learned: IT's Biggest Project Failures, PC World, 09.10.08) jako jeden z 10 největších manažerských selhání v IT průmyslu. Vedoucí vývoje Stephen Dunwell přijal trest za komerční neúspěch Stretch, ale krátce po fenomenálním úspěchu System/360 v roce 1964 poznamenal, že většina jeho klíčových myšlenek byla poprvé aplikována v 7030. Výsledkem bylo, že mu bylo nejen odpuštěno, ale v 1966 obdržel formální omluvu a obdržel čestné IBM Fellow.

Technologie 7030 předběhly dobu - předběžné načítání instrukcí a operandů, paralelní aritmetika, ochrana, prokládání a vyrovnávací paměti pro zápis do paměti RAM a dokonce i omezená forma provádění opětovného sekvenování zvaná Instruction pre-execution - pradědeček stejné technologie v Procesory Pentium. Kromě toho byl procesor zřetězen a stroj byl schopen přenášet (pomocí speciálního kanálového koprocesoru) data z RAM do externích zařízení přímo, čímž byl vytížen centrální procesor. Byla to trochu drahá verze technologie DMA (Direct Memory Access), kterou dnes používáme, ačkoli kanály Stretch byly spravovány samostatnými procesory a měly mnohonásobně více funkcí než současné špatné implementace (a byly o řád dražší!) . Později tato technologie migrovala na S / 360.

Záběr IBM 7030 byl obrovský – vývoj atomových bomb, meteorologie, výpočty pro program Apollo. To vše dokázal pouze Stretch, a to díky své masivní paměti a neuvěřitelné rychlosti zpracování. Až šest instrukcí by mohlo být spuštěno za běhu v indexeru a až pět instrukcí by mohlo být načteno do prefetcherů a paralelní ALU najednou. V každém okamžiku by tedy mohlo být až 11 příkazů v různých fázích provádění – pokud pomineme zastaralou základnu prvků, pak moderní mikroprocesory nemají k této architektuře daleko. Například Intel Haswell zpracovává až 15 různých instrukcí za takt, což je jen o 4 více než u procesoru z 1950. let!

Bylo postaveno deset systémů, program Stretch stál IBM 20 milionů dolarů, ale jeho technologické dědictví bylo tak bohaté, že rychle následovaly komerčně úspěšné produkty. I přes svou krátkou životnost přinášel 7030 mnoho výhod a architektonicky patřil mezi pět nejdůležitějších strojů na světě. příběhy.

IBM však vidělo nešťastný Stretch jako neúspěch a právě kvůli tomu dostali vývojáři hlavní lekci – železný design už nikdy nebyl anarchickým uměním. Stala se z toho exaktní věda. Výsledkem jejich práce bylo, že Johnson a Brooke napsali klíčovou knihu, publikovanou v roce 1962, Planning a Computer System: Project Stretch.

Návrh počítače byl rozdělen do tří klasických úrovní: vývoj systému příkazů, vývoj mikroarchitektury, která tento systém implementuje, a vývoj systémové architektury stroje jako celku. V knize byl navíc poprvé použit klasický termín „architektura počítače“. Metodicky šlo o neocenitelnou práci, bibli hardwarových designérů a učebnici několika generací inženýrů. Myšlenky nastíněné tam byly aplikovány všemi americkými počítačovými korporacemi.

Na jeho vydání se v roce 1965 podílel neúnavný průkopník kybernetiky - již zmíněný Kitov (nejen fenomenálně sečtělý člověk jako Berg, který neustále sledoval západní tisk, ale skutečný vizionář) (Designing ultra-fast systems: Stretch Komplexní; editoval A.I. Kitov. - M.: Mir, 1965). Kniha byla zmenšena téměř o třetinu a přestože Kitov v rozšířené předmluvě zdůraznil hlavní architektonické, systémové, logické a softwarové principy stavby počítačů, zůstala téměř nepovšimnuta.

Konečně dal Stretch světu něco nového, co se v počítačovém průmyslu ještě nepoužívalo – myšlenku standardizovaných modulů, ze kterých později vyrostl celý průmysl součástek na integrovaných obvodech. Každý, kdo jde do obchodu pro novou grafickou kartu NVIDIA a poté ji vloží na místo staré grafické karty ATI a vše funguje bez problémů, by měl v tuto chvíli poděkovat Johnsonovi a Brookovi. Tito lidé vynalezli něco revolučnějšího (a méně nápadného a hned ocenili, že například vývojáři v SSSR tomu vůbec nevěnovali pozornost!), než je dopravník a DMA.

Vynalezli standardní kompatibilní desky.

SMS


Jak jsme již řekli, projekt Stretch neměl v komplexnosti obdoby. Gigantický stroj by kromě stovek tisíc dalších elektronických součástek sestával z více než 170 000 tranzistorů. To vše muselo být nějak namontováno (vzpomeňte si, jak Yuditsky zpacifikoval nepoddajné obrovské desky, rozbil je na samostatná elementární zařízení – bohužel se tato praxe pro SSSR nestala běžnou), odladit a poté podpořit výměnou vadných dílů. Výsledkem bylo, že vývojáři navrhli myšlenku, která je zřejmá z výšky našich současných zkušeností - nejprve vyvinout samostatné malé bloky, implementovat je na standardní mapy a poté z map sestavit auto.


Centrální procesor IBM 7030 (řady skříní za obrovskou konzolí) a blok z BM 1401 s SMS kartami (foto https://blog.hnf.de/t a https://en.wikipedia.org)

Tak se zrodila SMS - Standardní modulární systém, který se po Stretch používal všude.

Zahrnoval dvě složky. První byla vlastně samotná deska se základními prvky o velikosti 2,5x4,5 palce s 16pinovým pozlaceným konektorem. Desky byly jednoduché a dvojité šířky. Druhý byl standardní držák na kartu se zasunutými pneumatikami.

Některé typy karet lze konfigurovat pomocí speciální propojky (stejně jako se nyní ladí základní desky). Tato funkce byla určena ke snížení počtu karet, které musel inženýr nosit. Počet karet však brzy přesáhl 2500 díky implementaci mnoha digitálních logických rodin (ECL, RTL, DTL atd.), stejně jako analogových obvodů pro různé systémy. SMS však udělaly své.

Byly použity ve všech strojích IBM druhé generace a v mnoha periferních zařízeních strojů třetí generace a také sloužily jako prototyp pokročilejších modulů S/360 SLT. Právě tato „tajná“ zbraň, které se však v SSSR nikdo příliš nevěnoval, umožnila IBM zvýšit produkci svých strojů na desítky tisíc ročně, jak jsme zmínili v minulém článku.

Tuto technologii si vypůjčili všichni účastníci amerického počítačového závodu – od Sperryho po Burroughse. Jejich celkové objemy výroby se nedaly srovnávat s otci od IBM, ale to umožnilo v období 1953 až 1963 jednoduše zaplnit nejen americký, ale i mezinárodní trh počítači vlastní konstrukce, doslova knokautovat odtud všichni regionální výrobci – od Bull po Olivetti. Nic nebránilo SSSR, aby udělal totéž, alespoň se zeměmi RVHP, ale bohužel před sérií EU myšlenka standardu naše hlavy státního plánování nenavštívila.

Kompaktní koncept balení


Druhým pilířem po standardizaci (která se tisícinásobně sehrála při přechodu na integrované obvody a vyústila ve vývoj tzv. knihoven standardních logických prvků, používaných bez větších změn od 1960. let dodnes!) byl koncept kompaktního balení, o kterém se uvažovalo ještě před integrovanými obvody.obvody a dokonce i k tranzistorům.

Miniaturizační válku lze rozdělit do 4 fází. První je pre-tranzistor, kdy se lampy snažily standardizovat a redukovat. Druhým je vznik a zavedení desek plošných spojů s povrchovou montáží. Třetí je hledání co nejkompaktnějšího balíčku tranzistorů, mikromodulů, tenkovrstvých a hybridních obvodů – obecně přímých předků IO. A konečně čtvrtá - samotná IP. Všechny tyto cesty (s výjimkou miniaturizace lamp) SSSR procházely souběžně s USA.

Prvním kombinovaným elektronickým zařízením byla jakási „integrovaná lampa“ Loewe 3NF, vyvinutá německou firmou Loewe-Audion GmbH v roce 1926. Sen tohoto ventilátoru s teplou trubicí sestával z až tří triodových ventilů v jedné skleněné skříni spolu se dvěma kondenzátory a čtyřmi odpory potřebnými k vytvoření kompletního rádiového přijímače. Odpory a kondenzátory byly utěsněny ve vlastních skleněných trubicích, aby se zabránilo kontaminaci vakua. Ve skutečnosti to byl "přijímač-in-the-lamp", jako moderní systém na čipu! Jediné, co bylo potřeba k vytvoření rádia koupit, byla cívka a ladicí kondenzátor a reproduktor.

Tento zázrak techniky však nevznikl proto, aby zahájil éru integrovaných obvodů o několik desetiletí dříve, ale aby se vyhnul německým daním uvaleným na každou patici lampy (daň z luxusu Výmarské republiky). Přijímače Loewe měly pouze jeden konektor, což jejich majitelům poskytovalo ne příliš slabé peněžní preference. Myšlenka byla vyvinuta v řadě 2NF (dvě tetrody plus pasivní součástky) a monstrózní WG38 (dvě pentody, trioda a pasivní součástky).


Car lampa Loewe 3NF a ALU element IBM 701 (foto https://www.worthpoint.com/ a https://en.wikipedia.org)

Obecně měly elektronky obrovský potenciál pro integraci (i když náklady a složitost konstrukce přehnaně vzrostly), vrcholem takových technologií byl RCA Selectron. Tato monstrózní lampa byla vyvinuta pod vedením Jana Aleksandera Rajchmana, přezdívaného Mr. Memory za vytvoření 6 typů RAM od polovodičových až po holografické.

John von Neumann


Po konstrukci ENIACu odešel John von Neumann do Institutu pro pokročilá studia (IAS), kde dychtil pokračovat v práci na novém důležitém (věřil, že počítače jsou pro porážku SSSR důležitější než atomové bomby) vědeckém směru – počítače. Podle von Neumannovy představy se jím navržená architektura (později nazývaná von Neumannova) měla stát referencí pro navrhování strojů na všech univerzitách a výzkumných střediscích ve Spojených státech (mimochodem se tak částečně stalo) – opět touha po sjednocení a zjednodušení!

Pro stroj IAS von Neumann potřeboval paměť. A RCA, přední výrobce všech vakuových přístrojů v té době v USA, velkoryse nabídla, že je sponzoruje pomocí trubic Williams. Doufalo se, že jejich zahrnutím do standardní architektury je von Neumann pomůže rozšířit jako standard RAM, což by RCA v budoucnu přineslo obrovské zisky. Projekt IAS obsahoval 40 kb RAM, sponzoři z RCA byli z takových choutek trochu smutní a požádali Reichmannovo oddělení o snížení počtu elektronek.

Raikhman s pomocí ruského emigranta Igora Grozdova (obecně v RCA pracovalo mnoho Rusů včetně slavného Zworykina a sám prezident David Sarnov byl běloruský Žid - emigrant) zrodil naprosto úžasné řešení - korunu vakua integrovaná technologie, lampa RAM RCA SB256 Selectron pro 4 kbit! Technologie se však ukázala jako šíleně složitá a drahá, dokonce i sériové lampy stály asi 500 $ za kus, základna byla obecně monstrum s 31 kontakty. Výsledkem bylo, že projekt nenašel kupce kvůli zpoždění se sérií - na nosu již byla feritová paměť.


Pravděpodobně nejsložitějším elektrovakuovým zařízením je stejný RCA SB256 Selectron, jeho provozní schéma a pro ně monstrózní napájecí zdroj (foto https://computerhistory.org/)

Projekt Tinkertoy


Mnoho výrobců počítačů se vědomě pokusilo vylepšit architekturu (topologii, zde ještě nemůžete říct) modulů lamp, aby se zvýšila jejich kompaktnost a snadná výměna.

Nejúspěšnějším pokusem byla řada standardních lampových bloků IBM 70xx. Vrcholem miniaturizace lamp byla první generace programu Project Tinkertoy, pojmenovaná po oblíbeném dětském designérovi 1910-1940.

Ne všechno jde Američanům hladce, zvlášť když se vláda dostává do zakázek. V roce 1950 Úřad pro letectví námořnictva pověřil Národní úřad pro standardy (NBS) vývojem komplexního systému pro počítačově podporovaný návrh a výrobu univerzálních modulárních elektronických zařízení. V zásadě to tehdy mělo své opodstatnění, protože ještě nikdo nevěděl, kam tranzistor povede a jak ho správně použít.

NBS napumpovala do vývoje přes 4,7 milionu dolarů (asi 60 milionů podle dnešních standardů), nadšené články byly publikovány v červnovém čísle 1954 Popular Mechanics a květnovém čísle 1955 Popular Electronics a ... Projekt se zhroutil a zanechal za sebou jen několik technologií rozprašování a řada radarových bójí z 1950. let vyrobených z těchto komponentů.

Co se stalo?

Myšlenka byla skvělá – udělat revoluci v automatizaci výroby a přeměnit mohutné bloky a la IBM 701 na kompaktní a všestranné moduly. Jediným problémem bylo, že celý projekt byl koncipován pro elektronky a v době, kdy byl dokončen, tranzistor již začal vítězně šlapat. Nejen v SSSR věděli, jak přijít pozdě – projekt Tinkertoy pohltil obrovské sumy a ukázal se jako zcela zbytečný.


Bloky Tinkertoy, článek o nich v Popular Mechanics a sonarová bójka pro lov sovětských ponorek jsou jediným využitím původního projektu (foto https://1500py470.livejournal.com/)

Standardní desky


Druhým přístupem k balení byla optimalizace umístění tranzistorů a dalších diskrétních součástek na standardních deskách.

Až do poloviny 1940. let XNUMX. století byla jediným způsobem, jak opravit díly (mimochodem dobře vhodné pro výkonovou elektroniku a nyní používané jako takové), konstrukce point-to-point. Toto schéma nebylo automatizované a málo spolehlivé.

Rakouský inženýr Paul Eisler vynalezl obvodovou desku pro své rádio, když pracoval v Británii v roce 1936. V roce 1941 se již vícevrstvé desky plošných spojů používaly v německých magnetických námořních dolech. Tato technologie se dostala do Spojených států v roce 1943 a byla použita v rádiových pojistkách Mk53. PCB se staly dostupnými pro komerční použití v roce 1948 a automatizované montážní procesy (protože k nim byly komponenty stále připojeny) se objevily až v roce 1956 (vyvinuté US Army Signal Corps).

Podobnou práci mimochodem ve stejné době v Británii prováděl již zmíněný Jeffrey Dahmer, otec integrovaných obvodů. Vláda přijala své desky s plošnými spoji, ale jak si pamatujeme, mikroobvody byly krátkozraky přerušeny.

Až do konce 1960. let a do vynálezu planárních pouzder a panelových konektorů pro mikroobvody byly vrcholem vývoje desek plošných spojů u raných počítačů tzv. woodpile neboli cordwood obaly. Šetří značné místo a často se používá tam, kde byla miniaturizace kritická – ve vojenských produktech nebo superpočítačích.

V designu cordwood byly axiální vývodové komponenty instalovány mezi dvě paralelní desky a buď připájeny propojovacími dráty nebo spojeny tenkou niklovou páskou. Mezi desky byly umístěny izolační karty, aby se zabránilo zkratu, a perforace umožnila průchod vývodů součástí do další vrstvy.

Nevýhody cordwoodu spočívaly v tom, že pro zajištění spolehlivých svarů bylo nutné použít speciální poniklované kolíky, tepelná roztažnost mohla desky deformovat (což bylo pozorováno u několika modulů počítače Apollo) a navíc toto schéma snižovalo udržovatelnost svaru. jednotka na úroveň moderního MacBooku, ale před příchodem integrovaných obvodů cordwood umožňoval dosáhnout nejvyšší možné hustoty.


Standardní deska plošných spojů s povrchovou montáží z prvního komerčního tranzistorového sálového počítače Philco NTANSAC 2000 Model 212 (1960), součást procesoru z nejvýkonnějšího stroje 60. let, legendárního CDC6600, vyrobeného technologií cordwood (foto https:// computerhistory.org/, https: //cds.cern.ch)


Prvky bankovního sálového procesoru Burroughs B5000 (1961), sestavené do bloků cordwood, foto ze sbírky autora.

Optimalizační nápady samozřejmě nekončí na prknech.

A první koncepty balení tranzistorů se zrodily téměř okamžitě po zahájení jejich sériové výroby. Článek BSTJ 31: 3. květen 1952: Současný stav vývoje tranzistorů. (Morton, JA) byl první, kdo popsal výzkum „možnosti použití tranzistorů jako miniaturních balených obvodů“. Bell vyvinul 1752 integrovaných pouzder pro své rané typy M7, z nichž každý obsahoval obvodovou desku vloženou do průhledného plastu, ale věci nepřesáhly prototypy.

V roce 1957 se americká armáda a NSA znovu zajímaly o tento nápad a pověřily Sylvania Electronic System vývojem něčeho jako miniaturní uzavřené moduly z cordwoodu pro použití v tajných vojenských vozidlech. Projekt dostal název FLYBALL 2, bylo vyvinuto několik standardních modulů obsahujících prvky NOR, XOR atd. Vytvořil je Maurice I. Crystal a byly použity v kryptografických počítačích HY-2, KY-3, KY-8, KG-13 a KW-7. KW-7 se například skládá z 12 zásuvných desek, z nichž každá pojme až 21 modulů FLYBALL uspořádaných ve 3 řadách po 7 modulech. Moduly byly vícebarevné (celkem 20 typů), každá barva odpovídala za svou funkci.


Balíček tranzistorů z prvního Bell článku a na nich sestavený laboratorní model zařízení. D4a a deska z něj (https://de.wikipedia.org, https://www.robotrontechnik.de). FLYBALL 2, jeho patent a tajná deska kryptopočítače NSA KW-7 (https://www.cryptomuseum.com)

Podobné bloky s názvem Gretag-Bausteinsystem vyráběla společnost Gretag AG v Regensdorfu (Švýcarsko).

Ještě dříve, v roce 1960, byly podobné bloky Series-1, 40-Series a NORbit vyráběny společností Philips jako prvky programovatelných logických automatů, které měly nahradit relé v průmyslových řídicích systémech, řada měla dokonce obvod časovače podobný slavnému čipu 555. moduly vyráběla společnost Philips a jejich pobočky Mullard a Valvo (neplést s Volvem!) a v automatizaci továren se používaly až do poloviny 1970. let.

Dokonce i v Dánsku stroj Electrologica X1 v roce 1958 používal miniaturní různobarevné moduly, tak podobné kostkám Lego, které milují Dánové. V NDR na Institutu počítačů Technické univerzity v Drážďanech v roce 1959 profesor Lehmann (Nikolaus Joachim Lehmann) postavil pro své studenty asi 10 miniaturních počítačů pod označením D4a, použili podobný balíček tranzistorů.

Pátrací práce probíhaly nepřetržitě, od konce roku 1940 do konce 1950. let. Problém byl v tom, že žádné korpuskulární triky nedokázaly obejít takzvanou tyranii čísel, termín zavedený Jackem Nortonem, viceprezidentem Bellových laboratoří v roce 1958 v článku „Proceedings of the IRE“.

Problém je v tom, že počet diskrétních součástí v počítači dosáhl limitu. Stroje s více než 200000 7030 jednotlivými moduly se prostě ukázaly jako nefunkční – navzdory tomu, že tranzistory, rezistory a diody byly již v této době vysoce spolehlivé. Ovšem i pravděpodobnost selhání v setinkách procent, vynásobená stovkami tisíc dílů, dávala značnou šanci, že se v počítači v kteroukoli chvíli něco rozbije. Povrchová montáž s doslova kilometry kabeláže a miliony pájených kontaktů vše ještě zhoršila. IBM 8600 zůstávalo limitem složitosti čistě diskrétních strojů, ani génius Seymoura Craye nedokázal zajistit, aby mnohem složitější CDC XNUMX fungoval stabilně.

Koncepce hybridních obvodů


Koncem 1940. let vyvinuly Central Radio Laboratories v USA tzv. tlustovrstvou technologii - dráhy a pasivní prvky byly nanášeny na keramický substrát způsobem podobným výrobě desek plošných spojů, poté byly napájeny bezobalové tranzistory. substrát a to vše bylo utěsněno.

Tak se zrodil koncept tzv. hybridních mikroobvodů.

V roce 1954 námořnictvo vložilo dalších 5 milionů dolarů do neúspěšného programu Tinkertoy, zatímco armáda přidala 26 milionů dolarů navrch. Podnik převzaly RCA a Motorola. První vylepšil myšlenku CRL, rozvinul ji na takzvané tenkovrstvé mikroobvody, výsledkem práce druhého byl mimo jiné slavný balíček TO-3 - myslíme, že každý, kdo kdy viděl jakákoliv elektronika tyto mohutné náboje s ušima okamžitě rozpozná. V roce 1955 v něm Motorola vydala svůj první tranzistor XN10 a pouzdro bylo vybráno tak, aby pasovalo na minipanel z elektronky Tinkertoy, tudíž tak rozpoznatelný tvar. Šlo i do volného prodeje a používá se od roku 1956 v autorádiu a pak všude, takovéto pouzdra se používají dodnes.

Zrod sovětského systému protiraketové obrany. Dlouhá cesta k integrovaným obvodům

Vývoj společnosti Motorola vyvrcholil vytvořením klasického pouzdra pro tranzistor (foto https://1500py470.livejournal.com/)


A americká armáda na konci 1950. let používala tenkovrstvé hybridní obvody RCA (foto https://1500py470.livejournal.com/)

Do roku 1960 byly hybridy (obecně, ať se jmenovaly jakkoli - mikrosestavy, mikromoduly atd.) ve svých projektech stabilně používány americkou armádou, čímž nahradily předchozí neohrabané a mohutné tranzistorové balíčky.

Nejlepší hodina mikromodulů přišla již v roce 1963 – IBM také vyvinulo hybridní obvody pro svou řadu S/360 (prodalo se v milionech kopií, založilo rodinu kompatibilních strojů, které se dosud vyrábějí a kopírují (legálně nebo ne) všude - od Japonska po SSSR), kterou nazývali SLT.

Integrované obvody již nebyly novinkou, ale IBM se oprávněně obávalo jejich kvality a bylo zvyklé držet v rukou celý výrobní cyklus. Sázka byla oprávněná, sálový počítač byl nejen úspěšný, byl legendární, jako IBM PC, a udělal stejnou revoluci.

Samozřejmě, že v pozdějších modelech, jako je S/370, společnost již přešla na plnohodnotné mikroobvody, avšak ve stejných značkových hliníkových krabicích. SLT byly mnohem větší a levnější adaptací malých hybridních modulů (velikost pouze 7,62 x 7,62 mm), které vyvinuli v roce 1961 pro IBM LVDC (palubní počítač MBR, stejně jako program Gemini). Co je vtipné - fungovaly tam hybridní obvody ve spojení s již plnohodnotnými integrovanými obvody TI SN3xx.


SLT moduly od IBM a na nich deska S/360, zespodu je palubní počítač Gemini, bílé čipy jsou hybridy IBM, zlaté čipy jsou IC od TI (foto https://www.ibm.com/, http ://www.lichtbildwerkstatt .net/, https://1500py470.livejournal.com/)

Koketování s tenkovrstvou technologií, nestandardními balíčky mikrotranzistorů a dalšími věcmi však bylo zpočátku slepou uličkou – polovičním opatřením, které neumožňovalo posunout se na novou kvalitativní úroveň, což znamenalo skutečný průlom.

A průlomem mělo být řádově radikální snížení počtu diskrétních prvků a spojení v počítači. Nebyly zapotřebí žádné mazané sestavy, ale monolitické standardní produkty, které nahrazují celé klade desky.

Posledním pokusem vymáčknout něco z klasické techniky byl apel na tzv. funkční elektroniku – pokus o vývoj monolitických polovodičových součástek, které nahrazují nejen vakuové diody a triody, ale i složitější výbojky – tyratrony a dekatrony.

V roce 1952 vytvořil Jewell James Ebers z Bellových laboratoří čtyřvrstvý tranzistor „na steroidech“ – tyristor, obdobu tyratronu. Shockley ve své laboratoři od roku 1956 začal pracovat na doladění až sériové výroby čtyřvrstvé diody - dinistoru, ale jeho hašteřivá povaha a počínající paranoia mu nedovolily dokončit práci a zruinovaly skupinu.

Práce z let 1955-1958 s germaniovými tyristorovými strukturami nepřinesla výsledky. V březnu 1958 RCA předčasně oznámila XNUMXbitový posuvný registr Walmark jako „nový koncept v elektronické technologii“, ale skutečné germaniové tyristorové obvody byly nefunkční. Pro zavedení jejich hromadné výroby bylo zapotřebí přesně stejné úrovně mikroelektroniky jako u monolitických obvodů.

Tyristory a dinistory našly své uplatnění v technice, nikoli však ve výpočetní technice poté, co problémy s jejich uvolňováním vyřešil nástup fotolitografie.

Tato jasná myšlenka navštívila téměř současně tři lidi na světě. Angličan Jeffrey Dahmer (ale jeho vlastní vláda ho zklamala), Američan Jack St. Clair Kilby (Jack St. Clair Kilby, ten měl štěstí na všechny tři - Nobelova cena za vytvoření IP) a Rus - Jurij Valentinovič Osokin (výsledek je něco mezi Dahmerem a Kilbym: bylo mu umožněno vytvořit velmi úspěšný mikroobvod, ale nakonec tento směr nevyvinuli).

O závodě o první průmyslovou IP a o tom, jak se SSSR téměř zmocnil priority v této oblasti, si povíme příště.
  • Alexej Eremenko
  • https://www.ibm.com/, http://www.lichtbildwerkstatt.net/, https://www.cryptomuseum.com, https://1500py470.livejournal.com/, https://computerhistory.org/, https://cds.cern.ch, https://www.worthpoint.com/, https://en.wikipedia.org
Naše zpravodajské kanály

Přihlaste se k odběru a zůstaňte v obraze s nejnovějšími zprávami a nejdůležitějšími událostmi dne.

38 komentáře
informace
Vážený čtenáři, abyste mohli zanechat komentář k publikaci, musíte přihlášení.
  1. +6
    1 2021 июля
    Těžko pochopitelné, ale zajímavé! Vypadá to jako specialista v oboru! hi
    1. +2
      1 2021 июля
      Citace: Spořivý
      Těžko pochopitelné, ale zajímavé! Vypadá to jako specialista v oboru! hi

      Souhlasím! Zatím je pro mě osobně všechno hustý les, ale četla jsem to s chutí!
      1. +1
        2 2021 июля
        Přidejte se ke Kočce! Pro mě temný les! Respekt autorovi, zajímavé, zábavné, poučné! dobrý
    2. ANB
      +4
      1 2021 июля
      . Těžko pochopitelné, ale zajímavé!

      Pro někoho to není těžké, ale i tak je to zajímavé.
      Našel jsem jak technologii lamp, tak mikrosestavy a řadu 155/133.
      A podle feritové paměti jsem testem prošel 2x. První se nezdařil. :(
  2. -4
    1 2021 июля
    Není potřeba, ani o elektronice, ani o fotolitografii.
    Je to škoda ...... ještě víc než za prostor.
    1. +5
      1 2021 июля
      Stydíte se za svůj současný stav nebo z principu?
      Bez ohledu na to, jak zdobné byly cesty, kterými se SSSR vydal, nakonec vyřešil všechny úkoly zadané jak v protiraketové obraně, tak ve vesmíru (USA a SSSR - všechny ostatní byly v té době v hluboké opeře). Je tedy lepší být hrdý a nestydět se.
    2. +2
      1 2021 июля
      Citace z předchozího
      Není potřeba, ani o elektronice, ani o fotolitografii.
      Je to škoda ...... ještě víc než za prostor.

      Nutné! Učit se z chyb!!! Ať se to stane raz dva, ale je lepší šlapat přes kaluže než v nich sedět!!!
    3. +2
      1 2021 июля
      Podle textu se nedostali ani do PFL.
      1. 0
        2 2021 июля
        Citace od Tochilky
        Podle textu se nedostali ani do PFL.

        Vzhledem k tomu, že pro mě počátkem praktické aplikace bylo od dětství Zx-Spectrum, Lvov a EU (číslo si nepamatuji, dvě pořádné jednotky a malý 12palcový černobílý monitor), tak je PFL někde daleko na úsvitu revoluce!!!
        1. 0
          2 2021 июля
          Precizní něco Fotolitografie a za úsvitu? Dost pro vás))) Možná jsme přemýšleli o různých věcech?
  3. +1
    1 2021 июля
    Kolik vzácných materiálů šlo do výrobků, ani v pohádce říci, ani popsat perem !!!
    Kdysi jsi chodil po místě, jednou ... bota najednou cvakla na podlahu, jako důvtipný !!! Podívejte, a máte "zlatý výrobek" s jejich závěry zapíchnutými do podrážky !!! Proto nepoužívali boty s tenkou podrážkou, protože to BOLÍ!
    "vtip", ale v tom náznak ....
    1. +1
      1 2021 июля
      Citace z rocket757
      Podívejte, a máte "zlatý výrobek" s jejich závěry zapíchnutými do podrážky !!!

      Pokud to není tajemství, jak se tento úžasný podnik s vysokou produkční kulturou jmenoval?
      1. +5
        1 2021 июля
        Myslíte, že se někde povalovalo něco vhodného? Ne, ne, na reportáž se to hodilo....to je odmítnutí, například po tepelném cyklování. Bylo to také pod hlášením, ale až později, když vše "přeživší" šlo do instalace. A opět to byl úplný počátek výroby produktů, kdy bylo ... hodně manželství. I když, jak si pamatuji součástky z Jerevanu ... brrr, tolik sňatků jsem odjinud neviděl ... mimochodem ty mikroobvody po "racionalizaci" zdejšími "řemeslníky" moc nezezlátly!
        A ano, musel jsem pracovat ve více než jednom podniku, bardacheks byl všude, v té či oné míře.
        Ach ano, vtip, nepamatuji si, kolikrát se změnil název mé rodné rostliny, ale vstoupil jsem do ZÁVODU VENT SYSTEM! Tak hádejte, kde jsem pracoval.
        1. +3
          2 2021 июля
          Naše vstupní kontrola také orala bez ohýbání, vše muselo být v horních tolerančních mezích. Svého času vyvinul spoustu lavicového vybavení pro kontrolu vstupu.
          1. +2
            2 2021 июля
            Vstupní kontrola bohužel nebyla zárukou bezproblémového chodu výrobku.
            Hodně záleželo na výrobci komponentů....
            1. +1
              2 2021 июля
              No ano - vstupní kontrola, testování jednotky na stánku, testování produktu (přidává se klima a dynamika), testování systému (je přidán simulátor EMP) a do dalšího závodu, kde vše opět začíná vstupní kontrolou ...
              Naše režijní náklady (nedej bože lžu) se v různých časech pohybovaly od 300 do 740 %
              1. +1
                2 2021 июля
                Sovětská ekonomika taková nebyla, nebyla ekonomická.
                Některé, nevýnosné, byly provedeny, protože to bylo NUTNÉ.
                A tak se snažili snížit debet kreditem, vždy... kvůli čemu? toto je samostatný problém.
                K hlavní sekci máme připojeno několik, nepříliš "peněžních" sekcí (výroba měřících stojanů atd.), "vydělujících" hlavní zisk! hrazené náklady, t.s. Je zřejmé, že plat v hlavní sekci trochu poklesl, ale stále to nebylo tak... patrné, jako pracovní směny „pro toho chlapa“ a další „iniciativy“ stranických aktivistů.
        2. +2
          2 2021 июля
          jak si pamatuji komponenty z Jerevanu

          Jen si to v noci nepamatuj! jištění Byla to jen nějaká hvězda. Zejména kvůli nim jsme uspořádali přejímku vstupů.
          Platnost IP byla 10-20%
          1. +1
            2 2021 июля
            Byla zde otevřena várka Rushkas z Jerevanu .... nejmarkantnější byla "racionalizace" výměny zlatých jumperů za LUMINE !!! Dlouho jsme si dělali legraci, že všechny jejich zlaté zuby jsou vyrobeny z "ušetřených" na našich mikroobvodech!
            Takže skandál byl .... ticho, ticho, prostě od nich přestali kupovat mikroobvody !!! A to se systematickým deficitem, plánovanou ekonomikou!
          2. 0
            6 2021 июля
            Pamatuji si arménské elektrolyty - 100% vadné!!!
    2. +1
      1 2021 июля
      Vypadá to, že jste pracoval v LEMZ. Jejich viceprezident si silně stěžoval na platby z Jerevanu. Hádali?
      1. +3
        1 2021 июля
        Jen na služebních cestách, v Moskvě, v Moskevské oblasti, jsem musel na mnoho míst... a tak jsme z periferie, dá-li se tak Stalingrad nazvat. Také máme / mívali podniky obranného průmyslu. Moje továrna byla z kategorie WAS, absolutně.
        Mimochodem, v dalším článku se autor pro jistotu dostane k našemu produktu. Bylo to velmi významné, respektive stále existuje, na některých místech stále stojí. Auto bylo silné, "ELBRUS".
      2. 0
        6 2021 июля
        "..Vypadá to, že jste pracoval v LEMZ. Jejich viceprezident si hodně stěžoval na poplatky z Jerevanu. Uhodli jste to?..."
        Společnost LEMZ dodala CNC systémy zejména do závodu frézek Lvov. Byl jsem na něm na služební cestě. Tovární vstupní řízení odmítlo 80 % CNC systémů. Z LEMZ'a v továrně žil specialista téměř neustále (odjel na víkend do Petrohradu) a opravoval zárubně LEMZ. Vč. všichni byli zaznamenáni... A v SSSR byla píseň s IC. Pamatuji si, že v určitém zařízení RU1 v keramice fungovaly normálně a stejné RU1, ale v plastu jednoznačně odmítly fungovat !!! A zařízení nebylo tak horké, jaká složitost.
        1. 0
          7 2021 июля
          Dobré odpoledne. Pravděpodobně ne LEMZ, který jsem měl na mysli. Mluvím o Lianozovském EMZ, který je v Moskvě. Byl několikrát přejmenován. Vyrábí radary, různé. Měl jsem na škole kamaráda, který pracoval ve VP. Taky jsem tam byl.
          1. 0
            8 2021 июля
            Možná máte pravdu a jednou zkratkou rozumíme různé podniky
  4. 0
    1 2021 июля
    Zajímavá série článků. Prezentace má však své rysy, ale celkově je čitelná. Respekt autorovi.
  5. +4
    1 2021 июля
    Článek je skvělý! Autor názorně ukázal způsoby vývoje elementární základny počítačů. Sám jsem musel zvládnout výpočetní techniku ​​založenou na strojích Minsk 22, Minsk 32, řada EU. A také studovat počítačové systémy protivzdušné obrany ASU Asurk, Vector, Senezh, Polyana D4; systém protivzdušné obrany S-200, S300. V praxi byly zvládnuty všechny fáze miniaturizace elektronických součástek od feritových tranzistorových článků, mikromodulů a desek plošných spojů na tranzistorech až po integrované obvody. Naše zaostalost jsem viděl v EKB v roce 1980, kdy poručík maďarských ozbrojených sil ukázal mikroprocesor a na něm osazenou desku, která nahradila procesor VK ACS Vector, sestávající z několika skříní na tranzistorových deskách. Je pravda, že jsem tuto desku v práci neviděl, protože. bylo zakázáno jej připojovat k vojenskému vybavení. Ale výkon na osciloskopu byl vidět. Od té doby sleduji vývoj integrovaných obvodů, zařízení na nich založených a moje práce s nimi souvisí. Ruská federace v této oblasti zaostává, přestože řeší bojové mise.
  6. -2
    2 2021 июля
    Normy. Mnozí před jeho přijetím měli hodně peněz. Pamatujte na nabíječky telefonů, každý telefon má svou nabíječku. I když náplň je stejná. Nějak došli k jedinému standardu.
  7. 0
    2 2021 июля
    To je zajímavé.
    Děkuju.
  8. 0
    2 2021 июля
    A nyní je radioelektronický průmysl Ruska, bohužel, asi ... ztracen, téměř úplně ...
    1. 0
      3 2021 июля
      Ztratit bakuské žetony a arménské elektrolyty byl skvělý nápad.
  9. +2
    2 2021 июля
    Citace z rocket757
    Kolik vzácných materiálů šlo do výrobků, ani v pohádce říci, ani popsat perem !!!
    Kdysi jsi chodil po místě, jednou ... bota najednou cvakla na podlahu, jako důvtipný !!! Podívejte, a máte "zlatý výrobek" s jejich závěry zapíchnutými do podrážky !!! Proto nepoužívali boty s tenkou podrážkou, protože to BOLÍ!
    "vtip", ale v tom náznak ....

    Jednou jsme přijeli do města na Dněpru, abychom postavili stožár na budovu.
    Ukázalo se, že anténní napáječ odhadované délky je krátký a
    musíte jej spustit na nakloněnou jednu ze vzpěr. Tady se svázat
    tucetkrát. Na budově neonová reklama, písmena ve výšce muže,
    mají stovky neonových trubic a každá je zaseknutá na několika místech
    drát. No, protočili jsme (přes jedno) tucet a půl zpoždění pro sebe
    a svázaný. Šli dolů, oběd, přestávka na kouř a drát byl zajímavý - měkký,
    ale odolný, nerezaví - diskutujeme nahlas. A místní dříči k nám – takže tohle
    nitinol (slitina niklu a titanu!). Ano, na každém dvoře v celém městě
    svážeme jím hrozny. Co jsi! A tady najedeš zadkem po skle -
    e-mine-píše na okenní sklo jako 3M tužka!. A teď se podívejte na další trik -
    z drátu vyrobíme trojrozměrnou postavu - koně, vložíme do hrnku a naplníme
    vařící vodu z varné konvice. Zde jej vyjmeme a zchladíme. Dále rozdrtíme a rolujeme
    mezi dlaněmi a vložte tento bičík do prázdné láhve. Nalévání do láhve
    vařící voda z konvice, a ejhle – v láhvi se bičík opět promění v koně!
    Nitinol je slitina s tepelnou pamětí. Ve městě je strategický objekt - Svetlovodsky
    čistě kovový závod. Vytavit nějaké - pár kilogramů. Toto je obrana
    polovodičový průmysl, drahé strategické suroviny.
    A na každém dvoře jsou hrozny, na chatách stovky metrů nitinolového drátu.....
    Ale jak se tento SSSR dostal do 91. vůbec!
    1. 0
      3 2021 июля
      Říkalo se - vše pro dům je vyrobeno z nichromu. Perlete všechno. Existují důkazy, že ukradli celou jadernou elektrárnu - Južnouralsk.
      Diví se, že straka stále není v noci celá osvětlená.
      1. 0
        4 2021 июля
        Bohužel v kurzu bylo další rčení -
        celý byt je ošuntělý - ostrá televize, ostrá lednice,
        ostrý do mikrovlnky, ostrý do mixéru......
  10. 0
    3 2021 июля
    Protože jsme nevěděli nic o metodě hromady dřeva, znovu jsme ji vynalezli. A v roce 89 vytvořili monstrózní zařízení - multimetr Krappenstrofel. Schéma půl stolu se mi podařilo vložit do krabičky o rozměrech 10x3x5 cm a rozměry určila miniaturní sušenka. Zařízení obsahovalo čtyři desky s divokou hustotou balení, rozvedené ručně. V této činnosti pokračoval i v budoucnu.
    A odpájeli jsme lýkové boty getinax z "Minska" a nádherné EU-ovskie TEZ. Někteří lidé je také prodávali Rusům za drahé kovy, ale takoví byli prokleti a odsouzeni.
  11. 0
    6 2021 июля
    A bohužel fatální nedostatek určitého koncepčního myšlení mimo marxismus-leninismus a „brilantní“ sovětské řízení nám neumožnil si to předem sami uvědomit.

    Jak marxismus-leninismus zasáhl do vytváření integrovaných obvodů v SSSR?
    Například v Číně m-l nijak nepřekážel a první stroj na IS tam začal fungovat v roce 1971.
  12. +1
    6 2021 июля
    Vynikající materiál o historii vývoje elektroniky !!!
  13. 0
    3 2023 февраля
    "Některé typy karet lze konfigurovat pomocí speciální propojky (stejně jako nyní ladí základní desky)"
    Zdá se, že článek není z roku 2021, ale z roku 2001 .. základní desky jsou již dávno "vyladěny" na softwarové úrovni (buď přes BIOS, nebo přímo z OS různými utilitami, jak od dodavatele základní desky, tak i od třetích stran jedničky) a propojky zůstaly daleko za nimi

"Pravý sektor" (zakázaný v Rusku), "Ukrajinská povstalecká armáda" (UPA) (zakázaný v Rusku), ISIS (zakázaný v Rusku), "Jabhat Fatah al-Sham" dříve "Jabhat al-Nusra" (zakázaný v Rusku) , Taliban (zakázaný v Rusku), Al-Káida (zakázaný v Rusku), Protikorupční nadace (zakázaný v Rusku), Navalnyj ústředí (zakázaný v Rusku), Facebook (zakázaný v Rusku), Instagram (zakázaný v Rusku), Meta (zakázaný v Rusku), Misantropická divize (zakázaný v Rusku), Azov (zakázaný v Rusku), Muslimské bratrstvo (zakázaný v Rusku), Aum Shinrikyo (zakázaný v Rusku), AUE (zakázaný v Rusku), UNA-UNSO (zakázaný v Rusko), Mejlis lidu Krymských Tatarů (v Rusku zakázán), Legie „Svoboda Ruska“ (ozbrojená formace, uznaná jako teroristická v Ruské federaci a zakázaná)

„Neziskové organizace, neregistrovaná veřejná sdružení nebo jednotlivci vykonávající funkce zahraničního agenta“, jakož i média vykonávající funkci zahraničního agenta: „Medusa“; "Hlas Ameriky"; "Reality"; "Přítomnost"; "Rozhlasová svoboda"; Ponomarev; Savitská; Markelov; kamalyagin; Apakhonchich; Makarevič; Dud; Gordon; Ždanov; Medveděv; Fedorov; "Sova"; "Aliance lékařů"; "RKK" "Centrum Levada"; "Pamětní"; "Hlas"; "Osoba a právo"; "Déšť"; "Mediazone"; "Deutsche Welle"; QMS "Kavkazský uzel"; "Člověk zevnitř"; "Nové noviny"