Ровесник компьютерного века

В Институте точной механики и вычислительной техники им. С. А. Лебедева, что на Ленинском проспекте, есть парадный подъезд. По свежему снегу дорожка к нему не протоптана, сотрудники предпочитают входить в другую дверь, со двора - парадный подъезд и нарядная лестница дальше от лабораторий. Ну а тот, кто приходит в институт не на работу и немного знаком с его историей, поднимаясь по заснеженным ступенькам к тяжелым дубовым дверям, невольно начинает вспоминать о первых десятилетиях ИТМ и ВТ, десятилетиях легендарных.

В декабре 1998 г. институт отпраздновал свой полувековой юбилей, и эта дата совпала с 50-летием отечественной вычислительной техники, потому что первые ее шаги связаны с ИТМ и ВТ и академиком Сергеем Алексеевичем Лебедевым, который возглавлял институт с 1952 по 1974 г.

Отправной точкой здесь считают Постановление Совета Министров СССР 1948 г. об образовании института и назначение на должность директора академика Н. Г. Бруевича. Первое время здесь занимались действительно точной механикой, механическими счетными устройствами - арифмометрами, табуляторами и т. д. А дело с электронной вычислительной техникой пошло только спустя два года, когда директором стал академик М. А. Лаврентьев, обладавший даром научного предвидения. По его инициативе в институт был приглашен Сергей Алексеевич Лебедев, возглавивший лабораторию, в которой и началась разработка БЭСМ (быстодействующей электронно-счетной машины).

В музее ИТМ и ВТ посетителям демонстрируют генеалогическое древо всех вычислительных машин, разработанных в институте. Правая его половина относится к гражданской технике, левая - к созданной для нужд обороны. Все ветви как бы вырастают из основного ствола - БЭСМ АН СССР. Но в левой и правой половине - отнюдь не всегда аналоги. На страже Родины стояли (и стоят!) машины, обладающие высочайшей надежностью и отказоустойчивостью.

Из «специальных» стоит вспомнить, например, М-40, М-50, созданные в 50-е годы; 5Э92Б и 5Э51 - в 60-е, 5Э26 и 5Э65, разработанные в 80-е, а 40У6 - это уже современная техника. В частности, машина М-40 использовалась в первом успешном противоракетном испытании, а двухпроцессорная 5Э92Б на дискретных полупроводниковых схемах была основной в первой системе противоракетной обороны Москвы.

Те, что справа, широко известны: БЭСМ-2 и легендарная машина БЭСМ-6, генеральным конструктором которой был С. А. Лебедев. Эта универсальная ЭВМ с производительностью 1 млн. операций в секунду около 20 лет использовалась в крупнейших научных и промышленных организациях, в космических программах.

В начале 60-х годов ИТМ и ВТ посетил Никита Хрущев, так хорош был в то время «парадный подъезд» отечественной ВТ и так много он сулил.

Свою же первую малую электронно-счетную машину (МЭСМ) Сергей Алексеевич Лебедев разработал и собрал еще в 1947-1948 г. в местечке Феофания под Киевом. Фотография в музее института, на которой изображены заполненный по периметру шкафами зал, пульт управления посередине и за ним человек в белом халате, сегодня воспринимается с улыбкой: шкафы заменили кристаллы. И все же, поразмыслив, понимаешь, что по сути на фотографии - один из первых в мире компьютеров. Причем понятие «один из первых» здесь не «вертикальное» - во времени, а горизонтальное: практически в одно и то же время в двух больших державах, которые разделяет океан, разные люди, никогда между собой не общавшиеся, более того, старательно разделяемые, сделали примерно одинаковые машины. Чтобы разработать и воплотить идеи в «железо», у Сергея Лебедева ушло всего 2-3 года. До войны он работал во Всесоюзном электротехническом институте, и мысль об автоматизации процессов, конечно, его посещала. Кроме того, как известно, слишком часто «двигателем технического прогресса» становятся военные действия. Во время войны Лебедев занимался проблемами наведения на цель танкового орудия, что, скорее всего, тоже повлияло на его образ мыслей. Во всяком случае, ЭВМ появились практически сразу после Второй мировой войны и открыли совсем иную эру.

Время «Эльбрусов»

В 70-80-е годы было признано, что магистральный путь повышения производительности - это многопроцессорные системы и распараллеливание вычислений, и основным направлением работ института стало создание многопроцессорных вычислительных комплексов (МВК) линии «Эльбрус»: «Эльбрус-1К2», «Эльбрус-2», «Эльбрус-2М», «Эльбрус-Б», «Эльбрус-3-М».

В 1974 г. С. А. Лебедева на посту директора института сменил чл.-корр. В. С. Бурцев, бывший в то же время генеральным конструктором «Эльбрус-1» и «Эльбрус-2». Генеральными конструкторами по линии «Эльбрус» были в свое время: Г. Г. Рябов (ныне - директор ИТМ и ВТ) - «Эльбрус-3-1»; М. В. Тяпкин - «Эльбрус-Б», Б. А. Бабаян - «Эльбрус-З-М»; А. А. Соколов - МКП (модульный конвейерный процессор). Комментирует это директор ИТМ и ВТ Геннадий Рябов так: «Разделение на генерального конструктора и специалистов другого ранга - вещь очень опасная. Часто ранг и реальные дела не совпадают. Так, огромную роль в создании БЭСМ-6 сыграл акад. В. А. Мельников. В разработку системы команд и архитектуры «Эльбруса-2» большой вклад внес Борис Бабаян».

МВК «Эльбрус-1», состоящий из 10 процессоров, в свое время стал первым симметричным МВК на базе интегральных схем среднего уровня интеграции. «Эльбрус-2», также 10-процессорный, был изготовлен уже на матричных ЭСЛ БИС (больших интегральных схемах) и применялся в Центре управления полетами, в «Арзамасе-16», «Челябинске-70», на объектах Минобороны.

В 1992 г. завершилась разработка МВК «Эльбрус-3-1». Однако в серию эта машина не пошла, на московском заводе САМ* были изготовлены только четыре экземпляра, которые затем начали работать в «Челябинске-70», «Арзамасе-16», МГУ и самом институте (сейчас эта машина разобрана и, скорее всего, будет передана Политехническому музею).

В 1991 г. кончилась эпоха - Советского Союза, социалистического лагеря, «соревнования двух систем» и пр. По мере расширения использования вычислительной техники во всех отраслях человеческой деятельности весь западный мир объединился. В развитие ВТ вкладывались десятки миллиардов долларов. Нам своих ресурсов не хватило...

«У нас не было такой возможности, и ясно, что мы должны были где-то отстать, а потом вписываться в сложившуюся ситуацию, - говорит Геннадий Рябов. - Но не вписались. Проблему достаточно широкого, по меркам того времени, использования вычислительной техники в нашей стране решил, к сожалению, не ИТМ и ВТ. Наш институт идеологически подпитывал разработки, а с точки зрения массовости вопрос решили ЕС-овские машины».

Выживание

В «послеперестроечный» период число сотрудников института сократилось более чем втрое (сейчас здесь трудится около 600 специалистов), но работа идет, избраны направления, позволяющие коллективу выжить и не потерять перспективы.

Так, стоит отметить создание в 1990 г. специализированной многопроцессорной машины 40У6, которой укомплектованы знаменитые ракетные системы С-300 и которая выпускается до сих пор.

В 1991 г. были завершены государственные испытания комплекса на базе четырех 10-процессорных МВК «Эльбрус-2», составляющего основу системы управления противовоздушной обороной Москвы, который нормально функционирует и сегодня.

В том же году на международной выставке «Продуктроника» в Мюнхене была представлена 52-слойная печатная плата, изготовленная в ИТМ и ВТ. Она стала прообразом печатной платы для модульного конвейерного процессора (МКП), способной работать на частотах 100 и 200 МГц, а тогда это было огромное достижение. На этой выставке институт имел общий стенд с известной фирмой Rode, сотрудничество с которой продолжается с 1988 г. Это во многом способствовало выбору правильной политики по закупке технологического оборудования.

Все эти годы шла работа над модульным конвейерным процессором (МКП) производительностью около 500 млн. операций в секунду с плавающей запятой, который составлял основу «Эльбруса 3-1». Был завершен монтаж опытного образца. Одновременно московский завод САМ изготавливал основные компоненты конструкции. Здесь впервые в нашей стране были применены крупноформатные печатные платы размером около 500Ч500 мм.

В 1993 г. провели первый этап государственных испытаний этой техники. Второго этапа уже не было...

В последние годы в ИТМ и ВТ совместно с Санкт-Петербургским институтом «Дальсвязь» работают над высокоскоростными волоконно-оптическими мультиплексорами для линий передачи информации (подобная технология была использована в «Эльбрусе-2» и «Эльбрусе 3-1»).

Говоря о работах последнего времени, в институте упоминают технологии многослойных печатных плат и поверхностного монтажа нового поколения; создание мультимедийных комплексов для систем управления и тренажеров, а также геоинформационные и навигационные системы. Стоит отметить изготовление опытного образца «Эльбруса-90 Микро», в котором, кстати, было принято решение использовать микропроцессоры компании Sun Microsystems. Это была рабочая станция с некоторыми дополнениями. Работа велась совместно с Московским центром SPARC-технологий, возглавляемым Борисом Бабаяном, но с 1996 г. центр пошел своим путем.

А вот на специализированный вычислитель «Ростов», созданный в контакте с ростовским объединением «Горизонт» (работы шли с 1992 г.), возлагают сейчас немалые надежды. По мнению руководства, это может в перспективе стать основной нишей, способной обеспечить финансирование института. Сейчас стоит вопрос технологического перевооружения всего нашего флота с установкой на кораблях современных навигационных систем, для чего требуются совершенно новые средства электроники и обработки данных. В частности, специальный вычислитель должен выдавать в сжатом виде данные со всех локаторов. Созданная в институте система - компактная стойка с экраном - получила высокую оценку на международной выставке «Нева», заинтересовались ею и за рубежом, в частности, в Южной Корее. Предполагается использовать в этих вычислителях специализированные процессоры, что позволит сделать их еще более компактными.

Специалисты института полагают, что крупные отечественные стратегические системы (с точки зрения самого процесса функционирования) реализованы более рационально, чем американские. Другое дело, что наши системы в сегодняшних условиях неэкономичны в эксплуатации...

Надо сказать, что ИТМ и ВТ в отличие от многих других организаций, связанных с созданием вычислительной техники, сохранил всю цепочку разработки от элементной базы вплоть до изготовления опытного образца. То есть свои разработки здесь могут довести даже до малых серий и затем предъявить как будущие серийные изделия для производства заводу. Сохранение этой цепочки директор ИТМ и ВТ считает одной из основных задач института в последние годы.

В недавних работах института Геннадий Рябов видит немалые перспективы и надеется, что некоторые направления, с которыми связаны многие годы исследований, удастся сохранить: «Три года назад в различных организациях были начаты работы по программе «Национальная технологическая база». Во главе этих работ стоит ряд крупных оборонных институтов, а мы возглавляем одно из направлений по компьютерным технологиям. Главным считаем сохранить у себя цепочку для создания опытных образцов, ведь мы практически единственный институт, который может довести это дело до конца - до изготовления «железа». Сейчас существует замысел создания Корпорации по вычислительной технике, куда должны войти ИТМ и ВТ, НИЦЭВТ, завод САМ, ряд других государственных и акционерных предприятий - возможно, это позволит возродить некоторые отечественные производства. Идея ее создания обсуждалась на последних парламентских слушаниях по вычислительной технике и информационным технологиям».

И в этом проявляется принципиальная, исторически сложившаяся позиция руководства института по вопросам стратегического развития и создания вычислительной техники в целом. «Идеология, архитектура, - говорит Геннадий Рябов, - это все-таки не главное. Все определяется далеко не одной архитектурой. Машина - это элементная база, логика, конструкция и ПО - четыре компонента. Без любого из них машины нет. «Эльбрус-3» по архитектуре был замечателен, но не подоспела элементная база. Вот Сергей Алексеевич Лебедев был силен именно своей инженерной бескомпромиссностью и делал те машины, которые можно было довести до конца, а не те, которые были только в проекте хороши. В этом, пожалуй, и состоит его гениальность».

По мнению Геннадия Рябова, задача, которой раньше занимался институт - создание суперЭВМ - все же очень трудна сегодня для нашей страны. А те авансы, которые иногда выдаются в прессе, лишены оснований. Дело это весьма дорогостоящее, необходимы многие сотни миллионов долларов. А вот вопрос сохранения, хотя бы в зародышевом состоянии, цепочки (от создания проекта до опытного образца), которую можно будет потом развернуть и привлечь к работе молодые кадры из МФТИ и МГУ, необычайно важен.

Сейчас бюджетные ассигнования дают лишь около 30% средств, необходимых институту для существования.

Остальное приходится зарабатывать самим. И здесь очень важны заказы крупных нефтяных компаний, разработка навигационных систем - все это позволяет институту работать в условиях рыночной экономики.