Модуль памяти У-3211

Г.С. Смирнов

Пара созданных нами субмодулей ферритовой оперативной памяти (каждый на поворотной раме) помещены в типовой шкаф ЕС ЭВМ, на неподвижной раме которого разместили по одной отдельной системе питания для каждого субмодуля У-3209. В системе питания использовались разработанные В.К. Елисеевым блоки питания с габаритными размерами УБП ЕС ЭВМ. Так был образован модуль оперативной памяти У-3211 емкостью 32Кх36х2 бит.

Без доработок и внешних схем путём объединения на соответствующих линиях интерфейса до 4-5 устройств стало возможным получение системы памяти ёмкостью более 1 Мбайта. Интерфейс устройства - двухканальный для обеспечения программно-управляемой динамической реконфигурации, необходимой в многопроцессорном комплексе повышенной надёжности.

Сравним модуль У-3211 с серийными ЕС-3203 и ЕС-3205.

Повышенная надёжность нашего модуля обеспечивалась использованием и матричных переключателей с суммированием выходной мощности микроэлектронных возбудителей, и переходом к использованию в устройстве более интегрированных компонент, нежели дискретные транзисторы, диоды или импульсные трансформаторы, в большом количестве применявшиеся в устройствах оперативной памяти ЕС ЭВМ.

Анатолий Жигалов настоятельно рекомендовал в НИЦЭВТе использовать нашу разработку в машине ЕС ЭВМ. Меня пригласили туда для рассказа о нашем детище. Я поехал с Константином Юренковым. С начальником сектора НИЦЭВТа Владимиром Салакатовым из отделения памяти мы сравнивали наш модуль У-3211 с модулями ЕС-3203 машины ЕС-1030 и модуля ЕС-3205 машины ЕС-1050. Наш ферритовый модуль У-3211 был весьма совершенным и по многим показателям превосходил ферритовые модули НИЦЭВТа, включая надежность, но был несколько медленнее. Пересматривать временные диаграммы могли решиться только Главные конструкторы машин ЕС ЭВМ. Я не уверен, что информация о нашей разработке пошла дальше этого обсуждения. По крайней мере, не последовало никаких предложений НИЦЭВТА по использованию столь интересной разработки в моделях ЕС-1030 с машинным циклом 1,8 мкс.

На заводе ВЭМ с великими муками осваивалось производство ЕС-1050 с модулями ферритовой памяти ЕС-3205. Смогли изготовить лишь 15 машин. Первую запускали у потребителя около года, было много ошибок и отказов, 80 процентов из отказов отнесены к модулю памяти ЕС-3205. В отделении оперативной памяти НИЦЭВТа вместо В. Осокина начальником отделения теперь стал Н. Шаруненко, бывший разработчик памяти на плоских магнитных пленках.

Устройство У-3211 работало у нас очень надежно и успешно выдержало лабораторные испытания в июле 1973 года, производство модуля обеспечивалось нашей специальной аппаратурой У-706, У-717, У-728 и ПИТ-2. Начиная с 1970 года, в течение последующих 8 лет изготавливались 242 автомата У-706 - огромный парк, не оставлявший сомнений в возможности производственного обеспечения наших новых модулей запоминающими ферритовыми сердечниками. Для передачи на Пензенский завод ВЭМ с участием В. Степушкина, Ю. Филатова, Г. Нефедова, Т. Грачевой, Т. Сатаровой и других я стал готовить документацию для промышленного производства партии модулей У-3211.

В октябре 1973 года совместно с Юрием Пинигиным, Василием Мухиным, Олегом Лобовым и другими посетил в аэропорту Внуково шведскую выставку средств управления воздушным движением. Эта техника была интересной, но она не предназначалась для обслуживания крупных аэродромов. Говорили, что французы безуспешно предлагали свои услуги по разработке МВК для крупных аэропортов. В декабре был разработан эскизный проект МВК У-1051.

В следующем году велась разработка технического проекта МВК. В секторе Константина Юренкова с участием Людмилы Тищенко разрабатывался адаптер оперативной памяти У-3511, а с участием Владимира Петрова - локальная память МВК. Устройства локальной памяти я предложил реализовать с использованием ИМС памяти "Ион-3", новейших по тому времени.

В регистрах общего назначения (РОН) емкостью 100 байт машины IBM -9020 использовались интегральные схемы, по настоянию В.И. Буркова емкость такой памяти в МВК У-1051 была увеличена до 256 байт. Представлялось сомнительным, что Главному конструктору при увеличенной памяти РОН удастся обеспечить программную совместимость на уровне команд, предусмотренную в техническом задании. Но Бурков был тверд. Нами предложено использовать для локальной памяти процессора микросхемы памяти «Ион-3» с циклом работы 150 нс.

Память ключей защиты в IBM -9020 емкостью 256х9 бит была реализована с использованием ферритовой памяти типа 2 D ,4 W с t ц=375 нс, в ЕС-1050 – с использованием плоских магнитных пленок, для МВК мы предложили построить память на микросхемах «Ион-3» с t ц=150 нс.

Память микропрограмм МВК предлагалось выполнить как динамически загружаемую, на микросхемах «Ион-3» с t ц=250 нс вместо емкостной памяти в IBM -9020.

В структуру МВК была введена ставшая модной буферная память емкостью 1024х72 бита «кэш»-типа, «невидимая» для команд, но существенно ускоряющая процесс вычислений; в IBM -9020 ее не было. При наличии в машине такой памяти увеличение емкости РОН мне представлялось совершенно излишним.

Память мультиплексного канала предлагалось выполнить на микросхемах «Ион-3» с общей емкостью 1024х72 бит с t ц=250 нс вместо памяти на ферритовых сердечниках в IBM -9020 и в ЕС-1050.

Должен сказать, что и меня, и Юрия Пинигина, и В.К. Елисеева стали все больше удивлять руководители разработки МВК. Некоторые принципиальные вопросы, например, по процессору очень долго не решались. Разработка схем процессоров существенно задерживалась, что не могло не сказаться на сроках завершения работ по локальной памяти и адаптеру оперативной памяти. Производство многослойных печатных плат не было освоено.

С завода ВЭМ нами получены два модуля ферритовой памяти У-3211 и поставлены под наладку.

Работа по памяти МВК в отделе была важнейшей, в ней участвовали помимо упомянутых выше специалистов еще и Александра Кудряшова (на снимке), Евгения Филиппова, Татьяна Петрова, Любовь Ксенофонтова, Тамара Грачева, Юрий Саксонов, Татьяна Сатарова, Надежда Тесаева, Любовь Дмитриева, Татьяна Шумкина и другие.

Работы в институте по МВК У-1051 планировались по сетевому методу, по которому не представляло труда установить виновников в случае задержки выполнения любого запланированного события. Для контроля за ходом работ использовалась ЭВМ «Урал-16».

И в институте работа по МВК У-1051 считалась важнейшей, в ней участвовали многие сотни специалистов: электриков, конструкторов, технологов, производственников и математиков. Им предстояло вжиться в чужие технические решения и вписать в них то новое, что обеспечило бы многопроцессорную работу.

На критическом пути проектирования МВК, считаю, находились сложные и особо ответственные работы по центральному процессору У-2003, в составе которого планировалось иметь до 500 ТЭЗов. Для периферийных процессоров У-4001 и У-4037 предполагалось разработать до 120 типов ТЭЗов и изготовить до 750. Для достижения требуемой скорости работы было решено использовать микросхемы ТТЛ повышенного быстродействия и многослойные печатные платы. Опыта их разработки и изготовления не было. Лишь в середине года О. Лобов подготовил документацию на макет АЛУ, а тему 530 «Разработка МВК и документации» закрыли.

Важнейшую роль должны были играть во главе с Главным конструктором ведущие разработчики комплекса и координаторы работ. Не получилось. В декабре многотомный технический проект по МВК был подготовлен, в четвертом томе «Система оперативной памяти. Типы и варианты реализации» нами были изложены результаты своих разработок.

В июне 1974 года в секторе Юренкова завершена руководимая мною НИР «Сектор-1». Основной исполнитель – Николай Филатов. Исследовались вопросы проектирования ферритовой памяти 2,5 D ,2 W емкостью 64Кбайта. Принцип действия такого устройства поясняет приводимая упрощенная схема (см. Запоминающие устройства современных ЭЦВМ. М, Мир, 1968). Запоминающий ферритовый сердечник пронизывается лишь двумя проводами, что обусловливает значительное снижение трудоемкости монтажа. Отдельной обмотки считывания здесь нет, используется координатная шина. Считываемый полезный сигнал совпадает по времени с помехой «пьедестального» типа и на порядок меньше помехи. В отчете по НИР излагались наши результаты.

Мы изучили процессы считывания полезного сигнала с мостовой схемы адресно-разрядной цепи памяти с выбором 2,5 D ,2 W . В центре внимания был метод подавления помехи путем задержки и дифференцирования ( Patel A . M ., Sumilas I . W . IEEE of Solid - State Circuits . Vol . SC -1, September , 1966, pp . 58-63).

Нами было установлено также, что в НИИМД готовы разработать микроферриты с внешним диаметром до 0,3-0,4 мм. Коллективом В.Г. Желнова завершена разработка автомата У-708 для разбраковки таких ферритовых сердечников. В автомате по-прежнему использован высокоэффективный метод непосредственных измерений. Скорость сортировки увеличена до 50000 сердечников в час, что снизит стоимость сердечников. В 1976-1979 годах изготавливали 163 автомата. Появилась заманчивая перспектива использования способа механизированной прошивки ферритовых сердечников, предложенного сотрудником Сибирского отделения АН ССР А. Ю. Буркиным.

Во исполнение приказа МРП по внедрению микроэлектроники и производству специальных элементов на базе пленочных технологий в отделе Германа Краснова был образован сектор проектирования тонкопленочных микросхем. В таком виде мы предполагали выполнить схемы считывания. В ряде публикаций была подтверждена (по IBM -360/85 и др.) высокая эффективность иерархического построения системы оперативной памяти. Мы пришли к выводу, что созданы достаточно убедительные предпосылки для проведения ОКР по проектированию модуля ферритовой памяти типа 2,5 D ,2 W .

Во внеслужебное время я готовился к сдаче кандидатского минимума по философии. Посещал семинары Д.Е. Мануйловой (ППИ). Широта интересов, глубина мышления великих греков, мыслителей средневековья и, конечно же, Г.В.Ф. Гегеля не могли не вызвать интереса и уважения: отличная оценка венчала мои философские занятия. Экзамены кандидатского минимума со мною сдал в июне и Ю. Филатов. К этому времени К. Юренков освоил (заочно) математику как вторую специальность в Казанском университете. "Поход в науку" теперь увлекал многих. Но в этом году академик С.А. Лебедев умер и, видимо, поэтому Б.И. Рамеев больше не возвращался к своему предложению о присуждении мне ученой степени без защиты диссертации.

Необходимость укрепления своего здоровья побуждала регулярно отправляться с семьей в выходные дни в близлежащие прелестные пензенские леса, ранее мне неизвестные. Чудные дни!

В сентябре 1974 года в Пензе проходил Всесоюзный симпозиум по разработке и применению оптоэлектронных голографических запоминающих устройств. На нем я встретился с И.Н. Букреевым, с которым ранее ездил в Англию. Он рассказал о начале отечественных работ по оптоэлектронике, стимулированных вестью о появлении американских оптических вычислительных машин. Теперь стал одним из руководителей института по разработке оптических устройств. Это направление я считал перспективнейшим и собирал соответствующую информацию, помня, что на протяжении жизни электронщику суждено сменить направление своих даже успешных работ.

Наступил 1975 год, год предъявления МВК на междуведомственные испытания. В отделе уже велась наладка еще двух модулей оперативной памяти У-3211, изготовленных в нашем НИИММ.

Константин Юренков, ведущий исполнитель, Людмила Тищенко, Галина Ляхова (на снимке), Анатолий Воробьев и Татьяна Петрова разрабатывали схемы блоков адаптера (устройства сопряжения с оперативной памятью) У-3511, в котором должен был осуществляться контроль и исправление ошибок по методу Хэмминга. В адаптере нам было предложено разместить память ключей защиты и кэш-память. С участием Таисии Поляковой и Валентины Мешалкиной оформлялись электрические схемы ТЭЗов. К сожалению, эти работы не могли выполняться изолировано, требовалось тщательно согласовывать свои решения с разработчиками процессоров, а у них не были приняты многие принципиальные решения.

Разработку полупроводниковой памяти У-3065, У-3051 и У-3045 (1Кбайт, t ц=250 нс) в секторе Юренкова вел Владимир Петров с участием Евгении Филипповой. Разрабатывались последовательно структурные, функциональные и электрические схемы, последние передавались конструкторам для трассировки связей и оформления комплектов документов. Для проверки такой памяти Юрием Филатовым и его коллегами разрабатывалось устройство У-3728.

В тот год продолжалась моя "публицистическая" деятельность: в "Вопросах радиоэлектроники". ЭВТ, №9 и №12, 1975 г. и №10, 1976 г. появились написанные мною статьи по своим последним разработкам. Публикации той поры - скромные вехи нашей профессиональной деятельности. А какой богатейший материал остался вне докладов и публикаций!

Официальной защиты технического проекта МВК почему-то долго не было. Стало понятно, что только по выпуску модулей оперативной памяти будет выполнен плановый срок, срок же изготовления и сдачи опытного образца МВК У-1051 уже не реален. Заговорили об отказе от МВК первоначального заказчика, о прекращении финансирования ОКР. Катастрофа виделась неминуемой. Я обратился к директору с вопросом, что будем делать дальше. Услышал: «Надо оглядеться».

Рухнула последняя в Пензенском НИИ математических машин попытка создать без Башира Искандаровича Рамеева ЭВМ, пригодную для промышленного производства. У нас теперь, по Энону, «единственная практическая проблема – что делать дальше».

Руководители института не нашли ничего лучше, чем продолжать тупиковую разработку.

У меня нарастало беспокойство за судьбу своего отдела. Самостоятельно стал искать отделу нишу в разработках ЕС ЭВМ.

Летом 1975 года директор В.И. Бурков вместо Анатолия Барышева руководителем отдела разработки центрального процессора назначил Александра Горшкова, освободив последнего от руководства «уральским» отделением. Я расценил это решение как вынужденное понижение под давлением МРП из-за срыва срока окончания работ по МВК.

К моему изумлению, начальником «уральского» отделения со сложнейшей научно-технической тематикой директор назначил В.Ф. Щипанова, руководителя подразделения, контролировавшего выполнение сетевых графиков. О системе PERT , предложенной американским полковником, я узнал давно. Это был хороший шаг в планировании крупных проектов. Меня порадовало внедрение на нашем предприятии отечественного аналога этой системы, названной сетевым планированием. Но реальное положение дел развеяло мои надежды. «Хотели, как лучше, получилось, как всегда». Весьма точная фраза.

Под руководством Щипанова некоторое время поработал В. Мухин, разрабатывавший систему материально-технического учета с использованием ЭВМ. И я попросил рассказать о стиле и глубине былого руководства нашего нового начальника. Ответил: в техническое руководство Мухина не вмешивался, ограничивал свои функции финансовыми и административными; не следует ожидать изменения этого стиля. У меня остались сомнения, что будет так. Было предчувствие, что мы не сработаемся. Утешением послужила вера, что такие начальники долго не продержатся.

По инициативе нового начальника 16 июля 1975 года на собрании отделения обсуждались подготовленные им «Мероприятия, направленные на обеспечение разработки МВК в установленный срок». Устанавливалась регулярность совещаний, предлагалось «разработать порядок постановки, рассмотрения и принятия решений по техническим вопросам», «оформить новую информационную доску» для показа хода работ, «организовать действенное соцсоревнование… довести число участвующих в индивидуальных формах соревнования до 85 процентов», заслушивать партбюро руководителей подразделений… Впечатляющее начало!

16 ноября 1975 года В.И. Бурков провел репетицию защиты технического проекта по МВК с участием Александра Горшкова, программистов Анатолия Плетминцева, Юрия Патрушева и Галины Бобрышевой; содокладчиками были Г.С. Смирнов, Ю.В. Пинигин и В.И. Мухин.

Я помню доклад В.И. Буркова о МВК У-1051 в московском НИИ-5 и свой содоклад, в котором не без гордости поведал об успехе в разработке модулей ферритовой памяти. И очень удивился, что этот акцент содоклада не понравился основному докладчику. Получалось, что у слушателей не должны появляться мысли о возможности достойного завершения работ. Проект приняли, но работу по МВК У-1051 решили прекратить.

В марте 1976 года я - в больнице: почечная колика, «гестаповская» боль. Железноводский курорт помог мне надолго избавиться от нее. О Северном Кавказе остались очень теплые воспоминания.

В МВК У-1051 типовые для ЕС ЭВМ уровни источников питания.

Главк МРП все-таки выделил деньги на завершение работ по МВК. Они продолжались.

Можно использовать серийные источники питания УБП. Альтернативный вариант может предложить В.К Елисеев, имеющий многолетний опыт разработки источников питания от П-1 и П-6 до П-19…П-26. Нет проблем с изготовлением шкафов, панелей. Есть налаженные модули ферритовой памяти У-3211. Надо бы изготавливать ТЭЗы.

В апреле 1976 года Щипановым составлена сводная таблица состояния работ по МВК. По центральному процессору У-2003 было разработано только 50 процентов структурных схем, 30 процентов функциональных и 30 процентов электрических схем 200 типов ТЭЗов, ожидаемый срок автономной наладки – третий квартал 1977 года. Не изготовлено ни одного ТЭЗа с МПП. Предстояло же изготовить для МВК до 1500 ТЭЗов. Жуткая, непоправимая картина! И никаких оргвыводов!

Следующая статья книги

Из книги «Ферритовая память ЭВМ “Урал”». Пенза, 2006 г.
Перепечатываются с разрешения автора.