ЭВМ “Урал-11М” с микросхемным процессором

В 1968 г. в ПНИИММ завершалась разработка совместимого с ЭВМ “Урал” модуля ферритовой памяти У-465 с перспективной в отношении последующего микроэлектронного построения схемотехникой. Емкость 16384в52 бит, t_ц=2,8 мкс (Г. С. Смирнов, гл. конструктор, К. Е. Юренков, Н. В. Морозов, Т. В. Грачева, Г. И. Нефедов, В. И. Степушкин и др.). Интерфейс модуля с двумя группами шин позволял простым способом обеспечивать построение общего поля оперативной памяти из 1-8 модулей. Другой отличительной особенностью модуля была его повышенная толерантность к некоторым отказам: при формировании координатного импульса тока суммировалась выходная мощность 128 из 256 возбудителей, поэтому неисправность даже нескольких возбудителей не нарушало работу модуля. Наша схемотехника модуля получила высокую оценку, в частности, профессора ЛЭТИ  Е. П. Балашова, известного разработчика ферритовой памяти повышенной надежности. Для производства модуля создавались:

• устройство проверки модулей и ячеек У-608 (В. К. Петров, А. А. Датриев, К. Е Юренков и др.);
• устройство контроля накопителей У-727 (Ю. Ф. Филатов, А. Б. Кузнецов, Г. А. Литвинова, А. Ф. Кожевникова и др.);
• стенд для проверки матриц У-717 (Ю. Ф. Филатов, Г. И. Нефедов и др.);
• аппаратура автоматического контроля запоминающих ферритовых сердечников — серийный У-705 (В. Г. Желнов).

Л. Н. Богословский со своими коллегами Ю. А. Якуниным, В. М. Пырковым и др. разрабатывал 24-разрядный процессор (У-329) на монолитных микросхемах, выполнявшийся как и процессор У-328А в виде письменного стола. Прототипом процессора послужил известный процессор У-328, обрабатывавший числа с фиксированной запятой. В процессоре находились и схемы согласования с уровнями напряжения логических схем “Урала-10” и схемы сопряжения с набором устройств ряда машин “Урал”. Вместе с Рамеевым Богословским и мною принимается решение о составе новой машины “Урал-11М”. В комплект машины были включены:

• модуль быстрой ферритовой памяти У-465;
• устройства У-215 для считывания с перфокарт;
• устройство У-371 для комплексирования машин и образования общего поля внешней памяти;
• устройство У-417 для сопряжения с 1-8 МБ-11;
• устройство У-420 для сопряжения с памятью на магнитной ленте (У-445);
• другие из набора “уральских” устройств на модулях “Урал-10”.

Скорость счета — свыше 100000 оп/с, а с сопроцессором У-345 машина могла обрабатывать 48-разрядные числа как с фиксированной, так и с плавающей запятой. Нельзя не заметить, что “Урал-11М” в такой комплектности мог использоваться там, где более громоздкий и дорогой “Урал-16” был менее предпочтительным, в частности, в многомашинных комплексах.

Так начал воплощаться предусмотренный “уральским” аван-проектом (1963 г) переход к микроэлектронной элементной базе. Тогда же в ПНИИММ велись работы и по модулю ферритовой памяти с микросхемными элементами (У-460, 4096 24-разрядных слов, t_ц=2,3 мкс).

В апреле 1969 г. утверждаются технические требования на модели ЕС-1020 (20000 оп/с), ЕС-1030 (100000 оп/с), ЕС-1050 (500000 оп/с) и ЕС-1060 (2 млн. оп/с). При приемке технического проекта “РЯД” в августе этого года Б. И. Рамеев, поддержанный М. К. Сулимом, поставил вопрос об использовании в качестве прототипа ЕС ЭВМ более доступной нам английской ЭВМ System-4. В отличие от варианта прототипа из фирмы IBM в таком случае можно было закупить необходимое количество машин для использования в качестве инструментальных средств при апробации обширного фирменного программного обеспечения и при разработке нового, собственного. Появлялась возможность совместной, ускоренной разработки мощных машин ряда.

В сентябре 1969 года академик А. А. Дородницын заявил, что “по содержательной части математического обеспечения мы стоим на уровне примерно 1960 г. по сравнению с США”. В декабре 1969 г. в МРП принимается окончательное решение об использовании System/360 в качестве прототипа ЕС ЭВМ; М. К. Сулим и Б. И. Рамеев уходят в отставку.

В 1970 году в Пензе успешно проводятся лабораторные испытания машины “Урал-11М” с микроэлектронным процессором. Вместе с устройствами У-685 и У-686 апробируется работа машины с каналами связи в режиме передачи банковской информации.

Ознакомленные Л. Н. Богословским и В. К. Елисеевым с возможностями нашей машины руководители НИИ 29 МО СССР признали, что эта машина даже в упрощенной комплекте, но с сопроцессором У-345, может быть использована в их разрабатывавшемся комплексе “АНАЛИТ”. Такой комплекс предназначался для определения рельефа местности по космическим фотоснимкам. Привлекательным для “уральцев” было то, что предполагалось изготовление партии комплексов и что заказчик соглашался финансировать более полное использование микросхем в новом варианте машине (ОКР “ГАЛЕТА”) при условии создания специального устройства сопряжения с объектом (УСО); реализацию УСО взял на себя В. К. Елисеев. Мы получили легальную основу для проектирования модели вычислительной машины с широким использованием микросхем не только в логических узлах, блоках и устройствах, но и в оперативной памяти, которая все еще выполнялась везде с использованием очень большим количеством дискретных транзисторов, диодов и других ЭРЭ. У нас же был выработан новый подход к широкому использованию микросхемных элементов в электронном обрамлении, включая мощные схемы формирования импульсов тока выборки запоминающих сердечников. Начало ОКР было воспринято в большим воодушевлением.

В том же году появилась выполненная с использованием логических микросхем ереванская машина “Наири-3” с МОЗУ емкостью 4К слов, с временем цикла 8 мкс. С использованием лишь восьми типов микросхем ТТЛ “Логика-2” в Ереванском НИИММ вели разработку ЕС-1030 (окончена в 1973 г.), а в Минске — ЕС-1020 (1971 г.), на схемах ЭСЛ в НИЦЭВТе — ЕС-1050 (1973 г.). Из-за нехватки специалистов и по другим причинам разработка ЕС-1060 была завершена у них лишь в 1977 г. В НИЦЭВТе началась разработка модулей ферритовой памяти ЕС-3203 и ЕС-3205 емкостью 256 Кбайт в двух шкафах каждая. В каждом модуле использовалось до 2000 микросхем, до 5000 транзисторов, до 15000 диодов, до 7000 импульсных трансформаторов, до 12000 резисторов и до 3500 конденсаторов. Расчетная надежность — до 200 часов между отказами. Главным достижением разработчиков было время цикла, около 1500 нс. Руководили работами В. Н. Осокин и А. С. Федоров. Эти модули предназначались для машин ЕС-1030 и ЕС-1050. Минчане проектировали свой модуль памяти для ЕС-1020 меньшей емкости, менее быстрый, более компактный и работали самостоятельно.

Ниша в работах по ЕС ЭВМ для “уральских” разработчиков ЭВМ не нашлась, но нашлась для ереванского НИИММ и многих коллективов стран СЭВ. По сведениям М. Е. Раковского в проекте “РЯД” приняли участие 20000 ученых и конструкторов и 300000 рабочих на 70 заводах.

Из книги Г. С. Смирнова “Семейство ЭВМ «Урал». Страницы истории разработок.” Пенза, 2005 г.
Перепечатывается с разрешения автора.