Машина электронная вычислительная общего назначения “Эльбрус1-КБ”

1. Главный конструктор: М. В. Тяпкин; зам. главного конструктора — руководитель разработки общесистемного программного обеспечения: В. Ф. Тюрин; руководитель разработки оперативной памяти: М. Д. Великовский; руководитель разработки трансляторов для новых режимов: М. Г. Чайковский.
2. Организация-разработчик: Институт точной механики и вычислительной техники им. С. А. Лебедева АН СССР (ИТМ и ВТ), Московский завод САМ и НИВЦ МГУ.
3. Завод-изготовитель: Московский завод САМ.
4. Год окончания разработки: 1988.
5. Год начала серийного выпуска: 1988.
6. Год прекращения производства: 1992.
7. Число выпущенных машин: более 60.
8. Область применения: вычислительные центры, использующие большой объем программ для ЭВМ БЭСМ-6.

Описание машины.

“Эльбрус 1-КБ” разрабатывался на базе прогрессивной для того времени технологии МВК “Эльбрус-2” с целью замены широко распространенной, но технологически устаревшей ЭВМ БЭСМ-6.

В “Эльбрус 1-КБ” обеспечивалась полная программная совместимость с ЭВМ БЭСМ-6 на уровне пользовательских программ при сокращении времени решения задач в 5-6 раз.

Так как малая разрядность математического адреса (15 бит) и недостаточная разрядность чисел (48 бит) ЭВМ БЭСМ-6 затрудняла программирование новых задач, в “Эльбрус 1-КБ” было предусмотрено три режима:

1. режим полной программной совместимости с ЭВМ БЭСМ-6;
2. режим, сохраняющий систему команд и представление чисел ЭВМ БЭСМ-6, но увеличивающий разрядность адреса до 27 бит. Этот режим обеспечивает информационную совместимость с программами, написанными для БЭСМ-6, требуя минимальной доработки программ при увеличении объема виртуальной памяти до 80 Мб, что позволяет значительно повысить эффективность обработки информации.
3. режим программирования новых задач, развивающий систему команд ЭВМ БЭСМ-6. Разрядность адреса увеличена до 27 бит, разрядность чисел — до 64 бит, введены операции над целыми числами и литеральное задание констант, введены групповые операции и др.

Элементная база процессора “Эльбрус 1-КБ”

Микросхемы средней степени интеграции ЭСЛ — типа ИС-100 (аналог М-10000). Элементная база оперативной памяти процессора: микросхема 565РУ5Г.

Технические характеристики

Процессор “Эльбрус 1-КБ” был выполнен в виде двух шкафов размером 1120в470 в 1850 мм каждый и пульта управления.

В одном шкафу размещался собственно процессор, включая каналы связи с внешними устройствами; в другом — оперативная память процессора.

В качестве внешних устройств в “Эльбрус 1-КБ” использовались внешние устройства ЕС ЭВМ. Типовой комплект “Эльбруса 1-КБ” содержал:

• шкафы процессора и его пульт управления;
• устройство управления накопителями на магнитных дисках и четыре накопителя емкостью 200 Мб каждый;
• устройство управления накопителями на магнитных лентах и четыре накопителя;
• алфавитно-цифровое печатающее устройство;
• групповое устройство управления алфавитно-цифровыми дисплеями и восемь дисплеев.

В качестве пульта управления использовалась серийная персональная ЭВМ типа ЕС-1841, на экране дисплея которой можно было видеть содержимое большинства регистров процессора, содержимое ячеек оперативной памяти процессора и наблюдать за прохождением тестовых и пользовательских задач.

Конструкция и технология

Конструкция и технология “Эльбруса 1-КБ” базировалась на конструкции и технологии “Эльбруса-2”.

В шкафу процессора использовалась жидкостная кондуктивная система отвода тепла, а в шкафу оперативной памяти — замкнутая воздушно-жидкостная.

Шкаф процессора содержал шесть блоков, в каждый из которых устанавливалось до 40 ячеек (типовых элементов замены). Ячейки располагались в два ряда по 20 ячеек в ряду с шагом 16,25 мм.

На печатной плате блока (12 слоев) находились 40 разъемов (90 логических контактов), обеспечивавших соединения между ячейками данного блока.

Направляющие для установки ячеек в блок были выполнены в виде пластинчатых тепловых соединителей, внутри которых циркулировала охлаждающая жидкость (дистиллированная вода).

Ячейка также имела по боковым сторонам пластинчатые тепловые соединители, соединенные с теплоотводящими шинами. Корпуса микросхем приклеивались теплопроводящим клеем к шинам, а их выводы припаивались к контактным площадкам печатной платы ячейки.

В ячейке можно было установить до 120 микросхем (по 60 с каждой стороны печатной платы ячейки).

Со стороны печатной платы блока ячейка имела 90-контактный разъем, а с противоположной стороны — два 30-контактных разъема. Через ответные части этих разъемов и гибкие кабельные жгуты осуществлялось соединение между ячейками разных блоков и соединение с разъемами внешних связей, расположенными в нижней части шкафа процессора.

В состав шкафа процессора “Эльбрус 1-КБ” входило 200 ячеек 82 типов.

Шкаф оперативной памяти содержал 16 однотипных блоков. В каждом блоке размещались 8 ячеек памяти и 3 логические ячейки.

В ячейке памяти размещались 80 микросхем 565РУ5Г и микросхемы преобразования уровней ЭСЛ-ТТЛ. Эти ячейки охлаждались замкнутой воздушной системой вентиляции, для которой в шкафу оперативной памяти имелось два теплообменника воздух-вода.

Логические ячейки содержали схемы управления ячейками памяти и схемы размножения сигналов, поступающих из процессора. Конструктивно они не отличались от ячеек шкафа процессора.

В состав шкафа оперативной памяти “Эльбруса 1-КБ” входило 128 ячеек памяти и 48 логических ячеек четырех типов.

Программное обеспечение

Операционная система ДИСПАК, трансляторы с автокода и языков высокого уровня.

Основные технические характеристики “Эльбруса 1-КБ”

• Производительность — от 4 до 6 млн. операций с плавающей запятой в секунду.
• Оперативная память — 64 Мб
• Магнитные диски — 800 Мб (типовой вариант)
• Площадь — 80 кв. м
• Энергопотребление — 25 кВт
• Наработка на отказ — 2000-3000 ч

Особенности машины

Одной из особенностей “Эльбруса 1-КБ” являлась возможность объединения нескольких машин в единый многомашинный комплекс. Для этого в процессоре “Эльбруса 1-КБ” имелись два дуплексных полноразрядных (27 бит адреса, 64 бита данных) канала. Эти каналы позволяли соединить несколько процессоров “в кольцо” и обеспечивали каждому процессору прямой доступ в оперативную память остальных процессоров (не только соседних по кольцу, но и более удаленных).

Наличие в устройстве управления магнитными дисками четырех каналов связи с ЭВМ позволяло соединить каждое устройство управления магнитными дисками с четырьмя разными процессорами “Эльбрус 1-КБ”, что обеспечивало для этих процессоров единое поле внешней памяти на магнитных дисках.

Для облегчения согласования работы процессоров в многомашинном комплексе в процессоре “Эльбрус 1-КБ” имелись четыре комплекта однобитовых каналов межмашинных прерываний (в каждом комплекте — готовность принять запрос, запрос на прерывание и ответ на запрос).

В 1991 г. коллективу разработчиков ЭВМ “Эльбрус 1-КБ” была присуждена премия Совета Министров СССР. В числе награжденных сотрудники ИТМ и ВТ: М. В. Тяпкин, В. Ф. Тюрин, Н. Е. Балакирев, М. Д. Великовский, В. Б. Вовк, А. А. Гостева, С. А. Зельдинова, И. Н. Кузнецов, О. Н. Сердюкова, М. Г. Чайковский, Ю. С. Коротаев, В. Д. Сидоров-Бирюков, сотрудники завода САМ: В. И. Ковалев, Р. И. Рогалев и сотрудник НИВЦ МГУ  В. М. Репин.