Восхождение на «Эльбрус»

После БЭСМ-6 Лебедев занялся планомерной реализацией идеи сверхвысокопроизводительных вычислений. Первой ласточкой на этом пути стал многомашинный вычислительный комплекс АС-6, созданный в основном под руководством ученика и помощника Лебедева В. А. Мельникова. Законченный уже после кончины Лебедева, в 1975 году, АС-6 имел производительность в 1,5 млн операций с плавающей точкой в секунду. Именно АС-6 в комплекте с БЭСМ-6 и обеспечивал столь производительные вычисления в программе «Союз — Аполлон». Но для многих нужд, научных и военных, такой производительности было недостаточно.

С внучкой Лизой, 1968 год

Начавшееся еще в начале 1950-х сотрудничество ИТМ и ВТ с военными в области разработок средств ПРО, не прекращалось и в дальнейшем. После успешных испытаний «Системы А» начинаются форсированные работы по созданию системы ПРО А-35, предназначенной для защиты Москвы. Первый комплекс А-35 был развернут в 1966 году в Подмосковье и предназначен для защиты Москвы от ракет «Титан-2» и «Минитмен-2».

Специально для этой системы под руководством В. С. Бурцева в 1961 году была разработана ЭВМ под названием 5Э92Б, о которой упоминалось выше. Полупроводниковая 5Э92Б представляла собой двухпроцессорную систему с общим полем оперативной памяти и была рассчитана на создание многомашинных комплексов с общим полем внешних запоминающих устройств. Рассредоточенные вычислительные комплексы на базе двенадцати ЭВМ 5Э92Б были связаны высокоскоростной сетью общей протяженностью более 1000 км. При этом в каждый момент времени десять машин работали, а две машины находились в «горячем» резерве. В случае отказа одной из десяти работающих машин подключалась одна из резервных, на что уходило всего несколько миллисекунд. В журнале «Суперкомпьютеры» (лето 2011 года) автор статьи о Всеволоде Бурцеве [1.22] замечает относительно машины 5Э92Б: «Есть ряд свидетельств того, что в некоторых вычислительных центрах благодаря своей уникальной надежности эти машины используют до сих пор в качестве специализированных коммутаторов информационных потоков». По свидетельству самого Бурцева, «этими ЭВМ, кроме системы ПРО Москвы, был оснащен Центр контроля космического пространства, многие информационные и научные центры военного профиля» [1.23].

Большая семья Лебедевых в 1970 году

В конце шестидесятых было принято решение о создании мобильного ракетного комплекса С-300. Этот неоднократно модернизовавшийся и имевший много модификаций комплекс противосамолетной и противоракетной защиты до сих пор является одним их самых востребованных на международном рынке вооружений. Специально для него в ИТМ и ВТ была создана одна из лучших отечественных ЭВМ 5Э26, ставшая и самым массовым советским компьютером — разных ее модификаций (5Э261, 5Э262, 5Э265, 5Э266) было выпущено полторы тысячи. Вот что писал сам Бурцев об этой машине: «Для комплекса С-300 мы создали трехпроцессорную ЭВМ 5Э26. В ней аппаратным контролем охвачен каждый процессор, каждый модуль памяти. Все процессоры работают на единую память, и при сбое отключается один процессор, а не машина. Занимая объем около 2 м³, 5Э26 обладала производительностью на уровне БЭСМ-6 — около 1 млн оп. /с с фиксированной запятой» (цит. по [1.22]).

Именно старый знакомый, бывший главный конструктор опытной «Системы А» Г. В. Кисунько (в 1960-е годы — директор ОКБ «Вымпел») поставил задачу разработать для систем ПРО вычислительную систему с производительностью 100 млн операций в секунду. В 1969 году это было нереальной задачей — даже за рубежом лучшие машины имели производительность 3–5 млн операций с плавающей точкой в секунду (по-английски Mflops). Лишь в 1975 году публике была представлена Cray-1, показавшая на некоторых типах задач производительность даже выше 100 Mflops (хотя на других типах — даже совсем невысокую[22]), а в конце 1960-х ее еще и в проекте не существовало. Но Лебедев взялся за решение этой проблемы. Так родился проект, который Сергей Алексеевич назвал «Эльбрус» — по имени самого высокого на Кавказе пика, на который он когда-то совершил памятное восхождение.

Первый этап системы на ТТЛ-микросхемах средней степени интеграции под названием «Эльбрус-1» был сдан лишь в 1979 году. Он обеспечивал производительность на уровне, все еще далеком от поставленной цели — 15 млн операций в секунду[23]. В 1985 году, сохранив всю отработанную архитектуру, первый вариант перевели на скоростные ЭСЛ-микросхемы. «Эльбрус-2» показал производительность 125 млн операций в секунду, даже превысив первоначально поставленную задачу.

Борис Арташесович Бабаян, принимавший участие в разработке «Эльбруса», рассказывал автору этих строк (2003 год): «„Эльбрус-1“ — первый коммерческий суперскалярный процессор в мире, мы опередили американцев лет на 14. „Пентиум“ — первый на Западе процессор такой архитектуры, это начало 90-х, а первый российский суперскаляр — это 78-й год. Это потом мы обнаружили, что такие вещи, оказывается, были разработаны и до нас. Мы в Ватсоновском центре в Нью-Йорке выступали, в IBM, и профессор Хопкинс нам сказал: „Молодой человек, вы неправду говорите. Первый суперскаляр был сделан в IBM.“ Ну, я читал всю литературу по этому поводу и спрашиваю: „Были публикации?“ — „Нет. Это была закрытая машина.“ — „Был коммерческий продукт?“ — „Нет, никакого продукта не было.“ Так что все верно! Но на всякий случай я теперь аккуратно говорю: „Эльбрус-1“ — первая коммерческая суперскалярная машина».

Многопроцессорная система «Эльбрус» стала последним проектом, в котором Сергей Алексеевич принимал непосредственное участие.