Компьютеры и большая политика. Золотое десятилетие советских суперкомпьютеров

Компьютеры и большая политика

26 мая 1972 года, во время исторического визита в Москву президента США Ричарда Никсона, был подписан договор об ограничении систем Противоракетной Обороны (ПРО), который послужил отправной точкой для заключения между СССР и США целого ряда соглашений об Ограничении Стратегических Вооружений (договоры по ОСВ).

Каждая из сторон отказывалась от создания, испытания и развертывания систем или компонентов ПРО морского, воздушного, космического или мобильно-наземного базирования для борьбы со стратегическими баллистическими ракетами и также от создания систем ПРО, охватывающих всю территорию страны.

Стороны обязались иметь не более двух систем ПРО (вокруг столицы и в районе сосредоточения пусковых установок межконтинентальных баллистических ракет), где в радиусе 150 километров могло быть развернуто не более 100 пусковых неподвижных противоракетных установок. В дальнейшем число систем ПРО было сокращено до одной для каждой из сторон.

Может показаться странным, что именно договор по ПРО – сугубо оборонительным системам, был подписан и вступил в силу раньше, чем соглашения об ограничении вооружений наступательных. Но в этом была своя четкая логика. Дело в том, что развитие систем ПРО и, в частности, создание систем глобальной противоракетной обороны, подрывало основы доктрины взаимного гарантированного уничтожения, на которой основывалась вся идеология взаимного сдерживания СССР и США. Действительно, даже чисто теоретическая возможность эффективной защиты от ядерного удара потенциального противника, многократно увеличивала возможность возникновения ядерного конфликта. Немаловажным был и экономический фактор – совершенствование систем ПРО и развертывание их в масштабах страны требовало гигантских финансовых затрат и, кроме того, провоцировало развитие наступательных вооружений, способных эффективно преодолевать оборону противника. Таким образом, подписываемый договор служил действенным способом замедления гонки вооружений.

Необходимо отметить, что в 70-е годы СССР и США уже имели системы ПРО. Так, советская системы «А-35», развернутая вокруг Москвы, была поставлена на боевое дежурство в 1971 году и полностью введена в эксплуатацию в 1974-м, а американская система SAFEGUARD, развернутая на военной базе «Гранд Форкс» в Северной Дакоте, – в 1975 году. Таким образом, система «А-35» стала первой системой ПРО, поставленной на боевое дежурство, хотя, справедливости ради надо сказать, что по своим техническим характеристикам она уступала американскому аналогу. А почему? А потому, что она начинала разрабатываться на старой элементной базе компьютерных комплектующих, которые, во многом и определяли эффективность ее работы. Проблемы разработки и производства российских микросхем мы обсудим в последующих статьях. Здесь же обратим внимание только на следующее.

Сразу после подписания договора в СССР были развернуты работы по проектированию и созданию новой системы ПРО, так называемой «А-135». Что и послужило развитию компьютерной индустрии СССР, о чем мы поговорим ниже. Американцы же, наоборот, законсервировали свою систему ПРО и не возвращались к идее ее модернизации и развития на протяжении много лет. Это было связано с тем, что буквально через год после подписания договора по ПРО на вооружение американского подводного флота поступили новые ракеты «Трайдент» и «Посейдон», способные нести ядерные боеголовки и поражать цели в радиусе от трех до пяти тысяч километров. Таким образом, по всей территории СССР мог быть нанесен ядерный удар из практически любой точки мирового океана.

Компьютеры и стратегические системы оборонного комплекса страны

Но вернемся немного назад. В 60-е годы в СССР и США разрабатывались и другие компоненты стратегического оборонного комплекса – системы Противовоздушной Обороны (ПВО), Системы Предупреждения о Ракетном Нападении (СПРН), Системы Контроля Космического Пространства  (СККП). Но все радиолокационные станции, ракетные комплексы, командные пункты были бы бесполезными грудами железа и бетона без высокопроизводительных вычислительных комплексов. Их появление в 60-х годах и дальнейшее стремительное развитие позволило реализовать системы стратегической обороны и, в конечном итоге, перейти от политики жесткой конфронтации между социалистическим лагерем и Западом к политике разрядки. И жизнь сложилась так, что решающую роль в создании советских высокопроизводительных ЭВМ военного назначения сыграли выпускники МЭИ – академик Всеволод Сергеевич Бурцев, член-корреспондент АН СССР Николай Яковлевич Матюхин, профессор Михаил Александрович Карцев, о которых мы писали в предыдущих статьях – здесь и здесь.

Наряду с разработкой системы ПРО, в СССР велись работы по созданию средств обнаружения самого факта запуска ракет потенциального противника. Впоследствии они получили название СПРН (Система Предупреждения о Ракетном Нападении) и СККП (Система Контроля Космического Пространства). Разработкой ЭВМ для этих систем руководил  Михаил Александрович Карцев, о котором мы уже рассказывали в предыдущих материалах.

Параллельно с работами по развертыванию первой очереди системы предупреждения о ракетном нападении в 1968 году была поставлена задача создания системы сплошного непрерывного поля надгоризонтного обнаружения космических целей. Для этого нужна была новая ЭВМ с производительностью не менее пяти миллионов операций в секунду. Эта работа была успешно выполнена коллективом под руководством М.А. Карцева. Была создана многопроцессорная ЭВМ М-10 с универсальной архитектурой, основанная на системе параллельного выполнения различных машинных операций.

Это была по-настоящему революционная идея. Достаточно сказать, что даже такой признанный авторитет, как академик С.А. Лебедев, отнесся к ней весьма настороженно, хотя впоследствии реализовал ее в своих супер-ЭВМ серии «Эльбрус». В 1975 году группа разработчиков М-10 была удостоена Государственной премии СССР, а М.А. Карцев награжден орденом Ленина. По оценкам Института Прикладной Математики АН СССР, в то время быстродействие М-10 на решении сложнейших задач математического моделирования превосходило быстродействие ЭВМ БЭСМ-6 в 3,6-4,6 раза, ЭВМ «Эльбрус-1» – в 2,4 раза. Достаточно сказать, что впервые в мире на этой машине (точнее, ее модификации М-10М) были получены данные по явлению коллапса в плазме, чего не удалось сделать на СДС-7600 в США.

К сожалению, ни М-10, ни последующая разработка коллектива Карцева – ЭВМ М-13 не нашли гражданского применения. Это произошло из-за маниакальной боязни советского руководства о нарушении норм секретности. Тут возникает естественный вопрос: а как же БЭСМ-6, о которой мы писали ранее? Она же была прямым аналогом машин, создававшимся по заказам Министерства обороны.

Однозначного ответа на этот вопрос не знает никто. Но, по слухам, дело обстояло так.

Инициатором разработки системы ПРО был председатель Военно-промышленной комиссии СССР Д.Ф. Устинов. Разработчиком ЭВМ для обслуживания этой системы был назначен коллектив А.С. Лебедева. Лебедев с самого начала участвовал в обсуждении проекта. После этого, по слухам, у него сложились дружеские отношения с Дмитрием Федоровичем Устиновым, впоследствии – Министром оборона СССР и членом Политбюро ЦК КПСС. Это и позволило Лебедеву конвертировать разработки военной техники в «гражданские машины» (серия БЭСМ), выпуская по сути одни и те же ЭВМ, только под разными названиями. После смерти Лебедева эти отношения стало поддерживать некому. Наверно, поэтому, супер-ЭВМ серии «Эльбрус» так и не были конвертируемы в машины гражданского применения.

Но отвлечемся непосредственно от ЭВМ и вернемся к системам стратегической обороны (СПРН и СККП), о которых мы упоминали выше. Что такое «надгоризонтное обнаружение космических целей»? Это система Радиолокационных Станций (РЛС), способных обнаруживать и передавать данные о траекториях целей системам их уничтожения – в данном случае ракетам ПРО. Но эффективность этой операции напрямую зависела от времени, проходившего от момента обнаружения цели и ее траектории, до передачи этой информации в системы ПРО. То есть, чем раньше обнаружишь, тем проще будет.

Поэтому в СССР стали создаваться так называемые «загоризонтальные» РЛС. Принцип их работы состоял в том, что они посылали сигнал как бы просто в небо. Но они работали в особом диапазоне частот электромагнитных волн, который позволял посланному сигналу отражаться от ионосферы и попадать на территорию потенциального противника. А в случае запуска ракет он таким же образом возвращался назад.

Построенные загоризонтальные РЛС были поистине циклопическими сооружениями. Приемная антенна каждой такой станции была размером с футбольное поле. Но не лежала на земле, а под определенным углом наклона «смотрела в небо», контролируя предназначенную ей зону пространства.

В дальнейшем система созданных РЛС дополнилась группировкой спутников, работающих на так называемых «геостационарных» орбитах. Последнее значит, что они летали над Землей синхронно с ее вращением. То есть, все время находились над одной и той же территорией (потенциального противника) и могли передавать информацию о всех запусках ракет с его территории.

Кстати сказать, сегодня у США действует аналогичная система. Но, контролирующая запуски ракет по всему миру.

В конце 1977 года стало окончательно ясно, что идея многопроцессорных ЭВМ стала реальностью. На повестке дня стала задача разработки ЭВМ четвертого поколения, то есть машин, элементную базу которых составляли большие интегральные схемы. Так начался проект ЭВМ М-13, последний проект в жизни Михаила Александровича Карцева. В зависимости от конфигурации (базовой модели) производительность центрального процессора достигала 12, 24 и 48 миллионов операций в секунду. Специализированный процессор предназначался для обработки больших массивов малоразрядной информации. Его производительность в максимальной комплектации достигала 2,4 миллиарда операций в секунду.

Разработка М-13 шла очень успешно, и к 1980 году вся конструкторская документация на машину была готова. Но запуск опытного образца по разным причинам откладывался. Эта ситуация очень тревожила Михаила Александровича. Ему постоянно приходилось что-то доказывать вышестоящим чиновникам, добиваясь передачи производства М-13 на Загорский электромеханический завод, где выпускались все его предыдущие машины. Принципиальное согласие министерства радиопромышленности было получено только весной 1983 года. Но сердце Михаила Александровича, уже перенесшего обширный инфаркт в 1971 году, не выдержало, и 23 апреля 1983-го он скончался. Научно Исследовательский Институт Вычислительных Комплексов, первым директором которого был Михаил Александрович, носит ныне его имя.

Работы по подготовке М-13 к серийному производству возглавил еще один выпускник МЭИ, заместитель М.А. Карцева Юрий Васильевич Рогачев. Юрий Васильевич родился в 1925 году, с 1943 по 1950 гг. служил в Советской армии, участвовал в войне против Японии. После демобилизации он поступил на работу в лабораторию И.С. Брука на должность электромеханика. Принимал участие разработке М-1. Проведенные им экспериментальные исследования позволили М-1 стать первой в мире ЭВМ, в которой логические схемы строились на полупроводниковых элементах. В 1958 году, после окончания радиотехнического факультета МЭИ, Юрий Васильевич вернулся к Бруку уже в качестве инженера, а с 1960 года стал работать в лаборатории М.А. Карцева. С этого момента началось многолетнее сотрудничество двух ученых. Ю.В. Рогачев был заместителем М.А. Карцева на всех его последующих проектах. Именно он, после смерти М.А. Карцева в 1983 году, возглавил Научно-исследовательский институт вычислительных комплексов (НИИВК).

Ну, и, наконец, о системе глобальной ПВО страны и тех людях, которые создавали ЭВМ для ее работы.

Руководителем группы разработчиков первой ЭВМ серии М (про развитие этих машин и их влияние на стратегическую безопасность СССР, мы писали выше) являлся Николай Яковлевич Матюхин. Николай Яковлевич родился в 1927 году в Ленинграде, а в 1932-м вместе с семьей переехал в Москву. Счастливое детство разрушили сталинские репрессии. Отец Николая, Яков Васильевич Матюхин, был арестован в 1937-м, а его семья выслана из Москвы. В 1944 году Николай Матюхин поступил в Московский Энергетический Институт на факультет радиотехники, который с отличием окончил в 1950-м. Николай Яковлевич хотел поступать в аспирантуру, но кадровая комиссия не дала ему рекомендацию. Тогда Н.Я. Матюхин, по приглашению И.С. Брука, начал работать в Энергетическом институте АН СССР. Там он возглавил создание вычислительных машин М-1, М-3, на базе которых в дальнейшем было создано семейство массовых ЭВМ «Минск».

В 1957 году Н.Я. Матюхин перешел в Научно-исследовательский институт автоматической аппаратуры Минрадиопрома, в котором возглавил работы по созданию специализированных ЭВМ для системы Противовоздушной Обороны страны (ПВО) – аналога американской системы СЭЙДЖ. Разработанная под руководством Н.Я. Матюхина, специализированная ЭВМ «Тетива» и машинные комплексы на ее основе, прослужили в системе ПВО более 30 лет. Одновременно с работой над «Тетивой» начались макетные работы над мобильными ЭВМ системы ПРО 5Э63 и 5Э63.1. В 1967 году, после успешных испытаний в Капустином Яре машины были запущены в серийное производство. С тех пор было произведено несколько сотен таких ЭВМ.

В 1969 году начались разработки автоматической системы управления комплексами ПВО «глобального» масштаба — от берегов Балтийского моря до тихоокеанского побережья. Главным в ней было обеспечение возможности постоянной круглосуточной и круглогодичной работы в автоматическом режиме. Созданный для этого под руководством Н.Я. Матюхина вычислительный комплекс выпускался с 1972 по 1992 год. За это время на вооружение поступило 32 такие машины.

Будучи главным конструктором ряда крупных проектов по созданию ЭВМ, Н.Я. Матюхин одним из первых осознал острую необходимость в автоматизации проектирования средств вычислительной техники. Под руководством и при непосредственном участии Н.Я. Матюхина в 1968 году была издана первая отечественная монография «Применение ЦВМ для проектирования цифровых устройств».

Заключение

Мы перечисли здесь и в предыдущих публикациях основные достижения советской компьютерной техники, и попытались рассказать о людях, которые все это делали. Как и в каких условиях. И можно ли извлечь из этой истории какие-то полезные уроки для сегодняшнего дня. В последней публикации из этой серии, мы попробуем рассказать о том, чем это все закончилось. По каким причинам советская компьютерная индустрия пришла к своему закату, и что надо делать, чтобы такие истории впредь не повторялись.