Транзисторные машины СССР Разработка первых советских германиевых плоскостных транзисторов началась через год после General Electric – в 1953 году, в серийное производство КСВ-1 и КСВ-2 пошли в 1955 году (позже, как обычно, все было многократно переименовано, и они получили индексы П1). К их существенным недостаткам относилась низкая температурная стабильность, а также большой разброс параметров, это обуславливалось особенностями выпуска по-советски. Е. А. Катков и Г. С. Кромин в книге «Основы радиолокационной техники. Часть II» (Военное издательство МО СССР, 1959) описывали это так: «...электроды транзистора, дозируемые из проволоки вручную, графитовые кассеты, в которых производилась сборка и формирование pn-переходов, – эти операции требовали точности, …время процессов контролировалось секундомером. Всё это не способствовало высокому выходу годных кристаллов. Он и был поначалу от нуля до 2–3 %. Не способствовала высокому выходу и производственная обстановка. Вакуумная гигиена, к которой привыкла «Светлана», для производства полупроводниковых приборов была недостаточна. Это же относилось и к чистоте газов, воды, воздуха, атмосферы на рабочих местах… и к чистоте применяемых материалов, и к чистоте тары, и к чистоте полов и стен. Наши требования встречали непонимание. На каждом шагу руководители нового производства натыкались на искреннее возмущение служб завода: «Все вам даем, а вам все не то!» Не один месяц прошел, пока заводской коллектив усвоил и научился выполнять необычные, избыточные, как тогда казалось, требования новорожденного цеха». Я. А. Федотов, Ю. В. Шмарцев в книге «Транзисторы» (Советское Радио, 1960) пишут: Наш первый прибор вышел довольно нескладным, поскольку, работая среди вакуумщиков во Фрязино, мы мыслили себе конструкции как-то иначе. Наши первые НИРовские образцы тоже были сделаны на стеклянных ножках с вваренными выводами, и очень трудно было понять, как эту конструкцию герметизировать. Конструкторов у нас не было, как, впрочем, и никакого оборудования. Не удивительно, что первая конструкция приборов была очень примитивной, безо всякой сварки. Была только закатка, и делать их было очень трудно... Состояние заводов было ужасающим, вот что вспоминает Сусанна Мадоян: …возникло много полупроводниковых заводов, но каким-то странным образом: в Таллине полупроводниковое производство организовали на бывшей спичечной фабрике, в Брянске – на базе старой макаронной фабрики. В Риге под завод полупроводниковых приборов отвели здание физкультурного техникума. Так что, начальные работы везде были тяжелые, я помню, в первую командировку в Брянске я искала макаронный завод и попала на новую фабрику, там мне объяснили, что есть еще старая, и на ней я чуть ногу не сломала, оступившись в луже, причем на полу в коридоре, который вел в кабинет директора… Мы использовали в основном женский труд на всех сборочных участках, в Запорожье было много безработных женщин. Избавиться от недостатков ранних серий удалось только к П4, результатом чего стала их дивно долгая жизнь, последние из них выпускались до 80-х годов (серии П1–П3 были свернуты к 1960-му), а вся линейка германиевых сплавных транзисторов насчитывала разновидности вплоть до П42. Практически все отечественные статьи о разработке транзисторов завершаются дословно одинаковым хвалебным панегириком: В 1957 году советская промышленность выпустила 2,7 млн транзисторов. Начавшееся создание и развитие ракетной и космической техники, а затем и вычислительных машин, а также потребности приборостроения и других отраслей экономики полностью удовлетворялись транзисторами и другими электронными компонентами отечественного производства. К сожалению, реальность была куда печальнее. Сплавные кремниевые транзисторы получили индекс из трех цифр, первыми были опытные серии П101–П103А (1957), в силу куда более сложного техпроцесса даже в начале 60-х годов выход годных не превышал 20 %, что было, мягко говоря, плохо. С маркировкой в СССР по-прежнему была беда. Так, трехциферные коды получили не только кремниевые, но и германиевые транзисторы, в частности, чудовищный П207А/П208 размером почти с кулак, самый мощный германиевый транзистор в мире (больше таких монстров нигде родить не догадались). Только после стажировки отечественных специалистов в Кремниевой долине (1959–1960, об этом периоде мы еще поговорим ниже) началось активное воспроизведение американской кремниевой меза-диффузионной технологии. Первые транзисторы в космосе – советские Первой стала серия П501/П503 (1960), очень неудачная, с выходом годных – менее 2 %. Здесь мы не упомянули иные серии германиевых и кремниевых транзисторов, их было довольно много, но вышесказанное, в общем-то, справедливо и для них. По распространенному мифу, П401 появились уже в передатчике первого ИСЗ «Спутник-1», однако проведенное любителями космоса с Хабра исследование показало, что это не так. Официальный ответ от директора Департамента автоматических космических комплексов и систем Госкорпорации «Роскосмос» К. В. Борисова гласил: По имеющимся в нашем распоряжении рассекреченным архивным материалам, на первом советском искусственном спутнике Земли, запущенном 4 октября 1957 года, была установлена разработанная в АО РКС (ранее НИИ-885) бортовая радиостанция (прибор Д-200), состоящая из двух радиопередатчиков, работавших на частотах 20 и 40 МГц. Передатчики были выполнены на радиолампах. Других радиоприборов нашей разработки на первом спутнике не было. На втором спутнике, с собакой Лайкой на борту, были установлены такие же радиопередатчики, как и на первом спутнике. На третьем спутнике были установлены другие радиопередатчики нашей разработки (шифр «Маяк»), работающие на частоте 20 МГц. Радиопередатчики «Маяк», обеспечивающие выходную мощность 0,2 Вт, были выполнены на германиевых транзисторах серии П-403. Однако дальнейшее расследование показало, что радиоаппаратурой оборудование спутников не исчерпывалось, и германиевые триоды серии П4 были впервые применены в телеметрической системе «Трал»2 – разработки Спецсектора Отдела научно-исследовательских работ МЭИ (сейчас АО «ОКБ МЭИ») на втором спутнике 4 ноября 1957 года. Таким образом, первые транзисторы в космосе оказались советскими. Проведем небольшое исследование и мы – когда же в СССР стали применять транзисторы в вычислительной технике? В 1957–1958 годах кафедра автоматики и телемеханики ЛЭТИ первой в СССР начала исследование применения германиевых транзисторов серии П. Что это были за транзисторы, точно неизвестно. Работавший как раз с ними В. А. Торгашев (в будущем отец динамических архитектур ЭВМ, мы еще о нем поговорим, а в те годы – студент) вспоминает: Осенью 1957 года я, будучи студентом третьего курса ЛЭТИ, занимался на кафедре автоматики и телемеханики практической разработкой цифровых устройств на транзисторах П16. К этому времени транзисторы в СССР были не только общедоступны, но и дешевы (в пересчете на американские деньги менее доллара за штуку). Однако ему возражает конструктор ферритовой памяти для «Урала» Г. С. Смирнов: …в начале 1959 года появились отечественные германиевые транзисторы П16, пригодные для логических переключающих схем относительно невысокого быстродействия. На нашем предприятии базовые логические схемы импульсно-потенциального типа разработал Е. Шприц со своими коллегами. Мы решили использовать их в своем первом модуле ферритовой памяти, в электронике которого не было бы ламп. Вообще, память (а также на старости лет фанатичное увлечение Сталиным) сыграли с Торгашевым злую шутку, и он склонен немного идеализировать свои юные годы. В любом случае в 1957 году ни о каких вагонах П16 для студентов-электротехников и речи быть не могло. Самые ранние известные их прототипы относят к 1958 году, а экспериментировать с ними стали электронщики, как и писал конструктор «Урала», не ранее 1959 года. Из отечественных транзисторов именно П16 были, пожалуй, первыми, спроектированными для импульсных режимов, потому они и нашли широкое применение в ранних ЭВМ. Исследователь советской электроники А. И. Погорилый пишет про них: Чрезвычайно популярные транзисторы для работы в импульсных и переключательных схемах. [В дальнейшем] выпускались в холодносварных корпусах как МП16–МП16Б для спецприменений, аналогичные для шиpпотpеба – МП42–МП42Б… Собственно, транзисторы П16 и отличались от П13–П15 только тем, что за счет технологических мер импульсная утечка была минимизирована. Но не сведена к нулю – не зря типичная нагрузка П16 это 2 килоома при напряжении питания 12 вольт, в этом случае 1 миллиампер импульсной утечки не сильно влияет. Собственно, до П16 использование транзисторов в ЭВМ было малореально, не обеспечивалась надежность при работе в режиме переключения. В 1960-е годы выход годных транзисторов этого типа составлял 42,5 %, что было довольно высоким показателем. Интересно, что транзисторы П16 массово применялись в военных машинах чуть ли не до 70-х годов. При этом, как и всегда в СССР, мы шли практически один в один с американцами (и опережая почти все прочие страны) в теоретических разработках, но безнадежно увязли в серийном воплощении светлых идей. Работа над созданием первого в мире компьютера с транзисторным АЛУ началась в 1952 году в альма-матер всей британской школы вычислительной техники – Манчестерском университете, при поддержке фирмы Metropolitan-Vickers. Британский аналог Лебедева, знаменитый Том Килбурн (Tom Kilburn) и его команда, Ричард Гримсдейл (Richard Lawrence Grimsdale) и Д. К. Уэбб (D. C. Webb), используя транзисторы (92 штуки) и 550 диодов, смогли уже через год запустить Manchester Transistor Computer. Проблемы с надежностью проклятых точечных приборов привели к тому, что среднее время работы составляло около 1,5 часа. В итоге Metropolitan-Vickers использовала вторую версию MTC (уже на биполярных транзисторах) как прототип для своего Metrovick 950. Было построено шесть компьютеров, первый из которых был завершен в 1956 году, они успешно использовались в различных отделах компании и проработали около пяти лет. Третьим (и первым полностью транзисторным от и до, в предыдущих еще использовались лампы в тактовом генераторе) стал британский Harwell CADET, построенный Исследовательским институтом атомной энергии в Харуэлле на точечных 324 транзисторах британской компании Standard Telephones and Cables. Он был завершен в 1956 году и работал еще около 4-х лет, иногда по 80 часов непрерывно. На Harwell CADET кончилась эпоха прототипов, выпускаемых по одному в год. Начиная с 1956 года транзисторные компьютеры вырастают как грибы после дождя по всему миру. Естественно, был налажен выпуск и куда более крупных серий – IBM 608 Transistor Calculator (1957, США), первый транзисторный серийный мэйнфрейм Philco Transac S-2000 (1958, США, на собственных транзисторах Philco), RCA 501 (1958, США), NCR 304 (1958, США). Наконец, в 1959 году выпускается знаменитый IBM 1401 – родоначальник Series 1400, которых за 4 года было выпущено более десяти тысяч. Вдумайтесь в эту цифру – более десяти тысяч, не считая компьютеров всех других американских компаний. Это больше, чем выпускал СССР десять лет спустя и больше, чем все выпущенные советские машины с 1950 по 19