«Матриця» на лампах та транзисторах. Науково-популярний журнал для юнацтва «Країна знань» №5, 2023

Жартівники, котрі недолюблюють тих, хто надмірно захоплюється комп'ютерною технікою, вигадали такий прикол: «Що спільного між шаманом і програмістом? І той, і інший бурмотять незрозумілі слова, роблять незрозумілі дії і обидва не можуть пояснити, як це все працює».

У цьому дотепі є частка істини: не скажу про шаманів, а багато програмістів мають швидше практичні навички (тобто, яку кнопку натиснути, яку робочу програму використовувати), але не розуміння всіх тонкощів роботи використовуваної ними апаратури. А щодо історії розвитку електроніки – тут картина ще сумніша. Ми більше знаємо про перспективні шляхи розвитку комп'ютерної техніки (в основному, завдяки фільмам на кшталт «Матриці»), про машини майбутнього, ніж про ті, на базі яких створено наші «персоналки». Але, з чуток, навіть Дункан Маклауд любив говорити, що той, хто забуває своє минуле, приречений пережити його наново. То що ж у нас у минулому?

Навіть думка, що в Україні була своя електронна промисловість, зараз викликає хіба що скептичну посмішку. Комп'ютери? Та тут хіба що мікрокалькулятори штампували, та й те – найбільш великогабаритні у світі. Але так було не завжди. За часів (не таких вже й далеких), коли вся ця віртуальна свистопляска тільки починалася, технічний потенціал вже приголомшував усіх більш-менш далекоглядних діячів.

Перша на континенті ЕОМ
Перша на континенті ЕОМ із програмою,
яка зберігалася в пам'яті. 1951 рік

Перші ЕОМ тільки починали тоді перетворюватися на щось, що віддалено нагадує сучасні комп'ютери. Допотопні машини, що працювали на лампах, були великі, і з сучасного погляду тупі як пробки. Поява транзисторів вселила у всіх надію на швидку появу більш кмітливого штучного інтелекту. Тоді «транзисторні прилади» звучало майже як «нанотехнології» сьогодні. Але і транзистори виявилися надто громіздкими, необхідно було зробити їх ще мініатюрнішими. Так виникла «мікро-», так, тоді ще не «нано-», а лише мікроелектроніка, першим значним досягненням якої стали інтегральні схеми.

І ось наприкінці 60-х у Києві в найкоротші терміни – ось де виявлялися властивості адміністративно-командної системи: скажуть «Треба!», дадуть відповідь «Є!» – створюється досить крутий центр мікроелектроніки «Кристал», філії якого були розташовані в багатьох містах України. За справу взялися з розмахом, грошей на облаштування та фінансування проекту не шкодували. Через десять років у «Кристалі» працювало вже понад 30 тисяч людей. Це об'єднання розробляло і випускало інтегральні схеми, звичайні (їх позначають абревіатурою ІС) і великі (BIC і HBIC), які інтегрували – тобто об'єднували в систему – функції сотень, тисяч і мільйонів звичайних транзисторів.

В.М. Глушков за пультом ЕОМ
Віктор Михайлович Глушков
за пультом ЕОМ «Промінь», 1963 р.

«Кристал» запустив в обіг безліч типів калькуляторів, ЕОМ великих і малих, мікроконтролерів та ще чимало всякої мікро-всячини, яку використовували для створення цифрової радіоелектронної апаратури літаків, ракет, кораблів – як мирних, так і військових, а заразом для різної побутової техніки, не тільки калькуляторів, а й радіоприймачів, магнітофонів тощо.

До початку 80-х це добро якщо і поступалося деяким зарубіжним аналогам, то дуже мало. Де-не-де навіть намічалися прориви. У 1974 році, наприклад, «Кристал» освоїв складний технологічний ланцюжок виготовлення BIC (великих інтегральних схем): вперше в Європі було організовано безперервний цикл робіт від проектування (знов-таки з використанням електроніки) до виготовлення готових до вживання мікросхем у необхідній кількості.

На жаль, наприкінці 80-х у якогось діяча виникла абсолютно «геніальна ідея»: навіщо, питається, вкладати гроші в розробку своїх мікросхем, якщо набагато простіше вкрасти останній зразок технічного генія в будь-кого, розібратися, як він (зразок) працює, і запустити у виробництво.

Налагодження першого зразку комп’ютера «Днепр»
Налагодження першого зразку ЕОМ «ДнІпрО».
Обчислювальний центр
(З 1962 р. Інститут кібернетики)
Академії наук УРСР. 1960 р.

Радянська військова розвідка працювала дуже добре, тож не існувало технічної новації, яку, незважаючи на всі хитрощі служб безпеки, їй не вдалося б роздобути. Не вірте голлівудським історіям про супергероїв, які повертають, ціною пролиття цілих океанів крові, викрадені секрети: жодна новинка в нашому світі довго не залишається на озброєнні тільки країни-розробника. Однак, хоча вітчизняні Джеймси Бонди діяли досить оперативно, пишатися загалом у цей період було нічим.

Адже копіюючи чужі здобутки, мимоволі прирікаєш себе на відставання. Про випередження на трасі перегонів новітніх технологій доводиться забути. І взагалі, шлях технічного шпигунства – тупиковий. «Кристал» досить хвацько розкручував технологічні особливості зарубіжних інтегральних схем (головним «постачальником» новинок для Союзу були Штати), вітчизняна продукція ні в чому не поступалася іноземним прототипам. Однак, коли дійшло до впровадження складніших зразків – нових BIC та HBIC, справа зупинилася.

Довелося Міністерству електронної промисловості СРСР одуматися і усвідомити, що кожна країна повинна мати свою розвинену промисловість, складовою якої буде щонайменше розвинена електроніка. Було розроблено план створення в Україні кількох потужних заводів, які б впоралися з виробництвом великих і гіпервеликих інтегральних схем і впевнено конкурували б із закордонними виробниками.

«Дніпро-2» у музеї
Перша у Радянському Союзі напівпровідникова
ЕОМ широкого призначення «Дніпро-2»,
що серійно випускалася з 1961 по 1971 роки.

Якби цей план був реалізований, Україна стала б одним із серйозних світових виробників недорогої електроніки, можливо, обскакала б Тайвань і Корею. У всякому разі, нам не довелося б купувати у перекупників утридорога застарілі західні персоналки. На жаль, тут гримнула Перебудова. і про розвиток власної мікроелектронної промисловості довелося забути. Грошей не вистачало на розробку технічних новинок, не говорячи вже про будівництво потужних заводів, та й кращі професіонали здебільшого перебралися в ті ж Штати.

Таким чином, електронна промисловість України, якої, на думку великої частини підростаючого покоління, начебто взагалі не існувало, має свою історію і була випхнута з міжнародного ринку не через свою фатальну неконкурентоспроможність, а виключно через політичні шторми. В епоху лампових і транзисторних ЕОМ наші розробники йшли, як то кажуть, «ніздря в ніздрю» із західними. У сімдесятих роках наша апаратура була на рівні – вона часом виявлялася більш громіздкою, але незмінно вигравала в надійності. Та й неполадки усувалися зазвичай легше.

ЕОМ для інженерних розрахунків МИР-2
ЕОМ для інженерних розрахунків МИР-2

До того ж варто згадати, що в Україні вироблялися матеріали для мікроелектронної промисловості. Схеми – це кремній. Для них необхідні також спеціально оброблені рідкісні метали та сполуки, наприклад, германій. Запорізький «Титан» та світловодський завод чистих металів разом з іншими аналогічними підприємствами виробляли досить високоякісну продукцію, щоб постачати всьому Союзу і навіть, страшно подумати, – експортувати частину товару за кордон.

Та й розробки «Кристалу», Інституту напівпровідників, Інституту кібернетики, Київського університету імені Шевченка та політехнічного інституту були не лише кальками західних досягнень. Власне кажучи, їхній рівень став помітно нижчим за благополучне зарубіжжя лише в 90-х роках. Що робити? Якими б не були досвідченими та талановитими вчені, вручну, без необхідної апаратури інтегральну схему не зробиш. Це важче, ніж блоху підкувати. Вже наприкінці 50-х транзистор став значно менший за блоху, а в новітніх схемах елементи складаються з окремих молекул.

Але, хоча нова мікроелектроніка потребувала принципово нових технічних рішень (спочатку під час переходу з ламп на транзистори, потім інтегральні мікросхеми, тепер нанотехнології), принципи роботи сучасних комп'ютерів мало чим відрізняються від найперших ЕОМ.

Так, сучасні машини думають швидше, мають величезний обсяг пам'яті, але поки принципового прориву в інформатиці не передбачається. Хіба що вдасться поєднати роботу друкованих схем та живих клітин – у науковій фантастиці це робиться запросто, але насправді фахівці поки не зовсім уявляють, з якого боку підійти до вирішення цієї проблеми.

Глосарій:

ІС
– інтегральна мікросхема – мініатюрний електронний пристрій, окремі елементи якого неподільно пов'язані (об'єднані, іншими словами – інтегровані) конструктивно, технологічно та електрично.
BIC
– велика інтегральна мікросхема, те саме, що й інтегральна мікросхема, але така, що складається з великої кількості елементів.
HBIC
– гіпервелика інтегральна схема, те ж саме, але ще більше і складніше.
Нанотехнології
– грубо кажучи, це техніка, де задіяні наддрібні пристрої. «Нано» – одна мільярдна, нанометр – одна мільярдна частина метра. Без нанотехнології не обходиться практично жодний сучасний науково-фантастичний твір, присвячений комп'ютерам майбутнього.
«Матриця»
– фантастичний фільм, який всі бачили.

Юрій Грузін
За матеріалами монографії Б.М. Малиновського «Відоме і невідоме в історії інформаційних технологій в Україні»