Борис Бабаян: советские ученые у истоков вычислительной техники
Борис Арташесович Бабаян — советский ученый, профессор, один из главных разработчиков вычислительной техники в мире. Он был одним из ведущих разработчиков первого советского суперкомпьютера «Эльбрус» и стал первым европейским ученым, удостоенным звания Intel Fellow за вклад в развитие отрасли информационных технологий. В этой статье мы расскажем о жизни Бориса Бабаяна и о деле его жизни: развитии вычислительной техники.
Борис Бабаян. Фото: golosarmenii.am
Что такое процессор?
Начнем с теоретического вступления. Процессор ― это, говоря простыми словами, мозг компьютера. Он выполняет все необходимые компьютеру операции с информацией: отвечает за ее получение, хранение, обработку и вывод. Первые процессоры в 40–50-е годы делались с помощью электромеханических реле, ферритовых сердечников (устройств памяти) и вакуумных ламп. Эти детали довольно объемные, а для обработки необходимого количества информации их нужно много, поэтому первые процессоры представляли собой огромные стойки-шкафы, совсем не похожие на нынешние небольшие пластины, размером 5x5 см. В 60-х объемные сборные элементы заменили на транзисторы. Первые транзисторы были большими, но со временем размеры удалось уменьшать. Благодаря этому стало возможно собирать из них микросхемы.
Тенденция на уменьшение продолжилась: микросхемы становились все меньше, и в итоге были созданы микропроцессоры, состоящие из одной или множества мелких микросхем. Благодаря микропроцессорам стало возможно существование персональных компьютеров (ПК). Правда, в 70-е годы микропроцессоры еще не были достаточно эффективны и стоили очень дорого: развитие ПК началось гораздо позже, в 90-х. Сегодня, говоря «процессор», обычно отсылают именно к микропроцессорам, потому что старого поколения процессоров на рынке практически не осталось.
Термин «суперкомпьютер» неоднозначен, нет четкой границы мощности, за которой начинается «супер». Суперкомпьютеры ― это машины с огромной вычислительной мощностью, обеспечивающие работу с операциями высокой сложности, для совершения которых нужно просчитывать большое число вариантов. Это может быть прогнозирование погоды, моделирование структуры молекул белка, обработка корпусов текстов или дешифровка кода. Работают суперкомпьютеры и для поддержки существования внутренних сетей больших корпораций и государственных организаций.
История развития процессоров и суперкомпьютеров
Действительно мощные процессоры на раннем этапе развития компьютеров использовали как раз в суперкомпьютерах. В СССР разработкой процессоров занимались разные НИИ, среди которых был Институт точной механики и вычислительной техники Академии наук (ИТМиВТ). Ученые там изучали устройство американских суперкомпьютеров (Cray, Burroughs B5000), копировали его и дополняли своими изобретениями.
«Эльбрус» ― первый советский суперкомпьютер. Его создали в конце 70-х, и тоже в ИТМиВТ, только эта разработка была оригинальной, не копирующей западный прототип. Борис Арташесович Бабаян был одним из инженеров-проектировщиков, а язык для «Эльбруса» написал Владимир Мстиславович Пентковский. Они работали над процессорами с суперскалярной архитектурой. Это означает, что такие процессоры могли выполнять одновременно две или больше команд ― это, очевидно, сильно поднимало эффективность работы. Первый суперскалярный процессор был сделан еще в начале 60-х в Америке, однако не попал в широкое использование. Советские ученые пустили суперскалярный компьютер в работу, при этом значительно улучшив его. Вторая модель ― «Эльбрус-2» стала самой популярной в СССР.
Под руководством Бориса Бабаяна началась разработка нового ― третьего ― поколения «Эльбруса», который должен был, помимо всего прочего, уметь работать на американском ПО без фатальной потери производительности.
«Эльбрус-1». Фото: ao-avtomatika.ru
Компания Intel ― лидер на рынке производства процессоров в наши дни ― была создана в 1968-м году и в начале занималась производством микросхем. Прорыв, который они совершили ― создание микропроцессоров, доступных для массового использования. Довольно долго, правда, эти процессоры использовались только для простых производственных машин: например, для контроля конвейеров бутылочного розлива.
В конце 80-х, после падения «железного занавеса» стало возможно сотрудничество советских и американских ученых. Однако, к сожалению, с начало 90-х разработка «Эльбруса-3» стала невозможна: после распада СССР в 1991 году в постсоветских странах начался экономический кризис, и финансирование научной работы (а процессоры все еще разрабатывали в государственных НИИ, а не в коммерческих компаниях, как на Западе) практически прекратилось. В 90-е коллега Бабаяна Пентковский перешел в Intel и переехал в США. Первый массовый процессор для ПК Pentium, созданный компанией Intel, задействовал многие разработки Пентковского.
Борис Бабаян не уехал. Он решил пойти по коммерческой стратегии: создал свою компанию для разработки «Эльбрусов» в сотрудничестве с американцами. На конференции Microprocessor Forum в феврале 1999 года Бабаян продемонстрировал процессор E2k, превосходивший последние разработки Intel в несколько раз по разным параметрам эффективности. Проблема была одна: E2k существовал только в теории, описанный и обсчитанный, но не созданный физически.
Произошла стандартная для постсоветских 90-х печальная история: на производство E2k просто не нашлось денег. Из-за этого в 2004 году Борис Бабаян вместе с несколькими сотнями сотрудников компании перешли в Intel, тем самым передав компании права на использование всех патентов «Эльбрусов».
Сейчас Борису Арташесовичу 89 лет, и он занимает позицию директора Intel по архитектуре подразделения программных решений. Он стал первым европейским ученым, удостоенным звания Intel Fellow за вклад в развитие отрасли информационных технологий.
Борис Арташесович Бабаян: о жизни
Борис Арташесович Бабаян родился в Баку в 1933 году. Там он отучился в школе. Его отец, Арташес Арутюнович, был из грузинских армян. Он был инженером, а в Баку оказался по распределению. Мать Бабаяна работала с детьми. Сосед, «толковый инженер» ― по словам Бабаяна ― порекомендовал ему поступать в МФТИ (Физтех). Тогда этот вуз ― на сегодняшний один из сильнейших технических институтов в России ― только-только открылся. Борис Арташесович поступил туда в 1951 году, с первым набором.
Названия «вычислительная техника» в те годы еще не было, направление называлась «машинная математика». Кроме учебы Борис Арташесович занимался альпинизмом: был КМС, чемпионом Москвы. Спустя годы «Эльбрус» назвали так именно из-за этого его увлечения.
Разработку вычислительных машин Борис Арташесович начал еще в университетские годы. Быстрая арифметика, разработанная им в 1954 году, — система кратчайших счетных операций — использовалась уже в 1961 году в машине М40 в успешном противоракетном испытании. Электронно-вычислительная машина (ЭВМ) М40, по словам Бабаяна, занимала три комнаты.
Интервью с Борисом Арташесовичем, в котором он рассказывает о своих разработках подробнее, а также прогнозирует будущее развития вычилительной технике можно увидеть здесь: