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晶管争先,二进制领先
计算机这行当,起步阶段美苏两家那是真拼。1945年,美国人整出ENIAC,那玩意重27吨,塞了上万根电子管,动不动就烧坏,运行个20小时都算奢侈。
苏联那边也没闲着,1948年谢尔盖·列别杰夫带队搞MESM,1950年就跑起来了,比ENIAC耐折腾,电子管坏得慢,计算速度每秒几千次加法。两国你追我赶,1947年美国贝尔实验室发明晶体管,小巧省电,体积功耗大降,苏联1950年前后也跟上,列宁格勒研究所的工程师们本土仿制,产量虽少但够用。
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到1950年代中期,局面还算势均力敌。美国1951年推UNIVAC I,用晶体管核心,干人口普查那活儿,速度每秒上万运算。苏联1953年BESM-1上线,体积小了点,跑流体力学模拟稳稳的。
1955年苏联在国际会议上秀BESM模型,演示加法,国外同行直呼牛。国内项目也多,乌克兰科学院的Mir-1系列1960年量产,浮点运算每秒几万次。晶体管这东西,本来是公平赛道,苏联靠进口和自制保持同步,实验室通宵调试,咖啡一杯接一杯。
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可二进制从头就是主流,美国人早早定调,逻辑简单,开关就俩状态,真假分明,电路设计省事儿。苏联起初也跟着走,MESM、BESM全二进制,软件生态慢慢成形。
1956年,莫斯科大学塞尔盖·索博列夫院士领着一帮年轻人琢磨底层架构,觉得二进制太死板,每位只存1比特信息,三进制能到1.58比特,信息密度高,电路还能平衡正负零三态,省电稳当。尼古拉·布鲁森佐夫挑头设计,团队从四个人起步,目标是晶体管取代电子管,但用三进制逻辑。
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这时候,美国IBM 704上线,磁芯存,跑天气预报,输出纸带长卷。苏联BESM-2跟进,速度超前代,但全二进制。布鲁森佐夫他们没停,1957年引入平衡三进制,负一零正一对应电路流向,磁芯存18位三元字,主存81字,外加磁鼓辅助。
测试浮点解释器,运算八位小数,响应快。同期,斯大林格勒设计局的Strela计算机干航天轨道,嗡嗡转着磁鼓。美苏竞赛平衡点,就在三进制这岔路口露了苗头,二进制全球推开,苏联内部讨论热,但决策层瞅着国际标准,倾向兼容。
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1958年Setun原型出炉,小型铁氧体存,带快速乘法器,时序控制,耗电低,维护易。操作不用深钻汇编,解释器一上就能跑浮点。喀山数学机器厂接手,1959年小批量线开动,首批15到20台发高校研究所。伊尔库茨克理工用它优化企业资源,计算方案准,电路速度快。
反馈好,耗电三分之一,坏了换个磁芯就好。可二进制那边,美国PDP-1交互式,屏幕闪图形,生态已起。苏联ES系列起步,1967年克隆IBM 360,全二进制,兼容外围顺溜。晶管赛道,本来苏联不输,可思路一窄,就开始拉差距。
三元创新,路径受限
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Setun这三进制货色,理论上牛,实践也行,可就是没量产开花。布鲁森佐夫团队1956年从莫斯科大学实验室起步,两年磨出原型,1960年正式定型。机器用平衡三进制,每位三态,信息量大,逻辑门设计巧,负电流表负一,平衡零,正一顺流。
存81个18位三元字,约7KB,磁鼓补1944字。IP-2解释器让用户直奔浮点算,编程简单,维克多·日戈列夫他们写扩展Algol-60,测试矩阵乘法,输出纸带整齐。
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喀山厂生产,1961年11月勉强批小规模,售价低领导不乐意,推诿责任。总共50台,散高校企业。朱科夫斯基空军工程学院课堂跑自动化学习,编程时间砍半。柳迪诺沃柴油机厂研讨会优化算法,节约方案准。
国外订单来,外贸部搁置。优势显眼,耗电少,速度快,维护换件就行。可路径受限,就卡在标准化上。苏联定二进制为国标,匹配国际,部件互换软件移植顺。二进制全球一家亲,IBM统领,三进制专用工具代码,兼容差,成本高。
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决策层会议翻报告,官员标成本,优先统一,避免碎片。Setun成支线,资源转二进制克隆。1965年生产停,厂关三进制线,设备推走。布鲁森佐夫日志记兼容挑战,但申请延期退回。
技术上,三进制稳,模糊逻辑近人脑,二进制真假二分,局限大。可苏联管理僵,科研政府两套系统,后者握资源,科学院1400项成果,80年代只落地430。发明不推,晶体管机、三进制、移动电话,全卡壳。
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冷战封锁加码,西方CoCom禁运,苏联信息滞后,研发者预判难。专注电子管微缩,列宁格勒研究所缩小管径,耐压好,但集成电路浪潮来,美英特尔微处理器植芯片,时钟高。
苏联1973年Elbrus系列乱序执行,超BESM-6,可整体落后。路径窄,就一步错步步错,三进制中断,生态无,软件少,教育跟不上。二进制赢在兼容,苏联追克隆,创新丢。Setun反馈堆桌,转上级石沉大海。思路走窄,标准化绑手脚,好技术白搭。
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教训深刻,前车之鉴
Setun没死透,1965年后布鲁森佐夫团队阁楼续,1970年Setun-70出,新三元字节,每字节六位三元,9.5二进制位。结构化编程,指令短,操作数变长,控制加无损。教育系统主站,学生模块输入,图形曲线出。编程效率升五倍。
可命运老样,原型而已,没生产线。ES EVM 1971首批下,商业应用跑财务,百万指令秒。资源全倾克隆,Setun-70尘封,资金拒。
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1970年代集成起,美苹果II桌台VisiCalc表,指针点单元。苏联微机少,安装美国一成,1980s企业手摇计算器转把手机交易。1982年CIA软件bug爆西伯利亚管道,拆机查卡带。
1984年COCOM松,进口MSX万台,学校连显示器,BASIC图形。1985年Elektronika BK-0010量产8.7万,教室嗡鸣。滞后多因,发明应用脱,资源重工业,管理集中军航天,民用忽略。学校86年10万台,教师手动线缆。
Setun案道路径依赖,三进制断,整体阻。ES兼容无创,89年Poisk IBM机,台湾PC进5万,本土低。开放缺,干预窄,平衡创标难。
苏联解体前,计算拉跨,中国学教训,80年代中科院推银河,90年曙光超算,本土芯生态起。立场稳,借鉴前车,科技树别歪,创新兼容并重。接地气说,这事儿像开车,窄道挤,绕弯多活路。苏联三进制梦碎,二进制摘桃,核心思路窄,开放协作方长远。
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如今看,AI赛道模糊逻辑回潮,三进制理念没白费。中国芯路稳,华为海思、龙芯走自家,兼容国际,教训记心。苏联那段,提醒别让好点子卡壳,决策松绑,技术树旺。
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