Национальные информационные ресурсы:
проблемы промышленной эксплуатации.
Г.Р.Громов. Москва, Наука, 1984

Структура изделий и услуг индустрии ЭВМ

Рост мирового парка ЭВМ и динамика его структуры показаны на рис. 10 и 11. Каждый новый класс ЭВМ сначала проходит этап экспоненциального роста, после чего общая численность парка ЭВМ данного типа стабилизируется в границах, которые определяются типовой областью его приложений. Для больших ЭВМ эти границы очерчивались общим числом существующих достаточно крупных организаций, способных их приобретать. Круг применений мини-ЭВМ уже включал средние, а также некоторые мелкие предприятия, отдельные подразделения и т. д. Для персональных ЭВМ эти границы определяются лишь общей численностью занятых в народном хозяйстве промышленно развитых стран. Согласно новой концепции использования вычислительной техники, каждый человек, профессионально занятый выполнением самостоятельной работы, должен иметь свой индивидуальный компьютер.

Наложение во времени процессов бурного роста и последующей стабилизации парка ЭВМ различных типов приводит к наблюдаемому уже более 30 лет экспоненциальному росту мирового парка ЭВМ, который в 90-х годах будет, видимо, измеряться сотнями миллионов машин (см. рис. 10).

Классификация типов ЭВМ. Выбор функциональных основных и конструктивных признаков, по которым классифицируют ЭВМ, тесно связан с общими технологическими сдвигами в отрасли.

Предлагаемая на рис. 12 классификация малых ЭВМ выполнена в координатах стоимость—емкость внешней памяти.

 

Рис. 10. Динамика развития мирового парка ЭВМ 1-большие ЭВМ, 2-мини-ЭВМ, 3-персональные ЭВМ, 4 — суммарный парк универсальных ЭВМ, 5 — новый тип ЭВМ (образца 90-х) Оценка автора

Рис. 11. Структурные сдвиги в американской индустрии ЭВМ: относи­тельное распределение годового объема продаж больших, малых и персональных ЭВМ. Оценка автора

Производительность и емкость оперативной памяти не являются в настоящее время классифицирующими тип ЭВМ факторами, так как для ЭВМ заданного уровня технологии они могут перекрываться по всему спектру типов ЭВМ. Для примера можно упомянуть 16-разрядный микропроцессор МС-68000 производительностью до 2 млн. операций в секунду и адресным пространством ОЗУ 16 Мбайт, а также 32-разрядные микропроцессоры iAPX-432, МАС-32 и др. [21]. Исключением остается относительно небольшой (по числу устанавливаемых машин) класс супер-ЭВМ («Край-1», «Стар-100», «Кибер-205» и др.). Попадание в этот класс определяется именно заметным отрывом от ЭВМ других типов по производительности.

Таким образом, единственным классифицирующим тип массовых ЭВМ физическим фактором оказывается в настоящее время емкость внешней памяти, которая определяет в конечном счете конструктивные размеры и стоимость ЭВМ в целом:

большая или центральная (mainframe) ЭВМ — основным ее отличительным признаком являются ряды стоек с дисковыми и ленточными устройствами внешней памяти, которые занимают один или несколько залов площадью более 100 м2, цена от 0,5 до 5,0 млн. долл.;

Рис. 12. Классификация малых ЭВМ
Оценка автора

мини-ЭВМ — внешняя память вместе с остальными устройствами ЭВМ расположена в одной или нескольких стойках, которые занимают комнату или часть комнаты площадью 20—60 мг, цена 20—200 тыс. долл.;

микро-ЭВМ в исполнении персонального компьютера — процессор, оперативная и внешняя память расположены в одном корпусе с дисплеем и образуют компактный настольный прибор, к которому могут подключаться соизмеримые с ним по размерам дополнительные внешние устройства в настольном исполнении: малогабаритные печатающие устройства, мини-диск, кассетный магнитофон и т. п.; цена менее 5 тыс. долл.

Кроме трех основных типов, существуют промежуточные: между мини- и большими ЭВМ (в диапазоне цен от ОД до 1,0 млн. долл.) супер-мини и базовые комплекты больших ЭВМ; между микро- и мини-ЭВМ (в диапазоне 5—20 тыс. долл.) расширенные комплекты микро-ЭВМ, в состав которых входят твердые диски, ленты и другие периферийные устройства из номенклатуры мини-ЭВМ. Сюда же обычно попадают базовые комплекты мини-ЭВМ. Деление универсальных ЭВМ на большие и мини сложилось в основном к концу 60-х годов. Персональные микро-ЭВМ как массовый рыночный продукт и супер-мини как граничный слой между секторами больших и мини-ЭВМ появились в середине 70-х.

Супер-мини. Появление ЭВМ типа супер-мини отражало интересы той части пользователей, которые, последовательно наращивая ресурсы своих мини-систем, вышли па рубеж принятия решения: отказаться от накопленного задела математического обеспечения и приобретенного опыта работы, чтобы перейти на уровень больших ЭВМ, или оставаться на достигнутом потолке возможностей в мире малых ЭВМ, Производители мини-ЭВМ предложили третий путь: супермини, т. е. ЭВМ с ресурсами большой ЭВМ и программ­ной преемственностью со своими «меньшими братьями» по семейству мини-ЭВМ [22]. Те мини-ЭВМ, которые, оставаясь в рамках принятой ранее мини-архитектуры, по основным технико-экономическим параметрам достигли уровня существующих требований к большим ЭВМ, получили название супер-мини. Одними из первых ЭВМ этого граничного слоя были PDP/11/70 компании «Диджитал эквипмент корпорейшн», «Eclipse» фирмы «Дейта дженерал» и «Interdata» компании «Перкин—Элмер» [23, с. 95].

На рис. 13 показано, как распределялись затраты на основные изделия и услуги индустрии ЭВМ к началу 80-х годов. Половина всех расходов на выпуск вычислительной техники затрачивалась на доукомплектование действующего парка ЭВМ внешними устройствами и носителями информации. Остальная половина почти поровну распределялась на выпуск новых ЭВМ' (базовые комплекты) и на услуги по их обслуживанию и программированию.

Кратко рассмотрим ситуацию, которая сложилась к началу 80-х годов в каждом из этих секторов индустрии ЭВМ.

Периферийное оборудование. В «трудные времена» (резкий спад производства в США, вызванный пиком энергетического кризиса середины 70-х годов) удельный вес периферийного оборудования в общей продукции ПОД достигал значения более 60%, но в норме стабильно удерживается последние десятилетия в пределах 40—50% (см. рис. 6 и 13).

Рис. 13. Динамика структуры изделий и услуг американской индустрии ЭВМ

Рассчитано по: Datamation, 1978, № 6, р. 85—110; 1980, М 7, р. 87—99; 1982, № 6, р. 115—226; 1983, М 6, р. 96—99; Электроника, 1980, № 1, с. 39—40; 1982, № 1, с. 34—35; 1983, N1 1, в. 35—36

 

Три основных технических решения начала 70-х годов — полупроводниковые ЗУ, гибкие и винчестеровские диски — в значительной степени определяли направление развития вычислительной техники 70-х — начала 80-х годов.

Микропроцессор, полупроводниковые ЗУ и гибкие диски  были основными технологическими предпосылками для массового выпуска индивидуальных диалоговых систем на базе микро-ЭВМ — персональных компьютеров. В 70-х годах диски типа Винчестер обеспечивали дальнейший быстрый рост технических характеристик больших ЭВМ, а с начала 80-х начали создаваться малогабаритные винчестеровские накопители, которые все более широко внедряются в системы на базе мини- и микро-ЭВМ.

Оперативная память. Процесс вытеснения магнитной оперативной памяти полупроводниковой памятью практически завершился к началу 80-х годов, во всяком случае, па уровне мини- и микро-ЭВМ. Начиная с 1974 г. наблюдается 100%-ный ежегодный прирост емкости поставляемых на рынок полупроводниковых ОЗУ. И тем не менее в конце 70- годов эти ОЗУ еще несколько лет оставались наиболее узкой позицией на рынке ПОД. Например, в 1979 г. крупнейший в капиталистическом мире производитель полупроводниковых ОЗУ — фирма «Интел» была вынуждена закупать в Японии ранее снятые ею с производства полупроводниковые ОЗУ емкостью 4 Кбит, чтобы дать возможность «продержаться» своим американским заказчикам, пока сама фирма разовьет до требуемого уровня производство полупроводниковых ОЗУ емкостью 16 Кбит [26, с. 167]. «Ножницы» менаду потребностями ПОД и производственными возможностями полупроводниковой промышленности привели к тому, что к началу 80-х годов иностранные, в основном японские, компании контролировали уже более трети рынка полупроводниковых ОЗУ в США.

Для объяснения причин, по которым ПОД периодически не хватает ежегодно удваиваемой емкости полупроводниковой памяти, эксперты ПОД указывают два основных фактора: бурный рост производства микро-ЭВМ и радикальное изменение стиля программирования, вызванное появлением дешевых запоминающих устройств. Если в 1978 г. число мини- и микро-ЭВМ, установленных в США, возросло на 85% по сравнению с 1977 г., то прирост 1979 г. по сравнению с 1978г. составил уже 129%. Т. Джонс, вице-президент компании «Эдвапст майкро девайсиз инкорп.» («Advanced Micro Devices Incorp.») полагает, что, «видимо, дьявол играет спросом на рынке. Внезапно возникает новая отрасль промышленности — персональные ЭВМ. Еще несколько лет назад эта отрасль не приобретала у нас ни одного транзистора, а теперь только фирма ,,Эппл" заказывает на следующий год больше полупроводниковых ОЗУ емкостью 16 Кбит, чем фирма „Интел" их произвела в прошлом году» [27]. По поводу быстро растущих потребностей заказчиков на расширение емкости полупроводниковых ОЗУ в традиционных отраслях обработки данных Т. Джоне замечает: «Это отражает растущий уровень понимания того, что сейчас следует экономить: время программиста или емкость быстро дешевеющих запоминающих устройств. Соответственно пользователи пишут более простые и менее эффективные по занимаемой памяти программы» [ 27 ].

Производственная мощность полупроводниковой промышленности США позволила удовлетворить требования рынка по кристаллам динамических полупроводниковых ОЗУ емкостью 16 Кбит к началу 1980 г., а уже весной 1980 г. рынок начал «притормаживать» дальнейший рост их производства [28]. В первой половине 80-х годов аналогичную рыночную спираль прошли кристаллы динамических полупроводниковых ОЗУ емкостью 64 Кбит, а затем начался «виток» 256 Кбит-кристаллов.

Внешняя память. Для всех типов систем обработки данных от микро- до больших ЭВМ наблюдается тенденция к росту удельного веса дисковой памяти с одновременным снижением в стоимостном отношении доли запоминающих устройств на магнитных лентах. Однако количество устанавливаемых ЗУ на магнитных лептах не только не снижается, но растет. Применяются в основном недорогие мини-ленты, причем их использование обычно ограничивается дублированием рабочей памяти винчестеровских дисков [30].

Среди устройств внешней памяти, которые могли бы стать альтернативой доминирующим па рынке периферийных устройств электромеханическим приборам, наилучшие перспективы имеет пока память па цилиндрических магнитных доменах (ЦМД) [31]. Коммерчески доступные образцы устройств памяти на ЦМД имели по состоянию па 1980 г. почти те же удельные стоимостные характеристики, что и полупроводниковые ОЗУ, но стоили вдвое дороже, чем сопоставимые по емкости накопители на гибких дисках. Однако в отличие от последних запоминающие устройства па ЦМД почти не требуют затрат па обслуживание [32]. Если учитывать общие затраты на эксплуатацию за цикл жизни изделия, то запоминающие устройства па ЦМД, видимо, в 80-х годах смогут конкурировать с накопителями на гибких дисках. Их основные особенности — отсутствие движущихся деталей, энергонезависимость, помехоустойчивость и простота обслуживания — обеспечивают им решающие преимущества в тех областях приложений, где требуется повы­шенная надежность в течение цикла жизни изделия. Вычислительные системы с запоминающими устройствами на цилиндрических магнитных доменах уже применяются на заводских испытательных стендах, в судовых навигационных комплексах, в составе аппаратуры предполетных проверок истребителей и т. п. [33].

К началу 1981 г. удельные стоимостные характеристики запоминающих устройств на ЦМД более чем в 100 раз уступали характеристикам твердых дисков, например 8-дюймовым типа Винчестер [34, 35], которые по стоимости и габа­ритным размерам сравнимы с гибкими дисками. Вице-президент фирмы «ИБМ» Р. Гомори в этой связи отмечал перспективы создания иерархических систем внешней памяти из ЦМД и дисковых устройств [36]. Однако есть основания предполагать, что наибольшее влияние устройства внешней памяти на основе ЦМД-технологии окажут на развитие массовых систем обработки данных па базе микро-ЭВМ, поскольку вычислительная система без электромеханических деталей практически не имеет ограничений для уменьшения габаритных размеров и стоимости. В этой области вычислительной техники запоминающим устройствам на ЦМД, возможно, предстоит сыграть па рубеже 90-х годов такую же роль по отношению к электромеханическим устройствам внешней памяти, которую в 50-х годах сыграл транзистор по отношению к ламповым процессорам. Необходимо отме­тить, что до сих пор развитие производства запоминающих устройств на ЦМД шло относительно медленными темпами, а круг основных производителей в начале 80-х годов даже резко сузился. «Кажется, что после десятилетней «раскачки» все-таки начинается выпуск запоминающих устройств на ЦМД. Благодаря появлению контроллерных БИС и многокристальных плат памяти с высокой информационной емкостью и, что еще важнее, сниженным ценам изготовите­лям полупроводниковых приборов удалось привлечь замет­ный интерес потребителей к этим энергонезависимым приборам»,— отмечал в 1980 г. обозреватель журнала «Электроника» [37, с. 10]. Затем он обсуждал радужные планы четырех лидеров полупроводниковой промышленности США по расширению производства ЗУ на ЦМД. Однако уже спустя год, в 1981 г., три из этих четырех компаний «вышли из игры» и полностью свернули производство запоминающих устройств на ЦМД. Тем не менее (а возможно, в зна­чительной степени поэтому) фирма «Интел», оставшаяся по существу единственным  поставщиком коммерческих ЗУ на ЦМД на американский рынок, продолжала свою ЦМД-программу.

Рис. 14. Структура расходов на периферийное оборудование на амери­канском рынке ЭВМ начала 80-х годов
Рассчитано по
: Электроника, 1981, № 1, с. 42—43

В 1979 г. эта компания первой выпустила на промышленный рынок ЗУ на ЦМД емкостью 1 Мбит [37], а к середине 1982 г.— емкостью 4 Мбит [401.

В 1980 г. в США было продано запоминающих устройств па ЦМД па сумму 18 млн. долл. (отметим для сравнения, что почти на такую же сумму в 1980 г. было выпущено 16-разрядпых однокристальных ЭВМ) [41]. Объем рынка 1985 г. для этих приборов оценивается в 200—500 млн. долл. [32, 33].

Общая структура американских расходов на периферийное оборудование приводится на рис. 14.

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

1. Сначала (в середине 70-х годов) эти машины получили название мега-мини, что было связано с основным их отличительным признаком: объем ОЗУ около 1 Мегабайта. Позднее, когда емкость ОЗУ перестала быть отличительным признаком, их стали называть супер-мини.

2. Потребители тогда ограничивались в основном развитием оборудования действующих систем и менее склонны были приобретать новые ЭВМ.

3. Гибкие диски были разработаны в 1970 г. фирмой «ИБМ» для хранения программ пользователями больших ЭВМ серии 370 (чтобы освободить их, наконец, от перфоленты). Это был гибкий лавсановый диск с магнитным покрытием, помещенный в пластмассовый чехол [24].

4. Это название объясняется следующим образом: «В 1973 г. фирма „ИБМ" выпустила сдвоенный дисковый привод с запланированной емкостью каждого из двух запоминающих устройств по 30 Мбайт. Конфигурация 30—30 кому-то напомнила прославленное ружье. И хотя фирма вскоре повысила емкость ЗУ сначала до 35, а затем до 70 Мбайт, название осталось» [25]. Основная особен­ность дисков этого типа — герметизация носителя, что позволяет уменьшить зазоры между головками и диском, существенно повысить плотность записи. Одновременно резко повышается эксплуатационная надежность. Основной недостаток — диски несъем­ные, а значит, необходимо дублирование информации рабочего диска на сменный носитель (ленту, кассетный диск и т. д.) для. обмена информацией.

5. Точка пересечения кривых опроса и предложения для кристаллов ОЗУ в 64 Кбит пройдена в 1984 г., а в 256 Кбит, как ожидают, и 1987 г. (к 1987 г. их ежегодное производство достигнет 2—3 млрд. шт. [29]).

6. Среди иностранных компаний, которые могли бы претендовать на американский рынок ЗУ на ЦМД, упоминают- в первую очередь японские фирмы «Хитачи» и «Фуджицу» [38].


Онлайн-версия CD-ROM приложения к книге Г.Р.Громова
"От гиперкниги к гипермозгу: информационные технологии
эпохи Интернета. Эссе, диалоги, очерки
."