Борис Арташеcович БАБАЯН 3 июля: Борис Арташеcович БАБАЯН, научный руководитель московского центра SPARC-технологий
Проблемы развития вычислительной техники в России и мире
(Творческий портрет и дайджест публикаций)


13:41 Ведущий: Уважаемые читатели, в 14:00 начнется Internet-мост с Борисом Арташесовичем Бабаяном. Краткие сведения о нашем госте:

Родился 20 декабря 1933 г. в Баку. В 1957 г. закончил Московский физико-технический институт (МФТИ) по специальности инженер-физик. Доктор технических наук, профессор (преподает в МФТИ), член-корреспондент Российской академии наук, специалист в области вычислительной техники. Научный руководитель ТОО Московский центр SPARC-технологий и главный конструктор разрабатываемых систем. В коллективе ведутся разработки современной архитектуры вычислительных машин, проектируются микропроцессоры. Работы проводятся совместно с зарубежными фирмами и по отечественным заказам.
Генеральный конструктор высокопроизводительных компьютеров семейства "Эльбрус". Основным достижением считает создание современной архитектуры, системы команд и программного обеспечения высокопроизводительных микропроцессоров. Публикации в отечественных и зарубежных изданиях посвящены проблемам создания архитектуры вычислительных машин.
Кандидат в мастера спорта по альпинизму. Любимый вид отдыха - горные лыжи.


13:48 Ведущий: Предлагаем вам вступительное слово Бориса Арташесовича.
14:04 Б.А.Бабаян: Добрый день!

Так как я выступаю по Internet, то, как я полагаю, все, кто меня слушает, люди достаточно хорошо информированные. Просто потому что они подключены к Internet. Поэтому я постараюсь мой рассказ сделать по возможности чуть-чуть более аналитическим.

Я постараюсь рассказать, каким мне представляется состояние вычислительной техники в мире и у нас в стране. И безусловно я постараюсь рассказать о своем представлении роли российских специалистов в этой области.

Прежде всего, как обстоит дело в мире. Совсем недавно, более точно до 1995 г., в области универсальных вычислительных машин четко были очерчены два практически непересекающихся рынка. Это, во-первых, рынок персональных компьютеров, и, во-вторых, рынок рабочих станций. Рынок ПК был очень массовым и безусловно в нем доминировали фирмы Intel и Microsoft. Но это были сравнительно медленные машины. Однако их выпускалось очень много. Наиболее выразительно это соотношение можно представить словами руководителя фирмы Intel, который в то время сказал: "Что мне эти RISC'и, я за один квартал выпускаю микропроцессоров больше, чем все RISC'и вместе взятые за всю историю их существования." Эта массовость безусловно имела очень важные коммерческие последствия. Во-первых, машины были дешевле. И, что не менее важно, математическое обеспечение для них было дешевле почти на порядок, чем для рабочих станций. Мир рабочих станций тоже имел свои успехи. Это были быстрые машины. Основу этой скорости составляли известные RISC-технологии. В особенности ее суперскалярный вариант, впервые выпущенный на Западе в начале 90-х годов.

Эти два рынка сосуществовали весьма мирно. Достаточно сказать, что многие фирмы в дополнение к своим рабочим станциям выпускали конечно и свои машины на базе Intel-овских микропроцессоров. Среди разработчиков рабочих станций была своя конкуренция, которая привела к тому, что к началу 90-х годов их осталось практически пять: IBM, Sun, HP, DEC, SGI.

Ситуация драматически изменилась в середине 90-х годов, когда фирма Intel выпустила микропроцессоры на базе архитектуры P6. С архитектурной точки зрения это была традиционная CISC-архитектура, но реализованная методами RISC-технологии, разработанными основными конкурирующими фирмами. В результате машины Intel стали практически такими же быстрыми, как рабочие станции. Это не надо квалифицировать как победу CISC над RISC. Наоборот, можно сказать, что RISC'и полностью завоевали мир. Однако это весьма сильно упрочило и так мощные позиции фирмы Intel. Она стабильно стала приближаться к монопольным позициям. Легко можно себе представить ситуацию, создавшуюся для разработчиков рабочих станций, в особенности тех, которые выпускали и Intel-совместимые машины.

По существу два рынка, которые жили раздельно, теперь объединились. Рабочие станции выглядели для любого пользователя менее предпочтительно, потому что Intel-овские машины были дешевле. Они стали почти такими же быстрыми, но при этом математическое обеспечение для них было гораздо более обширным (становилось более обширным) и стоило гораздо дешевле. В результате практически все пять фирм-производителей рабочих станций стали подумывать о том, чтобы покинуть этот рынок. HP объединилась с Intel в разработке машины следующего поколения. DEC была поделена между Intel и Compaq. SGI собирается отделять от себя подразделение, работающее над MIPS и сконцентрироваться полностью над машинами с Intel-овскими кристаллами. И только пожалуй Sun продолжает отчаянную борьбу, в значительной степени надеясь на вновь разработанную Java-технологию. Однако и Sun объявила о том, что собирается поставить Solaris на следующее поколение Intel-овских машин на базе нового микропроцессора Merced.

Но чтобы завершить это наступление, фирма Intel собирается выпустить в 2000 г. свой новый микропроцессор Merced, основанный уже на пост-RISC-овской архтитектуре, значительно более быстрой, которая уже не оставляет никаких надежд для других фирм.

Вот такая довольно суровая складывается картина на мировом рынке компьютеров. Она характеризуется грядущим полным монополизмом Intel. Несколько слов о новом микропроцессоре Merced. Знаменательным здесь является тот факт, что впервые за все 25 лет существования микропроцессоров и конечно Intel-овских микропроцессоров фирма решила нарушить полную двоичную архитектурную совместимость. Это прямоедоказательство того, что дальше развиваться CISC-архитектура не может. Она просто будет неконкурентна. Однако и выпускать абсолютно несовместимый процессор на рынок тоже невозможно. Поэтому были разработаны методы косвенного обеспечения совместимости, которые приводят к не очень большой скорости на старых программах. Пожалуй это и все, что можно за это короткое время изложить по поводу западного рынка. Я, разумеется, совершенно не касался многих других разделов рынка машин, таких как, например, встраиваемые машины, мультимедиа-чипы, DSP. Здесь картина значительно более разнообразная. Теперь несколько слов о состоянии у нас в России. Я не разделяю точку зрения, что у нас все умерло. Это совсем неверно. Во-первых, у нас очень много весьма квалифицированных и талантливых коллективов. К примеру, наши программисты весьма высоко ценятся во всем мире. И у нас в стране ведутся многие работы, распространяемые по всему миру. К сожалению, многие уезжают на Запад, но, к счастью, не меньшее количество появляется новых. У нас ведется сборка машин, хотя это и нельзя квалифицировать как работы в собственно вычислительной технике. Но это очень важно с точки зрения бизнес-составляющих компьютерного дела. Как это ни странно, но у нас совсем не умерло и кристалльное производство. Однако оно конечно по качественному уровню существенно уступает западному.

Теперь я бы хотел остановиться, быть может, на самой главной компоненте компьютеров - на микропроцессоре. Ясно, что она все больше и больше доминирует в вычислительных машинах. Сейчас уже несколько фирм работают над компьютерами в одном кристалле. Работы над микропроцессором можно очень грубо разделить на две части. Первое - это его разработка и второе - это само кристалльное производство. Это две раздельные и большие темы.

Разработка. Здесь как ни странно мы не только не отстаем, мы просто впереди. Я хочу вспомнить об упоминавшемся выше процессоре Merced. Он использует явный параллелизм в системе команд, что и приводит к значительному увеличению скорости. Так вот именно такой процессор, правда, не микропроцессор, а большую машину наш коллектив разрабатывал с 1986 г. и она была изготовлена в 1991 г. Однако в это время началась перестройка и наши границы открылись для западных машин. Несмотря на блестящую архитектуру наша технология была ниже всякой критики. Объем кристалла в западных микропроцессорах в это время равнялся нескольким миллионам транзисторов. У нас же эта цифра составляла всего несколько тысяч. HP в это время только начинала свою разработку новой архитектуры, основанной на той же философии. Ее представитель посетил наш коллектив и мы ему рассказали про все наши работы, так как мы искали партнера. Нам можно было продолжать работать с ними, но мы выбрали Sun. В 1994 г. этот проект HP в результате контракта с Intel превратился в Merced. Мы также продолжили разработку микропроцессорного варианта нашей архитектуры и в настоящее время наш микропроцессор нисколько не уступает тому, что создано в HP-Intel. Следующая проблема для создания микропроцессоров - это технология кристалла. Как я уже сказал, у нас в России по крайней мере два завода продолжают активно работать в этой области - это "Микрон" и "Ангстрем" в Зеленограде. Однако они сейчас только достигли технологии 0,8 мкм. На Западе же 0,25 мкм уже на рынке и вскоре появится 0,18 мкм. Проблемы здесь совсем небезнадежные. Они скорее экономические, чем технические. Кадров у нас квалифицированных хватает. А проблема заключается в следующем. Всем известен первый закон Гордона Мура о линейном росте практически всех характеристик кристаллов. Он строго выдерживается с середины 60-х годов (когда и был сформулирован). Так вот, Мур недавно сформулировал свой второй закон, в который я, кстати говоря, совсем не верю. Закон это заключается в том, что первый закон скоро перестанет действовать по экономическим соображениям. Дело в том, что фабрики по производству кристаллов стоят крайне дорого. Сейчас это 2 млрд дол. В ближайшем будущем цифры приблизятся к 10 млрд дол. И в эти фабрики каждые три года надо реинвестировать такие суммы для поддержки их на передовом уровне.


14:05 Ведущий: Борис Арташесович, спасибо за прекрасное вступительное слово, надеемся, что в более расширенном виде оно появится в еженедельнике ComputerWeekly. Теперь приступим к вопросам наших читателей.
14:18 Б.А.Бабаян: Мне были пересланы заранее несколько вопросов из Москвы и Томска. Основной рефрен этих вопросов - "когда же у нас будут выпускаться хорошие вычислительные машины". Этот вопрос очень важный и частично он был освещен в моем вступительном слове. По проектированию микропроцессоров мы находимся вполне на первых местах. У нас в России - один из трех коллективов, разработавших постRISC'овскую, постсуперскалярную архитектуру. Два других - это совместная команда HP-Intel и команда в IBM. Разработка такой архитектуры по опыту всех трех коллективов занимает много лет (ближе к 10). Конечно, каждый новый коллектив может это сделать быстрее, опираясь на предыдущие знания, однако такие коллективы не могут рождаться в одночасье. Более трудный вопрос для России - кристалльное производство. Здесь, по моему мнению, вопрос чисто экономический. Проблема заключается в том, что у нас в стране нет потребности в разрабатываемых кристаллах. Заводы "Микрон" и "Ангстрем" выпускают кристаллы, правда, не микропроцессоры, притом не высокого разрешения технологии, однако даже эти кристаллы потребляются в основном за рубежом. Я абсолютно убежден, что когда у нас возродится промышленность и прямо в России начнется потребление кристаллов, появление такого завода будет просто неотвратимым. Потому что гораздо экономичнее будет выпускать такие кристаллы здесь, на месте потребления, чем ввозить из-за рубежа. Это сделает какая-нибудь ведущая западная фирма, либо какая-нибудь финансовая группа. Потому что выпуск кристаллов - довольно прибыльное дело.
14:18 Vladimir V. Vlasov, Wir@rk.mtm.ru, Togliatty: Намечается ли какая-либо стабильность в стандартах процессоров?
14:23 Б.А.Бабаян: Весь мир компьютеров управляется стандартами; в нашей области это называется совместимостью. Отношение к этому явлению - очень важная компонента принятия глобальных решений в области вычислительной техники. Важность этого вопроса можно проиллюстрировать существующей компьютерной пословицей: "Бог создал мир за 7 дней, поскольку у него не было проблемы совместимости". Поддержка совместимости чаще всего крайне важна и перспективна, примером является политика Intel. Противоположным примером чрезмерного поклонения совместимости является политика компании DEC, упорно нежелавшей в свое время покинуть архитектуру VAX. Я думаю, именно это привело к исчезновению этой весьма сильной технически компании.
14:24 Владимир, vlad_mir@infoart.ru, Москва: По сообщениям из некоторых источников, в частности, Bloomberg, Ваша компания готовится к открытому акционированию. Дайте, пожалуйста, Ваш комментарий.
14:26 Б.А.Бабаян: Небольшое уточнение. Я не хочу обсуждать вопросы акционирования. Просто хочу сказать, что мы ведем интенсивные переговоры с индустриальными фирмами и финансовыми компаниями о производстве нашего микропроцессора, и хотя это довольно не простое дело, я думаю, оно завершится успешно.
14:26 Eugene, eugene@arna.kz, Алма-Ата: Какие перспективы у Java?
14:35 Б.А.Бабаян: Java - это безусловно хороший и современный язык. Если говорить в целом о Java-технологии, то я бы хотел ее появление прокомментировать следующим образом. Это очень важный шаг со стороны фирмы Sun, обратившей внимание на защищенное программирование. Это очевидный факт, что работать в Internet без хорошего защищенного програимирования все менее и менее возможно. Но что здесь особенно интересно - мы в России и здесь имеем гораздо больший опыт по сравнению с Западом. В разработанных нами "Эльбрусах" защищенное программрование поддержано на аппаратном уровне. Мы имеем 25-летний положительный опыт в этой области. На Западе никто даже не пробовал подобные технологии. И наш опыт значительно усовершенствует Java-технологию. Правда, мы это сделали до появления Java. :-) Java решает проблему защищенности традиционным путем - статическим контролем типов. Это делает язык не совсем универсальным. Многие части Java-системы написаны на языке C. В нашей архитектуре типы поддержаны на аппаратном уровне и, как известно, этого достаточно для самой совершенной защиты. В результате мы поддерживаем защищенное и эффективное исполнение не только Java, но и C/C++. Правда, если программист, пользуясь этими языками, не "хулиганит". В результате мы сейчас обнаруживаем закоренелые ошибки в библиотеках, которые эксплуатировались многие годы.
14:35 Александр Сердюков, angry@nhb.ru, Москва: Уважаемый Борис Арташесович! Как Вы оцениваете перспективы архитектуры Ultra SPARC?
14:36 Б.А.Бабаян: Ultra SPARC -неплохая архитектура. Однако я бы хотел увидеть достойный ответ Merced'у.
14:36 corwin@corbina.ru: Каким парком машин "Эльбрус" в настоящее время располагает Россия? Поступали ли Вам предложения возглавить разработку и развитие суперкомпьютеров в России?
14:39 Б.А.Бабаян: К сожалению, "Эльбрусы" до сих пор работают, хотя их давно уже пора заменить на более совершенные машины. Тот кристалл, который мы разрабатываем, быстрее любых кристаллов, которые будут существовать на рынке в момент его выхода. Поэтому он безусловно будет составлять основу суперкомпьютеров, в том числе и отечественных.
14:39 Андрей Корешков, andkor@incomtel.ru, Москва: Есть ли шансы на конец монополии Wintel-архитектуры?
14:39 Б.А.Бабаян: Появление Merced'а - это в каком-то смысле конец старой Intel-овской архитектуры.
14:40 Андрей Сазонов, sazonov@thsun1.jinr.ru, Дубна: Уважаемый Борис Арташесович, видите ли Вы в ближайшем будущем предел миниатюризации микропроцессоров и предел роста тактовой частоты процессоров?
14:43 Б.А.Бабаян: Я работаю в области логики и системного мат.обеспечения, поэтому этот вопрос в профессиональном смысле относится не ко мне, но я пользуюсь технологией при разработке машин. Не говоря о том, что БУДЕТ, хочу сказать, что БЫЛО в прошлом с такого рода прогнозами, обещавшими, что рост технологии где-то остановится. Надо сказать, что такие прогнозы делаются постоянно. Я до сих пор храню статью, опубликованную всего несколько лет назад, в которой уверенно утверждалось, что КМОП-технология не поднимется выше 40 МГц.
14:43 Ю. Пушкарев, Yuri@mag.tomsk.su, Томск: Скажите, пожалуйста, где советский суперкомпьютер, о котором так интересно говорил М.С.Горбачев на заре перестройки?
14:44 Б.А.Бабаян: Я не знаю, о каком суперкомпьютере говорил Горбачев, но я помню, что его поездка в Штаты и его встреча с компьютерными компаниями в Силиконовой долине отчасти помогла нашим первым контактам. И в конце концов привела к нашему успешному сотрудничеству.
14:45 jUNIor X, нет, Москва: Ваше отношение к переходу SGI на Windows NT (измена мощному Irix) и, что еще страшнее, на Intel?
14:46 Б.А.Бабаян: Я уже достаточно подробно коснулся этого вопроса в своем вступительном слове. Это знаменует собой мощное движение Intel к монопольному положению.
14:47 Даурен, dauren@arna.kz, Алматы: Уважаемый Борис Арташесович, что Вы думаете о давно ушедшей архитектуре БЭСМ, в свое время ходили слухи, о том, что ее упрячут в один процессор?
14:49 Б.А.Бабаян: БЭСМ - это для своего времени хорошая архитектура. В ней в одной из первых была введена виртуальная память, хорошая электроника. Она много сделала для развития отечественной вычислительной техники и применения выч.машин. Однако для настоящего времени это уже устаревшая архитектура. Ее нет никакого смысла реализовывать в кристалле.
14:50 Eugene, eugene@arna.kz, Алма-Ата: Почему Вы выбрали именно Sun?
14:52 Б.А.Бабаян: В то время (в 1991 г.), когда мы искали западных партнеров, у нас были два серьезных контакта - с HP и Sun. Условия Sun нам показались более предпочтительными. Кроме того, со стороны Sun с нами стал работать очень квалифицированный и коммуникабельный Дейв Дитцел, который, как известно, ввел в обиход слово RISC (1981г.).
14:53 Ведущий: Мы рады сообщить, что к этому моменту наша аудитория уже насчитывает более 3 тыс человек.
15:01 Б.А.Бабаян: Наш коллектив участвует в трех классах работ. Первая работа (и, быть может, наиболее важная для нас) - это наш новый микропроцессор, который должен быть быстрее Merced, который должен иметь защищенное программирование, как и в предыдущих "Эльбрусах", и который благодаря новой технологии двоичной компиляции эффективно и надежно совместим как со старой архитектурой Intel, так и будет совместим с Merced. Второй класс работ - это работы по контрактам с западными фирмами. Для многих наверное будет небезынтересно узнать, что достаточно много компонент мат.обеспечения западных фирм мы полностью развиваем и поддерживаем в России, включая горячую линию. Например, несколько систем программирования для SPARC'а, SunOS, все программное обеспечение по автоматизации программирования фирмы Compass Design Automation. Эту фирму в последнее время приобрела компания Avant!. И, наконец, третий класс работ - это внутренние заказы. Одним из больших результатов этих работ является разработка и изготовление (правда, на Западе) микропроцессора, совместимого со SPARC (2 млн транзисторов; 0,5 мкм; 100 МГц).
15:01 Dmitri, oshkin@csoft.ru, Moskow: Как Вы считаете, мы отстали навсегда в этой области?
15:04 Б.А.Бабаян: Мы совсем не навсегда отстали, а по многим вопросам мы впереди. Правда, если ставить вопрос так, как он стоял раньше - о создании чисто российской машины, то этого никогда не будет, но это никому и не нужно. По всей видимости, в мире нет ни одной машины, полностью изготовленной в одном государстве. Такая машина заведому будет хуже другой, построенной на лучших идеях, взятых из разных стран мира. По крайней мере, с моей точки зрения, в самом главном - в архитектуре, в системной математике мы совсем не отстаем.
15:05 Борис Грибовский, boris@el2000.ru, Москва: Чем закончились совместные с Sun многолетние разработки нового микропроцессора? Верно ли, что Sun фактически не верит в Ваш новый проект (превзойти Merced)?
15:08 Б.А.Бабаян: Как я уже сказал, мы успешно продолжаем разрабатывать наш процессор. Хорошо понятно, что это сделать трудно по двум причинам. Трудно разработать проект. Не менее трудно найти коммерческого партнера. Здесь в последнее время мы решили пойти своим путем. Вся интеллектуальная собственность по этому микропроцессору принадлежит не Sun, а нам. Мы находим сейчас инвесторов и другую промышленную фирму, которая будет его изготавливать. Если бы мы и дальше работали с Sun в этой области, то все принадлежало бы Sun. Хотя 90% работы было выполнено еще до появления Sun.
15:09 Dmitry, krodim@hotmail.comt, Ю-Сахалинск: Есть ли какие нибудь шансы у AMD и Cyrix в конкурентной борьбе с Intel?
15:16 Б.А.Бабаян: Это довольно хорошие компании и у них довольно сильные продукты. Слабость их заключается в том, что у них также нет ответа на новый Merced.
15:23 Руслан, ruslan@infoart.ru, Москва: Создаются ли в Вашем центре новые языки программирования? Какова судьба языка Эль-76?
15:32 Б.А.Бабаян: Роль языка "Эль-76" весьма велика для разработки новой архитектуры с аппаратно поддержанным контролем типов. Существо проблемы заключается в том, что только аппаратно поддержанные типы позволяют успешно разрешить извечно существующее в вычислительной технике противоречие между универсальностью и защищенностью с одной стороны и эффективностью - с другой. К примеру - ассемблер универсален и эффективен, однако не защищен. Большинство языков высокого уровня обладают хорошей защищенностью, однако не очень универсальны. Я с трудом могу себе представить, как можно написать операционную систему на ФОРТРАНе и даже - на Algole. Только введение аппаратных типов позволяет решить эту издревле существующую проблему. Но, для того, чтобы реализовать преимущество такой аппаратуры, необходим новый язык, который снял бы неуниверсальность, продиктованную старыми архитектурными ограничениями. Таким языком является "Эль-76". Он - абсолютно универсален и эффективен, как любой ассемблер, и - абсолютно защищен, как самый совершенный язык высокого уровня. Однако, в настоящее время, совершенно не реальна задача - внедрение языка высокого уровня в широкое использование. Однако здесь нам просто повезло. Мы в качестве языка, который позволяет полностью использовать преимущества защищенного программирования, решили использовать наиболее распространенные языки C и C++. Хотя эти языки совсем не лишены недостатков. Однако они как раз подходят для этой цели. Они универсальны и достаточно эффективны. По своему дизайну они созданы в канонах строгого типового контроля. Однако во всех реализациях для эффективности этот контроль отключается. Мы же благодаря аппаратной поддержки типов восстанавливаем этот типовый контроль и превращаем эти универсальные, эффективные и широко распространенные языки в предельно защищенные. Таким образом, C и C++ в наших современных разработках пришли на смену Эль-76, хотя мы знаем все недостатки этих языков и конечно же знаем, как создать гораздо более совершенные языки, удовлетворяющие поставленным требованиям. Однако эта задача совершенно нереальна с точки зрения внедрения, поэтому мы ею и не занимаемся. А работаем, обращая внимание на реализацию существующих языков.
15:34 Ведущий: Время нашего Internet-моста подходит к концу. У нас в очереди еще несколько десятков вопросов.
15:35 Б.А.Бабаян: Давайте я отвечу еще на один последний вопрос про молодежь в нашем центре.
15:35 Pavel, zpv@edu.nsu.ru, Новосибирск: Борис Арташеcович, насколько активно в вашем центре работает молодежь?
15:38 Б.А.Бабаян: Я думаю, что в нашем центре хорошо сочетается знания опытных и энергия молодых. Мы постоянно пополняем наш коллектив студентами ведущих вузов (МФТИ, МГУ) По предварительной оценке средний возраст наших сотрудников где-то в районе 33-34 лет.
15:40 Ведущий: Борис Арташесович, большое спасибо за Ваше интервью. От имени наших читателей мы желаем Вам и Вашим коллегам добиться той высокой цели, которую вы перед собой поставили.
15:42 Б.А.Бабаян: Я благодарю всех, участвовавших в нашей встрече, за интересные вопросы и, надеюсь, наша совместная работа поможет поднять на мировой уровень вычислительную технику в России.
15:42 Ведущий: До новых встреч!