Минимально необходимое воздействие-3

Видя с какой лёгкостью я ношу двенадцатилитровые вёдра с водой, Ирина заметила: Теперь я понимаю, что такое человек, который может оторвать от земли груз больше своего тройного веса.

— Просто у вас в семье не было ни одного мужчины, и тебе не с кем сравнивать. Вообще-то, завтра я отремонтирую тележку, и производительность труда носильщика возрастёт, а сам труд станет легче.

На следующий вечер мы собрались небольшой, но тёплой компанией, пригласили дядю Ваню, моего друга Серёгу с женой, чтобы отметить все пропущенные знаменательные события нашей личной жизни. Посидели за столом, выставленным во двор под тень плакучей ивы, сильно разросшейся за девять лет моей жизни в Москве.

Я познакомил Ирину с дядей Ваней, рассказав, что те самые предметы женской гигиены изготовлены в его артели. По некоторым признакам она поняла разгадку происхождения моего младшего брата. Сергей рассказал о печальной судьбе третьего нашего друга, жизнь которого оборвалась из-за нелепой случайности.

В Чу мы провели неделю до поездки в городок Чолпон-Ата на Иссык-Куле и три дня после. Остальное время провели в Киргизии, два дня во Фрунзе, у троюродной сестры мамы и остальное время в Чолпон-Ата, у совсем уж дальних родственников. Солёное высокогорное озеро, жемчужина средней Азии, Ирине очень понравилось, мы много купались, загорали, вода была очень чистая, но не очень тёплая, градусов, наверное, двадцать. Послушали легенды о Тамерлане, хранящихся в недрах берегов озера сокровищах, утонувших древних городах.

Бичом было обилие мух, когда однажды мы решили пообедать на свежем воздухе во дворе, то, как пошутила жена, нужно прикрывать еду руками, чтобы насекомые её не унесли. Больше мы такой опыт не повторяли.

Возвращаясь из Чу в Москву, в качестве трофея, кроме овощей и фруктов на дорогу, я прихватил на память только томик Жюль Верна. Это Ирина поняла, детские воспоминания и всё такое, не поняла, когда по возвращении в Москву я разместил его на своём стеллаже достижений.

— Почему именно Жюль Верн, а не книга детских сказок или, на худой конец, "Математическая смекалка", которая зачитана чуть ли не до дыр? — спросила меня жена.

— Когда-нибудь я тебе об этом расскажу, хотя, скорее всего, ты мне всё равно не поверишь.

— Любишь ты, Глеб, напустить таинственность, правильно говорят, в мужчине до самой старости живёт маленький мальчик, — она обняла меня, прижавшись к моей груди, и замерла на несколько секунд.

Мне было уютно, приятно и тепло на душе. Ирина, это первая в моей жизни женщина после мамы, которая искренне заботится обо мне. Всё-таки, в семейной жизни есть и другие, не связанные с сексом, тихие радости.

* * *

Никак не могу отделаться от воспоминаний о критике моего МП-2 со стороны Красилова и Гены, видимо, у меня и самого есть подсознательные сомнения в оптимальности избранного пути. Понятно, что не нравится Красилову, слишком большое количество транзисторов на кристалле, он экстраполирует их рост по мере роста разрядности процессора и видит, что при такой прогрессии для достижения разрядности 32, их потребуется два миллиона на кристалле, а для разрядности "БЭСМ-6" двадцать миллионов. Совершенно несуразное с его точки зрения число, но и мне оно не нравится.

Чтобы уменьшить размер процессора, нужно уменьшить количество и/или сложность системы его команд. При этом нельзя снизить быстродействие. Способы повышения быстродействия известны, кроме повышения тактовой частоты это, например, конвейер, придуманный задолго даже до Генри Форда и применённый разработчиками "БЭСМ-6". Сейчас мой микропроцессор работает как средневековый ремесленник-одиночка, начав изготавливать какое-нибудь изделие, доделывает его до конца и только потом приступает к следующему. МП-2 действует также, начав выполнять, например, пятитактовую команду, все пять тактов выполняет только её, и лишь полностью завершив, приступает к следующей.

Процессорный конвейер работает иначе, следующая команда начинает исполняться не тогда, когда полностью завершилась предыдущая, а сразу после её первого такта. В результате, одинокая пятитактовая команда исполняется за 5 тактов, но две пятитактовые команды, следующих друг за другом, исполняются не за 10 тактов, а за 6, три команды за 7 тактов, десять команд за 14, сто за 104, то есть, выигрыш в быстродействии в разы.

Чтобы конвейер работал эффективно, все команды должны, во-первых, выполняться за одинаковое число тактов, во-вторых, действия на каждом такте с одинаковым номером должны быть однотипными для всех команд. Ориентировочно это может выглядеть так:

1)считать команду из памяти, увеличить счётчик команд, чтобы считать на следующем такте очередную команду;

2)декодировать считанную команду, определить, какие блоки микропроцессора нужны для выполнения этой команды;

3)выполнить декодированную команду;

4)определить, куда писать результат;

5)запись результата (в выбранный регистр).

Выигрыш по быстродействию, который даёт использование конвейера, очень велик, но проблемы начинаются уже на первом такте. Например, в МП-2 команды имеют разную длину, то есть, после считывания команды из памяти неизвестно насколько нужно увеличить счётчик команд до анализа команды, а анализ происходит на следующих тактах.

Отсюда вывод, все команды должны иметь одинаковую длину, но это влечёт за собой другую проблему, неэкономное использование памяти. Короткие команды, вроде установки или сброса бита переноса, придётся искусственно увеличивать, чтобы подогнать под размеры более сложных команд. А увеличение занимаемой программой памяти это не только неэкономное её использование, но и снижение быстродействия программы в целом, ей приходится большее количество раз обращаться к памяти. Как же быть? Убеждён, что хорошее решение есть, нужно только как следует подумать.

В этот момент я обратил внимание на молча стоящую рядом Женю. В отличие от программистки Наташи, которая в своё время отличилась вопросом про мохнатую дырочку, Женя знала, что если я молча сижу или хожу по залу, это не значит, что маюсь бездельем.

— Ты что-то хотела сказать?

— Извини, что отвлекаю, хотела поговорить про печать маркировки. Можешь меня выслушать?

— Говори.

— Помнишь, Ленин, когда сидел в тюрьме, передавал на волю письма, написанные на бумаге молоком? Потом получатель нагревал эту бумагу, кажется, над свечой, и текст проступал.

— Читал что-то такое в детстве, — отстранённо ответил я, находясь мыслями в своих размышлениях, но тут же встряхнулся. — Понял, ты говоришь о термопечати.

— Ну, да, можно и так назвать.

К сожалению, придётся огорчить девушку, которая только что совершила творческий акт, опираясь лишь на байку про дедушку Ленина, изобрела новый тип печатающего устройства.

— Увы, такой способ печати давно известен.

— Почему я его нигде у нас не видела?

— Его изобрели где-то за рубежом, точно не помню кто и где. Почему не применяется широко, не знаю, сама по себе идея очень здравая, ты молодец. Действительно, компактное переносное печатающее устройство для маркировки очень бы пригодилось, точечный нагрев мы вполне можем реализовать. Если использовать нагревательный элемент по всей ширине бумаги, то и подвижная головка не нужна, из всей механики останется только прокрутка бумаги. Проблема в самой бумаге, какой, Женя, ты её видишь?

— Пропитать её составом, который чернеет при нагреве. Или не обязательно чернеет, но приобретает любой контрастный цвет.

— Молоком?

— Нет, кое-какие соображения у меня по этому поводу есть, всё-таки химик я или кто?

— Лучший химик в этом зале точно ты. Если придумаешь подходящий состав для пропитки, то это и может быть предметом изобретения.

— Так я займусь этим?

— В свободное от другой работы время.

— Хорошо.

Проводив взглядом девушку я вернулся к мыслям о том, что делать с короткими командами, чтобы они не занимали в памяти столько же места как и длинные, точнее, места они занимают согласно своей длине, просто часть памяти будет "пустой". Стоп, а что мне помешает разместить в одном машинном слове две, а когда слова станут большими, то и четыре коротких команды? Ничто не помешает, кроме того, что процессор попытается выполнить это машинное слово как обычную "нормальную" команду с понятным фиаско. Выход есть, нужно как-то помечать такие "сборные" команды, чтобы процессор сам разбирал их на две или четыре короткие команды и выполнял каждую как "нормальную", не нарушая ход конвейера.

Отдельная проблема, это сравнительно медленные команды обращения к памяти, чем их меньше, тем лучше. Когда я смотрю на написанные на ассемблере программы наших неопытных программистов, то обнаруживаю там большой процент команд пересылки из регистров в память и обратно, и всегда обращаю на это их внимание.

Один из способов борьбы с этим явлением очевиден, увеличение количества регистров общего назначения и выполнение максимально возможного количества вычислений среди регистров без обращения к памяти. Правда, это предъявляет серьёзные требования к компилятору, который должен тщательно анализировать программу, чтобы понять, когда переменные нужно держать в регистрах, а когда в памяти, ну и для адресации самих регистров тоже нужно выделить биты.

Но это всё в моих руках, мало того, что я являюсь довольно редким в настоящее время специалистом, разработчиком микропроцессоров, а если без эвфемизмов, то единственным в мире, так и компиляторы для них тоже делаю сам. Это серьёзное преимущество, и его нужно использовать по полной.

Нужно ещё решить, что делать с линейкой процессоров МП-1, МП-2, которые созданы на основе другой идеологии. Сами по себе они неплохие, а реализовать идеи, которые я только начал продумывать, совсем не просто. Так что, наверное, есть смысл сделать ещё и МП-3, и только потом замахнуться на нечто существенно иное.

Кроме того, рано или поздно представители этой линейки микропроцессоров попадут в руки "потенциального противника", вот и пусть двигаются в этом направлении. Кстати, Красилов слышал от директора, что вскоре начнётся продажа наших калькуляторов на "рассыпухе" за рубеж, так что в прямую конкуренцию со странами капитала, рано или поздно, вступить придётся.

Было бы, наверное, здорово, если бы они начали копировать наши устаревшие разработки, постепенно отставая всё больше и больше, но этого, конечно же, не случится, ресурсы Соединённых Штатов очень велики. Так что рано или поздно начнётся соревнование между нами и в этой области. Такой ход событий меня тоже устраивает, не даст нам застояться и у меня есть ещё чем их удивить.

А пока пора переходить к другому пункту плана. Сразу приступить к его реализации не удалось, меня нашёл Валера. Он вчерне закончил работу над электроприводом будущего электромобиля и даже попытался привязать его к "Запорожцу". Изучил конструкцию и тактико-технические характеристики микролитражки, прикинул требуемую мощность электродвигателя, она оказалась даже меньше названных мною от фонаря двадцати киловатт, ёмкость аккумуляторной батареи для пробега в 200 км. В общем, оказался весьма инициативным работником.

Что касается промышленных манипуляторов, то выяснил, что серийно они у нас в стране не выпускаются, делают ли их кустарным способом в каких-нибудь лабораториях, узнать не смог. Сделал набросок проекта по моему заданию, манипулятор, который обслуживает пространство цилиндрической формы. Для движения механической руки по вертикали использовал шаро-винтовую пару с вертикально расположенным валом с резьбой, в результате обошёлся вообще без "локтевого сустава". Здесь я сам виноват, неудачно поставил задание, похвалил его и изменил задачу.

Александр Викторович Красилов застал своего лучшего исследователя, когда тот, сидя за своим столом, внимательно смотрел на лист бумаги, на котором мягким карандашом были проведены две линии. И ничего кроме этого, если не считать сам карандаш. Подождав пару минут и убедившись, что больше ничего не происходит, начальник отдела решил вывести подчинённого из прострации.

— Глеб, что-то обдумываешь?

— Да. Почему он пишет? — я поднял со стола карандаш.

— Потому же, почему пишет сажа или мел, частицы вещества цепляются за неровности бумаги и остаются на ней.

— Мел на бумаге пишет не очень хорошо.

— Значит, частицы мела прочнее связаны друг с другом, чем частицы графита, графит используется даже в качестве смазки.

— Вот именно, в каком-то смысле его частицы связаны не сильнее, чем у вязкой жидкости. Как это может быть, ведь графит имеет кристаллическую структуру?

Мне нужно замотивировать исследование графита и последующее открытие плоских кристаллов, графенов. Я хорошо представляю технологии получения приличных по размеру портянок графенов, например, путём осаждения на металлическую подложку, но приступить к непосредственной реализации таких технологий, разумеется, не могу. Сначала необходимо "открыть" сами графены, а с этим немного сложнее потому, что я точно не знаю, как они открывались.

— Видимо, эти кристаллы объединены в слабо взаимодействующие между собой конгломераты, — пожал плечами начальник отдела.

— Или сами кристаллы имеют необычную структуру.

— Или так, но это, по-моему, давно описано в литературе. Хотите заняться этим вопросом?

— Да, в рамках поиска новых перспективных полупроводниковых материалов.

* * *

На сегодняшние пятничные посиделки к Шелепину кроме Семичастного пришёл и Полянский.

— Хотел поговорить о Чехословакии, — поднял тему для обсуждения хозяин дома. — До восстания остаётся от полутора до двух лет, точная дата в письме пророка не указана, только 1968 год. В чём будет заключаться это восстание, тоже не написано. Володя, есть какие-нибудь явные признаки?

— Интеллигенция, численность которой, по сравнению с довоенным временем, выросла в разы, как обычно, ворчит помаленьку, среди них всегда есть недовольные, но позиции Новотного достаточно крепкие, он держит всё под контролем. Экономические отношения с нами тоже развиваются нормально. Так что явных признаков предстоящего восстания не заметно, хотя за основными вероятными фигурами мы наблюдаем.

— Может быть, это предсказание всё-таки ошибка, или пророк принял за восстание какие-нибудь малозначащие события?

— Нет, Саша, даже Суслов после Ташкентского землетрясения перестал, по крайней мере вслух, в истинности предсказаний сомневаться. Вот об экономических отношениях, и не только с Чехословакией, я давно хочу поговорить, — ответил Шелепину Полянский. — Если не считать оказанную нами безвозмездную помощь, особенно в послевоенное время, то экспорт-импорт в рублях сбалансирован, но посмотри, что мы им продаём и что покупаем, и по каким ценам. Продаём мы много сырья, руду, соль, хлопок, зерно, энергоносители, то есть, продукцию с низкой добавленной стоимостью, а покупаем продукцию машиностроения, готовые товары. Причём зачастую продаём по ценам, существенно ниже цен капиталистического рынка, так что для них иногда становится выгодной простая спекуляция.