ЭВМ на 460 советских радиолампах сделал пенсионер
Современные компьютеры прячут свою начинку в крошечных чипах, но пенсионер Майк решил сделать всё наоборот. Он повесил на стену дома почти двухметровую машину из сотен светящихся ламп, которая может исполнять программы, сохранять данные и выполнять многоразрядные расчёты.
Устройство собрано из 460 восстановленных ламп 6Н3П, выпущенных в 50–60-х годах. Многие из них уже были в использовании, а потом пролежали на складе более полувека. Каждая лампа содержит два триода, так что всего в машине 920 триодов — из них построены логика, регистры, счётчики, память и арифметический блок.
Лампы стоят на 46 платах по десять штук. Платы подключены к пяти панелям на акриловой основе 190×130 см. Вся конструкция весит около 20 кг. Чтобы сэкономить место и энергию, Майк взял двойные триоды, а высокое напряжение держит ниже 100 вольт.
Архитектура довольно современная для таких деталей: восьмибитные данные и всего 16 инструкций — загрузка, сохранение, арифметика, переходы, ввод и вывод. Вся логика сделана на элементах NOR. Из них собраны восьмибитное АЛУ, генератор, регистры, счётчики и ламповая память.
Небольшая разрядность не мешает большим вычислениям — есть регистр переноса, позволяющий делать 16-, 32-, 64- и даже 128-битные операции, хотя скорость падает. Сейчас запущена программа для 64-битной последовательности Фибоначчи.
Сразу после включения работать нельзя: лампам нужна минута на прогрев, а всей системе — около десяти минут на стабилизацию. Сотни горячих деталей греют комнату, так что это ещё и обогреватель. Рядом Майк держит огнетушитель — предыдущая машина дважды выходила из строя с громким хлопком.
Обслуживание тоже непростое. Характеристики старых ламп сильно различаются, поэтому расчёты часто не совпадали с реальностью. Пришлось сделать испытательный стенд, подобрать номиналы и постоянно корректировать систему. Так как всё висит высоко, для настройки нужна стремянка.
Для вывода используется механический семисегментный индикатор от старых часов British Rail. Компьютер передаёт двоичный результат на интерфейс, который превращает его в десятичный и двигает механические сегменты. Графического экрана нет.
В планах — симулятор полёта дирижабля R80 для внуков: игрок будет управлять балластом, газом, двигателями и рулями, а лампы будут считать положение. Но он ещё не готов — нужно доработать ввод и вывод.
Интерес к таким машинам появился после посещения Блетчли-парка. Майк задумался: можно ли собрать новое устройство на технологиях середины XX века, но с компактной современной архитектурой? Первый компьютер заработал 28 мая 2021 года, нынешний — уже третий. Главное не скорость, а наглядность: чтобы каждую логическую операцию было видно глазами.