Überblick „Systementwurf, Technologie und Konstruktion“ bei den ESER- EDVA- Entwicklungen bis 1990

Autor: Dr. G. Jungnickel

Beiträge zur DDR- Geschichte des Einheits-System der Elektronischen Rechentechnik (1968-1990)
Rechentechnik der DDR im ESER Der internationale Vertragsrahmen Arbeitsumfeld des ESER in der UdSSR  Arbeitsumfeld des ESER in der DDR
Produkte und ROBOTRON-Teams  Beiträge ab 2009

Inhaltsübersicht

Überblick „Systementwurf, Technologie und Konstruktion“ bei den ESER- EDVA- Entwicklungen bis 1990

TECHNIK der EDVA-

Bemerkung zur Entwicklungsmethodik

Prinzipielle Anforderungen an eine Nachfolgegeneration

Arbeitsplatz- Technik

Fakten zum Konzept einer neuen Generation  EDVA  EC 1150

64- Bit ESER versus 32 Bit Technik

ESER- PC

SCHLUSSBEMERKUNGEN
Überblick „Systementwurf, Technologie und Konstruktion“ bei den ESER- EDVA-Entwicklungen bis 1990

 Grundsätze der Entwicklungskultur und Produktpolitik 

Die Verantwortung für Mitgestaltung der „Technischen Politik“ und „Systemkonzeptionen der mittel- und längerfristigen Entwicklung des ESER“ (Konzeption der Architektur- Etappen) prägte die Inhalte der ESER- Strategie. Über alle o.g. Phasen waren nachfolgende Grundsätze der Entwicklungskultur und Produktpolitik „das Geheimnis“ und  der Erfolgsgarant der Arbeit der großen „ESER- Familie von Robotron

·         Strikte Einhaltung der abgestimmtem Operationsprinzipien des ESER und deren schritthaltende Weiterentwicklung über die vereinbarten Architektur- Etappen; 

·   Gewährleistung der vollen Programm- Kompatibilität der EDVA im ESER untereinander und bzgl. des Prototyps; durchgängige Beherrschung aller Prozess- Schritte der Entwicklung vom Systemkonzept bis zur logischen Prüfunterlagen-Generierung  durch eigene Fachleute und mit eigenen Entwurfs- und Entwicklungssystemen;

  • Strikte Einhaltung der „Allgemeinen technischen Bedingungen des ESER“ , speziell Einsatz einer 100%-RGW-Bauelemente-Basis( metrisches Raster)  im Fertigungsprozess,
  • logische und Stecker Kompatibilität des E/A-Interface,
  • Einhaltung der Grundforderungen der ESER-Basiskonstruktion (auf nationale Montage-und Wartungsfähigkeit im Importland orientiert),
  • Einhaltung der „Allgemeinen Technischen Forderungen“, speziell der Lager-und Transportklassen des ESER (sehr nahe an analogen Militärstandards der UdSSR- positioniert),
  • maximaler Einsatz modernster DDR-Technologie, bei Verträglichkeit mit den „Allgemeinen Technischen Bedingungen/ Forderungen;
  • nachgewiesene Lauffähigkeit von vergleichbaren IBM- Betriebssystemen!

Diese Grundforderungen wurden, soweit von der UdSSR- Seite akzeptiert, von den DDR- Fachleuten durch Arbeit in den ESER- Gremien DDR- konform mitgestaltet .

Die Axiome der Existenz des sozialistischen Staatenblockes führten zur beinahe totalen wirtschaftliche Isolation des Ostblockes. Haupt-  Aspekte, wie

  • nicht konvertierbare Währung und daduch keine Partizipierung an der weltweiten Arbeitsteilung ,
  • enge Ausrichtung am Bedarf des Hauptmarktes UdSSR,
  • Verrechnungen des Handels auf Basis  des sog. Transferablen Rubel ,

waren letztlich die Ursachen dafür, dass das reale Niveau und die Ziele der technischen Entwicklung der ESER- Technik  schrittweise und progressiv gegenüber dem typischen Niveau der Weltwirtschaft und ihren führenden EDV- Systemen zurückblieben.

TECHNIK der EDVA

Bezogen auf die EDVA-Linie ist das deutlich erkennbar:

Die EDVA-Entwicklungen orientierten sich nach dem sehr erfolgreichen Start mit EC1040 (Reihe 1 ) , deren Bauelemente-Basis und Basiskonstruktion vom Niveau durchaus vergleichbar war mit Analoganlagen von IBM, vorrangig  auf funktionelle Eigenschaften der sog. Reihe 2 und Reihe 3 des ESER analog IBM/370, tw. auch IBM/4300 u.a. , wie MVS-Fähigkeit, Mehrprozessorarbeit, Diagnosequalität und technische Verfügbarkeitsparameter u.a., sowie die Nutzung der verfügbaren LSI- Speichersortiments, neuer Stromversorgungskonzepte u.a..

Bemerkung zur Entwicklungsmethodik

Um immer wieder anzutreffende Spekulationen über die Entwicklungsmethodik vorzubeugen:

  • DDR- ESER- Maschinen wurden mit eigenem Logik- Entwurf
  • auf eigener Bauelementebasis und Basiskonstruktion entworfen und produziert und mit
  • eigenen Betriebssystemen komplettiert und geliefert. Die genaue Kenntnis der Operationsprinzipien und bestimmter Logik- Details am E/A- Kanal war die alleinige Grundlage der Entwicklung der Gerätetechnik. Die Betriebssystem- Entwicklung benötigte eine genaue Beschreibung der Struktur des Systems und der Schnittstellen der Moduln, sowie eine  Original- Testmaschine. Es galt der Grundsatz „im Falle einer Abweichung ist der Grund der Funktionsabweichung der Logik zu beseitigen“

Die Erarbeitung der Beschreibung der Struktur des Betriebs- Systems und der Schnittstellen erfolgte  in der Praxis auf Basis zweiseitiger Vertragsarbeit mit den Spezialisten der UdSSR


Prinzipielle Anforderungen an eine Nachfolgegeneration

Die nächste Generation einer EDVA – Prozessorfamilie muss, um wirtschaftlich sinnvoll zu sein (wie andere Technik ebenfalls), eine Verdopplung des Anwendungsnutzens zur Vorgängerreihe sichern , was etwa vierfach höhere technische Leistungsparameter erfordert. Das technologische Umfeld der RGW- Wirtschaft ermöglichte jedoch keine wesentliche  technologische Innovation der Grundaufbaues der Anlagen. Die Beherrschung kurzer Signallaufzeiten in den Prozessor- Strukturen generell, speziell aber einer  EDVA,  ist bei der erforderlichen geringen Taktzeit immanent wichtig, da die Signal-Laufzeiten auf den Verbindungsleitungen die Schaltzeit eines Gatters im Chip  sehr schnell übersteigen können .Leitungswege müssen also extrem kurz bleiben. Daher ist es nur durch VLSI- Konzepte möglich, eine absolut kompakte Konstruktion auch ohne sehr aufwendige Multichip-Zwischenträger zu realisieren, um akzeptable Prozessorleistungen zu erzielen.. Abhängig vom Integrationsgrad können daher sehr aufwendige Multichip-Zwischenträger erforderlich werden. .In dieser problematischen  Situation befand sich Anfang der 90-ger Jahre auch die bekannte Firma Siemens, die den Schritt von einer ECL- Technologie (BS 2000/H90, /H100) zu einer tragfähigen perspektivisch wirtschaftlichen Technologiekonzeption bei Mainframes nicht bewältigte.

Um das zu erreichen, waren 1987-88 drei wesentliche Voraussetzungen notwendig:

  • Verfügbarkeit einer hochintegrierten Logik mit geringem Energiebedarf/ Verlustleitung pro Gatter, wie CMOS Gate Arrays;

  • Verfügbarkeit eines EDVA- optimierten (komplizierten keramischen ) Bauelemente- Zwischenträgers

  • höchste Integrationsgrade bei Speicherchips incl. sehr schneller Puffer und Programmspeicher

Da diese Lage in allen RGW- Ländern analog war, gelang es der E 2- Mannschaft, die Robotron-EDVA immer im Spitzenfeld des RGW-Marktangebotes zu halten. Bezogen auf das (theoretische)  Exportkonzept des Kombinates war die ab Ende 1987 verfügbare EC 1057 im Umfeld der UdSSR-Maschinen und unter RGW- Bedingungen ohnehin „state of the art“ und wäre solange exportierbar gewesen, wie kein Technologie- Sprung  in der UdSSR erfolgt wäre, nach Lage der Fakten also noch mehrere Jahre. Darauf gründete sich unser "Überwinterungskonzept"  für das EDVA- Kernpotential.

Zwecks Überwindung der skizzierten technologischen Sackgassen-Situation wuden 1986 nach mehreren technologischen Zwischenkonzepten ( wie etwa TTL/ECL- Mischvarianten ) die Arbeiten an ESER-Zentraleinheiten der Reihe 4 auf Basis einer CMOS-Gate Array- Technologie (CMOS GA U 5300 ) aufgenommen, die nach Lage der Dinge im Mikroelektronik-Programm der DDR bilanzierbar war.

Als gewisser Zwischenschritt wurden erste CMOS Gate Arrays, welche mit dem Entwurfssystem für ESER 4 entworfen  waren und im ZMD Dresden produziert wurden, 1989 in Funktionsmustern eines modernen 16 Bit ESER- PC ( IBM PC AT) eingesetzt. 

Die Bereitstellung einer Reihe moderner, leistungsfähiger Betriebssysteme entwickelte sich im ESER-EDVA-Sektor als weitgehend unabhängige „Produklinie“. Diese OS wurden  gemeinsam mit der UdSSR- Leitorganisation NIZEWT entwickelt und verbesserten das ESER-Leistungsangebot von Robotron stark. 

 
Arbeitsplatz- Technik

Zusätzlich zum ESER- Hauptprofil EDVA  wurde das FG E 2 im Rahmen des „Erzeugnis-programms der dezentralen Datentechnik“ (DEKK) beginnend ab 1978 auch stärker in Themenkreise der „kleinen Technik“ eingebunden. Hauptziel des DEKK war ein einheitliches System der Datenerfassung und Datenverarbeitung durch system-technische Integration der Produktlinien der Betriebe des (ehemaligen) Kombinates Zentronik. Bei E 2 erfolgte dafür z.B. die zentrale Monitor-Entwicklung für alle Robotron-Betriebe oder später die Entwicklung von graphischer Peripherie. Diese Arbeiten wurden planmäßig „bilanziert“ und hatten in dieser Etappe wenige Auswirkungen auf die Erfüllung des ESER-Hauptentwicklungs-Programms des FG.

Etwa zeitgleich mit Beginn der Arbeiten im ESER an IBM-kompatiblen Personalcomputern (ca. 1985) verstärkte auch E 2 diese Produktlinie, ohne diese alternativ zu EDVA zu betrachten bzw. zu bilanzieren.

Fakten zum Konzept einer neuen Generation  EDVA  EC 1150

Unter den führenden Köpfen des FG Geräte (E2)  wurde  nach Abschluss der Entwicklungs- Überleitung der EC 1055M–einer Modernisierung 1. Grades der EC1055 (Reihe 2) zielstrebig daran gearbeitet, mit dem nächsten  Modell eine „echte“ ESER 3- Maschine mit einem gravierenden Leistungs-Sprung zu konzipieren. Daran arbeiteten in gleicher Weise auch die Entwickler des NIZEWT, denn diese Zielstellung war volkswirtschaftlich dringend.

Ein derartiger Leistungssprung war nur mittelfristig durch extrem schnelle ECL-MSI- Schaltkreistechnik denkbar und wurde konzeptionell bei E2 analysiert.. Das war  allerdings nur mit enormem Aufwand für konstruktiv- technologischen Lösungen im Bereich der Kühlung der Steckeinheiten und Paneele erreichbar. Dieser Ansatz  musste gekoppelt werden mit der Verringerung der „Kupferlaufzeit“, was einen keramischen Zwischenträger mit grundsätzlich neuer Kühlung bedingt hätte. Erschwerend wirkte dabei, dass die Verarbeitungsstruktur für ESER-Operationsprinzipien  (64 Bit) einen großen Hardwareaufwand erfordert. Dieses ECL-MSI Konzept  war in der Realität des RGW-Wirtschaft nicht nur sehr anspruchsvoll und komplex, sondern wirtschaftlich nicht vertretbar, weil eine nur für EDVA geeignete Technologie in der DDR und auch mit den ESER- Absatz- Stückzahlen der DDR keine Refinanzierung sicherte. Auch hatte dieser Lösungsansatz im Lichte der großen Chancen, die weltweit bei CMOS erkannt waren und bearbeitet wurden, keine längerfristige Zukunft. Sowohl eine ECL-Nachfolge-Variante, wie auch eine ECL/TTL-Variante, wurden daher für ESER 3 nicht weiter verfolgt.

Mit Forcierung der Arbeiten in der DDR an VLSI- CMOS – Technologien wurde daher bei E2 auf dieses hochintegrierbare, leistungsarme und gut auf kleine Strukturbreiten skalierbare Bauelemente-Konzept (CMOS- gate arrays) als Basis für eine echte Nachfolge der ESER-EDVA gesetzt und dafür umfangreiche Vorarbeiten betrieben. Gate- Arrays (GA) boten die Möglichkeit, auf einer letzten Ebene des Chips- Prozesses  typspezifische Verdrahtungen aufzubringen und damit wirtschaftliche Stückzahlen des Basiskristalles zu erreichen. Allerdings war der Zeitplan der CMOS-Linie für die Produktionsdauer der EC 1055M kritisch.
Aus planungspolitischen und Marketing-Gründen  wurde im ESER die Entwicklung einer Reihe von Zwischenmodellen – eine „Modernisierung zweiten Grades“- beschlossen. Als Nachfolgemodell zur EC 1055M entwickelte die DDR die EC 1056, die UdSSR die EC 1036, EC 1046 u.a.

In der UdSSR bestanden analoge Konzeptionsprobleme um einen echten technologischen Nachfolger . Zu diesem Zeitpunkt hatten sich die bilateralen Arbeitsbeziehungen des DDR- Teiles des RCK ESER mit dem Generalkonstrukteur des ESER und Generaldirektor des NIZEWT und seinen Mitarbeitern sehr kollegial und vertrauensvoll entwickelt. Der Autor kann daher die o.g. Feststellungen mit detaillierter Sachkenntnis treffen. Die Entwicklung der IBM-kompatiblen Computerindustrie in Russland nach 1990 bestätigt das zusätzlich. Erst 1993 gelang es dem NIZEWT, in Kooperation mit dem Halbleiterwerk Selenograd die Entwicklung einer ECL- GA- EDVA hoher Leistung zu realisieren, da hatte das Second Hand- Geschäft mit IBM -Systemen die Lage entschieden. 

64- Bit ESER versus 32 Bit Technik 

Die durch" höchstrangige Beschlüsse"  in der DDR ausgelöste Konzentration auf die sog. „32- Bit–Technik“( Programm analog VAX 780 der Firma DEC für CAD/CAM-Anwendungen) im Dresdner Raum beeinflusste die Arbeit der Karl-Marx-Städter am ESER in dieser Phase zunehmend. Die zunächst praktizierte Parallelität zwischen ESER und 32-Bit Technik führte vorrangig zu großen Kapazitätsengpässen in der DDR-Zulieferindustrie(Leiterplatten , Bauelemente , Entwurfskapazität der Mikroelektronik .. )  sowie zur extremen Verknappung der ohnehin unzureichenden Robotron-eigenen Technologie- und Werkzeugbaukapazitäten, aber auch zu Einschränkungen der EDVA-orientierten Anwendungs- Software- Entwicklung im Bereich Dresden u.a.m.

Die Signale für alle Kooperations- Partner waren zentral auf „32-Bit“  gestellt , ESER hatte die politische  Priorität „wenn noch etwas zusätzlich machbar ist“ .

Es fiel daher zunehmend schwerer, die hohen technischen Anforderungen an eine echte neue Produktgeneration der ESER- EDVA (Basis : CMOS-LSI gate array, neues Steckverbinder–/Leiterplattensystem, Multichip-Modul-Keramikträger ?? u.a.) in den Plänen zu bilanzieren, zumal andere profilbestimmende Industriezweige der DDR (Werkzeug- und Textilmaschinen-Bau, Anlagenbau u.a.) großen Druck auf die Bauelemente-Zulieferindustrie machten, allerdings systemtechnisch nicht kompatibel. Die technische stark divergierende Politik vieler weltweit führenden Firmen, deren Profile alle  in der DDR-Industrie vertreten war, sollte in der kleinen DDR-Industrie „nachentwickelt“ werden!

Die neue EDVA-Generation des ESER (ESER IV) brauchte zumindest  ein verschobenes Zeitfenster.

Zum Überlebens- Konzept der DDR- ESER- Linie gehörte, den zu erwartenden technologischen Fortschritt der CMOS–Technologie bis etwa 0,6 µm–Strukturen zu nutzen, um die großen technologischen und wirtschaftlichen Aufwendungen für Multichip- Modul Keramikträger zu relativieren oder zu umgehen.

 

ESER- PC

Das Arbeitsprofil des FG Geräte   wurde 1987/88  verstärkt auf solche  System- und Produktentwicklungen, wie z.B. die IBM-kompatiblen ESER-Personal-Computer EC 1834 (1988) , EC 1834.01(1989) und den IBM PC AT kompatiblen EC 1835 (1989) umgestellt. Die Mitentwickler und Hauptüberleitungspartner waren die Robotron-Betriebe „VEB Buchungsmaschinenwerk Karl-Marx-Stadt“ und der „VEB Büromaschinenwerk Sömmerda“ . Dabei trug E 2 im Verbund mit den FuE- Bereichen der o.g. Betriebe die Systemverantwortung und einen hohen Anteil der Entwicklung.

Im Ergebnis der immer stärkeren Konzentration des gesamten Dresdner Raumes (Entwicklung, Technologie, Produktionskapazität, Finanzcontroling )  auf die 32-Bit-Technik war daher die Vereinigung des Karl-Marx-Städter Betriebsteiles E 2 mit dem Betrieb VEB Buchungsmaschinenwerk Karl- Marx-Stadt eine zwangsweise Folge, um ein gewisses Gleichgewicht der Versorgung der großen Robotron- Produktionsbetriebe mit leistungsfähiger F/E–Kapazität zu ermöglichen und andererseits dem Team des FG2 eine seinem Ingenieur-Potential und Erfahrungen entsprechende Perspektive zu erhalten.

Die Produktlinie der ESER-PC gestaltete sich extrem schnell zu einem Kristallisationskern für die genannten Großbetriebe in Chemnitz und Sömmerda. In der gesamten DDR-Wirtschaft wurde darüber hinaus die Orientierung auf die INTEL-Prozessorfamilie I/286 und nachfolgend I/386 sehr stark unterstützt und zur Basis weitreichender Pläne. Man hoffte auf eine sogenannte Ablösung der enorm zugenommenen Importe durch DDR-eigene Produkte mit geringerem Valutabedarf.

Die Funktionsmuster des o.g. EC 1835 wurden im Herbst 1989 erfolgreich mit eigenen Prozessor-SK und einigen hochintegrierten CMOS-Gate Array- der Serie U 5301 erprobt  )

SCHLUSSBEMERKUNGEN

Im mittelfristigen Plankonzept E2 war es bis Ende des Jahres 1989 nicht vorgesehen, die Entwicklung von ESER- EDVA mittlerer Leistung aufzugeben. Vielmehr bestand das Grundkonzept der Leitung des WTZ Chemnitz darin, der Stabilisierung der neuen CMOS- Basis U5301 der künftigen EC 1150 zunächst durch den Einsatz von 3 Typen U 5301 im IBM PC-AT-kompatiblen PC EC 1835 einen kräftigen Impuls zu verleihen und einen neuen Bilanzierungsfreiraum durch das hohe Gewicht der EDVA-Exporte und von ESER-PC  und deren Anwendung in allen strategischen Positionen der DDR zu erlangen. Dieses Konzept war jedoch spätestens ab März 1990 politisch nicht mehr aktuell.

Als echter Nutzen des festen Glaubens an die Nachhaltigkeit der IBM/370 /390 Architekturlinie  ergab sich  die sehr schnelle Erkenntnis der IBM Deutschland, dass in Chemnitz ( aber auch Berlin und anderswo)  gut ausgebildete „IBM“- Spezialisten verfügbar waren.

Der Industriestaat DDR hatte, am internationalen Vergleich der sozialistischen Staaten gemessen, pro Kopf noch Anfang der 80-er Jahre die größte Dichte an modernen Technologiefeldern. Und es bestand ...ein gravierender Versorgungsmangel bei neuen Ausrüstungen, Materialien und Bauelementen für ihre Weiterentwicklung . Die Embargo- Politik von USA und NATO, sowie der enorme Devisenmangel als Ausdruck der Isolation am Weltmarkt und der geringen Leistungsfähigkeit der Wirtschaft einerseits, und andererseits die fehlende Möglichkeit, in Ostblockländern das zu kaufen, was hohen Anforderungen entsprach und für eine schnelle dynamische Weiterentwicklung zwingend war, waren der Grund für einen unausweichlich immer stärker anwachsenden technischen Rückstand. Die fehlende internationale Kooperation konnte durch noch so hochgesteckte Ziele der Führung des Staates nicht weggeredet werden, ganz zu schweigen von den Möglichkeiten, der sich entwickelnden globalen Wirtschaft etwas substantiell Hochwertiges entgegenzusetzen.

Eine analoge Mangelsituation bestand in der UdSSR und anderen Ländern des ESER, der Bedarf war höher als das Aufkommen und die Finanzierungsmittel und im RGW bilanzierten Transferrubel. Der isolierte sozialistische Wirtschaftsraum befand sich durch diese "negative Rückkopplung" in einer Abwärtsspirale.

In dieser Lage entstanden in der DDR verschiedene pseudomoderne technokratische Konzepte, wie CAD/CAM oder CIM. Milliarden Schulden wurden aufgenommen, um Importe aus der BRD und anderen entwickelten Staaten zu finanzieren. Darunter waren auch echtzeitorientierte moderne CAD-Rechner + Software. Auf dem Gebiet der RT wurde die 32-Bit- Rechentechnik (32-Bit VAX / Linie) politisch zu einem Wundermittel stilisiert, das unbedingt im Eigenaufkommen der DDR entwickelt und "produziert" werden musste. Führende Leiter bestimmter Wirtschaftszweige nutzten die Forderung nach derartiger fehlender Spitzen- Technik oftmals als Alibi unbefriedigender Arbeitsstände und stellten hypothetische Konzepte vom Typ  "Was wäre, wenn.. " auf. Die Leitung des Kombinat ROBOTRON war diesem Zwang ebenso ausgesetzt, wie z.B. das Kombinat Mikroelektronik u.a. wichtige Kooperationspartner der ESER- Rechentechnik. Eindeutige Analysen der ESER- Fachleute und ihrer Partner zur Unmöglichkeit, ESER und 32-Bit (K184X) im Rahmen Robotron und im Rahmen der Zulieferindustrie als zwei parallele Linien zu bilanzieren, was nicht nur die Architekturen, sondern den gesamten technologisch- konstruktiven Inhalt und dessen Entwicklungsphilosophie betraf, wurden ignoriert bzw. durch "Ideologie" unterbunden.

Im Politbüro der SED gab es aber keineswegs einhellige Meinungen zum Gewicht der ESER- Technik. Eine interessante Quelle (Artikel)  bestätigt uns das, im Rückblick auf 25 Jahre DDR- Geschichte. Besonders die Exportrentabilität der ESER- Technik und ihr Volumen fanden auf höchster Ebene durchaus hohe Wertschätzung. Um so erstaunlicher allerdings, dass in der Kombinatsleitung Robotron keinerlei Anstrengungen spürbar waren, ESER mit hoher Priorität für die Pläne nach 1990 [ESER IV mit CMOS Gate Arays U53XX ] weiterzuentwickeln. Man war offenbar zu feige und es fehlte eine strategische Systempolitik des Ministeriums. 

Aber auch auf dem Gebiet der Arbeitsplatz- Computer wurde nicht sorgfältig geprüft und koordiniert, welche Architektur und Basis- Konstruktion für die Versorgung der DDR und als Export- Schlager geeignet wäre. Anders ist wohl nicht zu verstehen, warum bei 16 Bit- Personalcomputern der Linie A71xx Lösungen gewählt wurden , die sich von der international "state of the art" PC- Linie konstruktiv und logisch unterschieden und zwangsweise zu Doppelarbeit , Mehraufwand und letztlich bei eng begrenzter Entwicklerkapazität zu Tempoverlust führte.

Zu den "Host"- Architekturen erläuterten Verantwortliche des Fachgebietes E2 schon 1987 an verschiedenen "zentralen" Stellen und in klaren Dokumenten diese o.g. Fakten. Ein Auszug aus der>> Realisierungskonzeption für ESER Reihe 4 (.doc; 2,5 MByte , ... .doc) aus dem Jahre 1987 und weitere Dokumente des CK an  das MEE zu Grundfragen der Entwicklung sind noch erhalten. Unsere Argumente zugunsten der hohen und noch längere Zeit stabilen Export-Rentabilität der ESER- Technik in die UdSSR (es war genau bekannt, dass in der UdSSR der gleiche Technologie- Rückstand bestand) und zur hohen Einsatzdichte der ESER-Anwendungen in wichtigen DDR- Kombinaten, Staatsorganen, Handel und Verkehr, Forschung und Entwicklung usw. waren für Dresden und Berlin ideologisch unpassend ! Natürlich war in dieser Phase auf Lieferungen guter 32- Bit Rechner aus der UdSSR kaum mehr wirklich zu hoffen. Und natürlich musste in dieser Phase auch der Bedarf an dieser Technik objektiv gedeckt werden, aber war der Import fertiger Maschinen nicht wirtschaftlich sinnvoller, zumal eine "prototyp- nahe" Eigenentwicklung großer 32-bit-Rechner ohne echte Ablösekonzeption der LSI- Spezial-Schaltkreisbasis bleiben musste , wie sie z.B. bei Intel-286 /386 basierten Architekturen real war.

Es bestand keinerlei wirtschaftliche oder systemtechnische Notwendigkeit, dass  sich unter den bekannten wirtschaftlichen Fakten die Leitung des Kombinates Robotron und das Ministerium EE  ab ca. 1886 von der Perspektive der ESER- EDVA distanzierte, denn es war für jeden Fachmann klar absehbar, dass die 32-Bit-VAX-Linie mit Modellen größerer Leistung wenige Zeit später die gleichen technologischen  Hürden zu überwinden hat, wie die ESER- Linie, sofern eine eigene SK- Basis zum Einsatz käme. Eine Adaptions- Entwicklung der Art K18xx war nicht fähig, die Eigendynamik der Entwicklung der CMOS-Technologie der DDR, speziell der Gate Array-Technologie für logische Entwürfe zu nutzen.

Die ESER- Entwicklungsmannschaft in Karl- Marx- Stadt machte in dieser Situation die Entwicklung der ESER- Personal- Computer-Linie EC 1834 und 1835 in verstärktem Umfang zu einem Mittel, das Entwicklungs- Potential "nützlich zu parken" und damit quasi eine zweite Produklinie zu entwickeln, die perspektivisch mit ihrem hohen Leistungspotential und mit dem Charakter einer Groß- Produktion sehr bedeutsam wurde. Unsere IBM- kompatiblen PC begannen in der DDR einen Triumph- Zug und waren in der UdSSR sehr begehrt. Sie gaben der ESER- Linie auch die(!) Chance, eigene CMOS- Gate- Array- SK aus Dresden zu einer neuen Bauelementebasis des ESER reifen zu lassen>> ESER-DDR Umfeld Systementwurf Technologie.htm) . Die Umstände dafür waren günstig , denn in der DDR- Industrie war das SK- Sortiment des EC 1835 - nach dem damals vorhanden DDR- Blick "auf die Welt" weitgehend gesichert >> Koordinierungsvereinbarung zum U5300 (Auszug) . Mehr dazu auch im Abschnitt >> Vorlaufarbeiten.

Zum EC 1835 und des darin verbauten ersten Gate- Arrays U5301FC003 siehe auch den Artikel "EC1835" in Wikipedia.

 Zusätzliche  Fakten:

  • 1989/1990 wurden noch ca. 150 Stück EC 1057 gebaut und viele traditionell exportiert.
  • Auch etwa 8.000 Stück ESER- PC EC 1834/EC 1834M wurden noch bis ca. Ende 1991(!) aus Sömmerda und Chemnitz in die UdSSR geliefert, anteilig mit importierten Baugruppen..
  • Das neue 32-Bit TOP- Modell K184X war unter DDR- Bedingungen (wegen der fehlenden eigenen Schaltkreis- Basis u.a.) praktisch nicht produktionsreif.

Beide Architektur- Linien verloren in der DDR ab 18.03.1990 abrupt ihre Bedeutung! Die nachfolgende fragwürdige Umstellung des transferablen Rubel (TRbl) auf 2,34 DM (am 01.07.1990) beschleunigte diesen Prozess enorm, beim traditionellen UdSSR- Partner gab es keine harte Valuta -nur noch Restbestände an TRbl. !

Längerfristig betrachtet war die Hochtechnologie Rechentechnik als großer Produktionsfaktor aber auch ohne derartige Fehleinschätzungen in alten oder neuen Strukturen nicht konkurrenzfähig. Selbst zwei Große der Branche orientierten in perspektivischer Vorausschau Anfang der 90-er auf den Auslauf der Fertigungen in Deutschland (IBM) bzw. waren wirtschaftlich gehalten, ihre Mainframe- Produktion in Deutschland 1994 einzustellen (Siemens). Bei PC- Fertigungen ringt 2007 der letzte große europäische Fertigungsbetrieb um schwarze Zahlen, die mit dem Branchendurchschnitt vergleichbar wären.

Nachbetrachtungen aus  Sicht des Jahres 2015 zur Technologie-Entwicklung

Im Verlaufe  der heute überschaubaren Etappen der Entwicklung der Rechnerarchitekturen seit der Ankündigung der IBM/360 Architektur (1964 ) bis etwa zum Zeitraum  des IBM Systems Z ( Enterprise 196 -z196) 2010, können wir eine enge Korrelation zwischen einer optimierten Nutzung der verfügbaren Hardware-Technologie, vorrangig des Mikroelektronik - Integrationsniveaus einerseits, und dem Charakter der Befehlssätze und der damit verbundenen Programmphilosophie, incl. der Nutzung verschiedener Assemblerniveaus bzw. Programmiermethoden beobachten.

Für die Klasse der  Computer , die der leistungsfähigen Datenverarbeitung dienen sollen, kann man grob  feststellen, dass im Verlauf von der anfänglichen Dominanz der CISC - Architektur über eine geradezu inflationäre Betonung und Übertreibung der RISC- Konzepte wieder eine weitgehende Renaissance der CISC- Struktur zu beobachten ist. Die  überragenden Eigenschaften moderner Architektur- Mikroprozessoren lassen allerdings derartige Merkmale ab 2010 generell in den Hintergrund treten; die hohe Integrationsdichte bei niedrigsten Struktur- Größen ist dafür die Basis ! 

Wichtig ist  zu bemerken, dass  die Struktur bzw. das Grundkonzept der Betriebssysteme und Anwendungsprogramme diesem Wandel folgten bzw. dass sich dabei eine gegenseitige Stimulierung / Einflussnahme vollzog. So erfolgte aus der Verlagerung von Hardwareprozessen in die  Compiler- Strukturen wiederum die Optimierung von RISC- CPU , z.B. in deren Registerstruktur usw. Der technologische Hintergrund für den Vormarsch von RISC-Architekturen war neben der Abkehr von der  Assembler-Programmierung bei Betriebssystemen u.a. die Verfügbarkeit billiger großer Hauptspeicher- Kapazitäten für die Optimierung von Programmen , die trotz längerem RISC-Code effektiv waren , sowie die Nutzung der im jeweiligen Halbleiter- Strukturniveau erreichbaren Gatterzahlen im Chip für maximale Leistung. Obwohl anfangs mehrheitlich Zweifel an den (technologisch implizierten)  Vorteilen von RISC  bestanden, begannen später auch viele namhafte  Computerhersteller damit, eigene RISC-Architekturen zu entwickeln.

Den oben skizzierten Wechsel der Architektur- Grundprinzipien und der damit einhergehenden gewaltigen Investments quer durch die gesamte Wirtschaft kann man angesichts ihrer gewaltigen Dimension etwa mit dem Zyklus der Gezeiten der Weltmeere vergleichen !

Der IBM /360 - bis /390 Architektur lag eine sog. CISC -Design-Philosophie (Complex Instruction Set Computer) zugrunde , für einen Computer mit komplexem Befehlssatz. Ein CISC-Befehlssatz zeichnet sich durch viele, verhältnismäßig mächtige Einzelbefehle aus, die für eine komplexe Hardwarestruktur optimiert sind. CPUs mit CISC-Befehlssatz waren lange Zeit mikroprogrammiert. Dieser Ansatz war neben seinem spezifischem Architektur-know-how  von der ca. 1964 verfügbaren ( langsamen und niedrig integrierten) Schaltkreisbasis und der Hauptorientierung auf eine kommerzielle Datenverarbeitung geprägt. Charakteristisch war in dieser Phase zudem, dass die Befehlssätze der Prozessoren immer umfangreicher wurden , um auch komplexere Rechenschritte „auf einmal“ mit nur einem Maschinenbefehl ausführen zu können, um dadurch schneller und leistungsfähiger zu werden. Die Mikroprogrammierung der Rechenwerke war typisch , führte aber auch dazu, dass die Komplexität immer weiter zunahm. (Der Begriff CISC selbst wurde in den 1970-er Jahren von IBM  eingeführt, um deren klassische Befehlssätze besser zu charakterisieren).

Nachdem die Mikroelektronik- Prozessortechnologie zur Integration- Möglichkeit sehr komplexer Strukturen in einem Chip führte und infolge dessen eine weitgehend neuartige Form des Architektur-Design Raum erhielt, verbreiteten sich  RISC- Computer (Reduced Instruction Set Computer ). RISC verzichtet zugunsten einer hohen Ausführungsgeschwindigkeit und eines niedrigeren Decodier- Aufwands weitgehend auf komplexe Befehle, orientiert auf geringe Verarbeitsungsbreiten (32 Bit) und war daher für eine Phase von ca. 10-15 Jahren für die Integration von weitgehend komplexen Strukturen in Mikroprozessoren (in einem Kristall) vorteilhaft; eine 32- bit orientierte RISC Architektur ist natürlich deutlich besser zu integrieren

Die weitere technische Entwicklung bei Hochleistungs- Mikroprozessoren hat seit geraumer Zeit dazu geführt, dass Hersteller von firmeneigenen  RISC - Computern den Wettlauf mit den Mikroprozessoren von INTEL oder AMD aufgeben mussten, moderne Mikroprozessoren haben alle wesentlichen Vorteile der RISC- Design übernommen. Heute findet man auch kaum noch mikroprogrammierte CISC-CPUs. Ab dem Pentium Pro verfügen die Intel-Prozessoren über eine vorgeschaltete Funktionseinheit, die die komplexen Befehle in RISC-Befehle übersetzt. Weitere Beispiele für CPUs mit CISC-Befehlssatz sind der Intel 8086, der Intel 80386, der Motorola 68000 und die CPUs der System z-Reihe von IBM.  (https://de.wikipedia.org/wiki/Z_Systems )

Laut WIKIPEDIA  sind bei aktuellen Großrechnern  reine bzw. weitgehende RISC-Chips inzwischen jedoch fast vollständig von den Mikroprozessoren der Intel x86-Linie verdrängt, die einen RISC-Kern mit einer CISC-Emulationsschicht verbinden. Deren Ursprung aus dem erfolgreichen Massenmarkt-Einsatz macht die Kleinserien der Großrechner-RISC-Chips unrentabel. DEC Alpha wurde eingestellt, ebenso HPs PA-RISC, Suns SPARCs werden nicht mehr produziert, PowerPC-Chips fertigt nur noch IBM selbst, Renesas SuperH hat kaum mehr Verbreitung, XScale, MIPS und StrongARM sind in Großrechnern selten oder verschwunden. Die Liste der schnellsten Prozessoren  ist sehr heterogen. Man findet „RISC-Prozessoren“ wie „CISC-Prozessoren“ wie auch Prozessoren, die von Grafikprozessoren abstammen. Wichtig für Supercomputer ist die Skalierbarkeit der Architektur für den parallelen Betrieb zehntausender bis hunderttausender Kerne. Die überwiegende Anzahl der Prozessoren der TOP500 sind x64-kompatible „CISC-Prozessoren“ (76 Prozent: Intel Xeon und AMD Opteron). Als „RISC-Prozessor“ steht der IBM Blue Gene (PPC) mit 18 Prozent ganz vorn.

Der über Jahrzehnte kontinuierliche Weg der IBM - Architekturentwicklung ist beindruckend und vorrangig auf den Erhalt einer Spitzenposition in der aktuellen Anwendungspyramide moderenr Datenverarbeitung und gleichzeitig den Erhalt des enormen Kunden- Stammes und dessen Anwendungssystemen orientiert. z Systems (früher zSeries oder System z) (https://de.wikipedia.org/wiki/Z_Systems ) ist die aktuelle Großrechnerarchitektur der Firma IBM. Gegenüber der Vorgängerarchitektur S/390 zeichnet sich z Systems vor allem durch die 64-Bit-Adressierung aus. Ältere Programme, die noch mit 31-Bit- oder 24-Bit-Adressierung laufen, werden ebenfalls noch unterstützt. Im System-Design der IBM z Systems sind alle Komponenten komplett redundant ausgelegt, so dass die Modelle besonders ausfallsicher und zuverlässig sind. Das „Z“ in z Systems steht für „Zero Downtime“.Das aktuelle Modell IBM z13 ist in der Lage mit maximal 85 LPARs[1] verschiedene Betriebssysteme parallel auszuführen.

In der Geschichte der IBM Mainframes hat sich die Ausrichtung mehrfach erweitert und ergänzt. Kommend von traditionellen Workloads (viele Transaktionen, OLTP Datenbanken, Batch und Quality of Service, QoS) öffneten sich ab 2001 Linux-Workloads (WebSphere, Analytics und Oracle) und schließlich auch der Java-Workloads für die Mainframe-Anwender. 10 Jahre danach wurde das Mainframe System für Themen wie Cloud, Mobile und Operationale Analytics vorbereitet

 Als lakonische Zusammenfassung  mit dem Rückblick auf das Jahr 1990 kann man also feststellen:

- Die Computerindustrie der UdSSR, der DDR und der anderen Staaten des RGW steckte- neben den weiteren Wettbewerbsnachteilen - in einer komplexen TECHNOLOGIE-Krise stand vor einer hohen ARCHITEKTUR- Bariere, die komplexe IBM -Architektur (/370,/390) war nur mittels höchster Integrationsgrade der Prozessorlogik weiter entwicklungsfähig. Aber auch nur wenige führende westliche Firmen konnten sich unter den Bedingungen der zunehmenden Globalisierung  des Marktes  weiter profilieren, viele andere fielen ebenfalls dieser Architektur-bzw. Technologie- Falle zum Opfer.
- Die 1988/89 bei Robotron Fachgebiet Geräte Karl- Marx- Stadt im Verbund mit den großen Robotron- Werken in Sömmerda und Karl-Marx- Stadt und dem Betrieb Mikroelektronik Erfurt eingeleitete Fokussierung auf die INTEL- Mikroprozessor - Architektur war eine Orientierung - deren Zukunfts- Stabilität heute deutlich ist.
Allerdings hatte eine isolierte DDR unter Embargo- Bedingungen keinerlei Chancen...

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© Dr.Jungnickel