Aspekte des Technologie- Weges des ESER am Hintergrund des ständigen Fortschritts der IT- Technologie und des „Architektur- Wettlaufs“ der RGW- Länder – eine Analyse aus der Sicht des Jahres 2017


Hauptgebäude NIZEWT
Beiträge zur DDR- Geschichte des EinheitsSystem 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 Chancen nach 1990 Beiträge Zeitraum 2009-2013 Bücher und persönliche Notizen 
   
   
 
Gesamt- Geschichte und Hauptrichtungen  Rechentechnik  der UdSSR

NIZEWT und ESER-Mainframes der UdSSR

Etappe ab 1985 in der UdSSR

Paradigmenwechsel Etappe der Supercomputer

Technologie-Aspekte 2017- Erinnerungen an V.V. Prschijalkowskij
Аспекты технологического пути ЕСЭВМ с позиции 2017 г.

Aktuelles zur WEB- Site

   

Aspekte des Technologie- Weges des ESER am Hintergrund des ständigen Fortschritts der IT- Technologie und des „Architektur- Wettlaufs“ der RGW- Länder – eine Analyse aus der Sicht des Jahres 2017

Dem  Andenken an den langjährigen  Generalkonstrukteur des ESER Viktor Wladimirowitsch Prschijalkowskij  gewidmet.

Der Artikel befindet sich ( in Russisch) auch im Moskauer "Computer- Museum".

 

 

Viktor Vladimirowitsch Prschijalkowskij

Generaldirektor des NIZEWT 1977 bis 1991

Generalkonstrukteur des ESER 1977-1990

-geb.:02.03.1930 – verst.: 22.08.2016

 

-Nachruf (ru)

 

Abschnitte
Vorbemerkungen
Das Einheits- System der Elektronischen Rechentechnik (ESER) – eine kurze Betrachtung der Historie

ESER- die EDVA -„Mainframe“-Linie
Über die Zweckmäßigkeit der Arbeit nach ausländischen Prototypen
Aspekte der Architektur- Entwicklung und der Wirtschaftlichkeit der IT- Technik und deren erforderlichen volkswirtschaftlichen  Bedingungen
Die Architektur und Position von IBM auf dem Weltmarkt – weiterhin stabile Faktoren 
Blick auf Gegenwart und Zukunft -  die digitale Revolution und ihr „Umfeld“

Die grundsätzliche Rolle der zweiten industriellen Revolution
Zur „Schlüssel-Rolle“ der µE- Industrie
Zur Zukunft der  µE- Technologie

Technologie- und Politik-Tendenzen - 25 Jahre nach dem Ende des RGW
Resümee
 
Vorbemerkungen

Moderne Wirtschaftsprozesse, Geschäftsmodelle, das persönliche Leben von mehreren Milliarden Menschen erfolgen heute im Rahmen einer beispiellosen Digitalisierung, einer digitalen Revolution. Dieser Siegeszug der digitalen Welt, der  Mikroelektronik und ihrer intelligenten Nutzung begann mit der breiten Einführung der digitalen Informationsverarbeitung vor ca. 50 Jahren. Diese Etappe ist eng verbunden mit hervorragenden Leistungen hunderttausender Ingenieure, Technologen, Programmierer und  Wirtschaftsmanager, von  herausragenden Persönlichkeiten an der Spitze von Unternehmen und Forschungsstätten. Sie alle schufen wichtige Grundlagen der Leistungskraft der Wirtschaft, der Funktion des Staates, unseres gesamten heutigen Lebens. Das Einheitssystem der Elektronischen Rechentechnik  (ESER) war in den Ländern des RGW ein wichtiger Baustein dieses Fundaments, eine klare Orientierung auf internationale Standards. Ein historischer Rückblick darauf hilft uns zweifellos, Impulse und Schlussfolgerungen für heute zu gewinnen. 

Das Einheits- System der Elektronischen Rechentechnik (ESER) – eine kurze Betrachtung der Historie  

Das Einheitssystem der Elektronischen Rechentechnik  (ESER)** hatte eine enorme ökonomische und technische Bedeutung für die Volkswirtschaft der UdSSR, DDR und der anderen Länder. Das System wurde 1969 in Übereinstimmung mit der Mehrseitigen Regierungsvereinbarung zur Entwicklung, Produktion und Anwendung eines Einheitssystems (MRK- Abkommen)  der Elektronischen Rechentechnik  (ESER) gegründet. Drei System- Generationen dieses Einheitssystems bestimmten ab Mitte der 70-er Jahre die Effektivität der Organisationsprozesse und der Automatisierungsvorhaben der Volkswirtschaft, sie waren das Rückgrat der elektronischen Datenverarbeitung in der Wirtschaft und im Staatsapparat. Tausende ESER- Systeme arbeiteten in den Ländern des MRK- Abkommens_ in erster Linie auf den oberen Ebenen der Rechnerhierarchien. Die Mehrzahl der Aspekte des ESER, seine Geschichte und Entwicklung im Verlaufe einer Generation des Schöpfertums, von mehr als zwei Jahrzehnten sind sehr ausführlich in den vielen Arbeiten ihres letzten Generalkonstrukteurs Viktor Wladimirowitsch Prschijalkowskij  und seiner Mitstreiter dargestellt.    

Original

Deutsche Übersetzung

- Научно-исследовательский центр электронной вычислительной техники

Историческая справка В.В. Пржиялковский

Historischer Ueberblick zur Rechnerfamilie des ESER( ЕС ЭВМ)

V.V.Prschijalkovski

- Операционные системы ЕС ЭВМ; В. В. Пржиялковский

Betriebssysteme des ESER ( Überblick)

V.V. Prschijalkowskij

- Единая система ЭВМ стран социалистического содружества

V.V. Prschijalkowskij , G. Jungnickel

Das Einheitssystem  der elektronischen Rechenmaschinen (ESER)  … (Übersetzung)

V.V. Prschijalkowskij , G. Jungnickel

- Очерк становления Единой системы ЭВМ (В.К. Левин, действительный член РАН )

Abriss zur Entstehung des Einheitssystems der EDVA  (V. K. Lewin , Akademiemitglied der RAdW)

Die Entwicklungsgeschichte der ESER- Arbeiten in der DDR und ihres Zusammenhanges mit der Volkswirtschaft der UdSSR ist als Komplex auf den Seiten der Domäne ESER-DDR dargestellt.  Neben vielen anderen Fakten und Betrachtungen kann man dort nachlesen 

- Zur ESER – Startperiode- Dr. Manfred Günther- der erste Chefkonstrukteur der DDR im ESER- in einem Interview

- Wirtschaftlichkeit des ESER und betriebswirtschaftliche Aspekte

Dieser Artikel konzentriert sich auf die Analyse der Technologie-Krise, die verstärkt nach 1985 in der UdSSR, DDR und anderen RGW- Ländern die IT- Arbeiten erfasste, sowie auf deren wirtschaftspolitischen Zusammenhänge. Er zeigt gleichzeitig die dialektischen Zusammenhänge zu den beachtenswerten Leistungen der Systemspezialisten, Ingenieure und Programmierer des ESER, die unter oftmals kontraproduktiven Bedingungen erbracht wurden.   

Wir möchten in diesem Kontext unterstreichen, dass insbesondere die Leitungen der führenden Entwicklungsorganisationen des Systems eine umfangreiche und verschiedenseitige komplizierte Arbeit leisteten und damit über viele Jahre die Rolle des ESER als dem dominierenden IT- System der MRK- Länder (Mehrseitige Regierungskommission Rechentechnik) erhalten konnten. Die Hauptrolle spielte dabei zweifellos des Generalkonstrukteur des ESER und bis 1990 Generaldirektor des NIZEWT, der als hervorragender Organisator und exzellenter Experte einen großen Beitrag zur Entwicklung der Rechentechnik in der UdSSR und in den Mitgliedsländern des Abkommens leistete. Ihm gelang es, diese Arbeiten auch unter komplizierten Rahmenbedingungen bis 1990 auszuführen, bis  zum Ende der Arbeiten im internationalen Rahmen.  

Wir sehen heute deutlich, dass Krisensituationen und Etappen geringen Entwicklungstempos in der gesamten Welt auftraten, aber auch sprunghafte Entwicklungen in der modernen IT- Architektur. In verschiedenen Phasen der Entwicklung der Bauelemente- Basis stellten sie sich in verschiedener Form dar. Und wir wissen heute, dass die Einführung von komplizierten Architektur- Eigenschaften das Zurückbleiben und die Nachteile einer veralteten technischen Basis keinesfalls wirksam kompensieren können. Andererseits haben hervorragende Eigenschaften der Bauelemente- Basis ganz zweifellos einen wichtigen Einfluss auf die verschiedenen Entwicklungs-Richtungen der IT- Architekturen, die für Massenanwendung vorgesehen sind. Das ESER- Reihe «3» und «3/4» , d. h.  die CISC- Architektur von  IBM/360 und später/370 und  /390,  hat derartige Situationen in spezieller Weise auch durchlebt (s.u.).

Es ist natuerlich möglich, für Aufgaben mit geeigneten parallelisierbaren Algorithmen (z.B. Matrix-Moduln) oder durch sehr aufwendige Hardware mit mehreren weitgehend unabhängigen Verarbeitungsebenen (z.B. BESM 6 ) oder  später beim  Pipeline- Superrechner „Elektronika SS LSI“ («Электроника СС БИС») sehr hohe Rechenleistungen zu erzielen.

Die Kompliziertheit und die Widersprüche der Architektur- und Technologie- Entwicklung dieses IT- Systems stellten allerdings in den sozialistischen Ländern [UdSSR, DDR..] nur einen Teil dieser  Aspekte und Widersprüche dar, sogar deren weniger gewichtigen Teil. Die Leitung der Entwicklerbereiche des ESER (und natürlich auch anderer Systeme) bewegten sich bildlich ausgedrückt in einem «mehrdimensionalen Raum» von Wirkungen, deren „Vektoren“ darin bestanden, dass die Entwicklungsaufgaben anfänglich mit starker politischer und ökonomischer Unterstützung erfolgen konnten, später waren sie ständig Gegenstand „zentraler Kritik“, waren konfrontiert mit unrealen Forderungen, der fehlenden Realisierung unmittelbar notwendiger Bedingungen, Schwierigkeiten bei Umfang und Fristen notwendiger Kooperations- Lieferungen infolge Überforderung zentraler Zulieferer ( es fehlten meist second source Alternativen ), Fristen bei Investitionen wurden nicht eingehalten, scheinbare Konkurrenz- Produktlinien machten die Arbeit schwer usw. .

Eine andere «Dimension» dieses Arbeitsumfeldes waren im Wesentlichen Faktoren, die durch das Embargo der USA und ihrer westlichen Partner bedingt waren. Das Fehlen des Weltmarktes bzw. die Isolation von ihm wirkten extrem auf die Arbeiten. Eine gewisse „Brücke“ zu den führenden Entwicklungen auf dem Weltmarkt bestand zwar durch die Arbeit der Dienste der technischen Aufklärung, diese Unterstützung konnte jedoch wenig dafür leisten, den sehr investitionsintensiven Technologiefortschritt in der Mikroelektronik und angrenzender Industrie und eine Verkürzung des Rückstandes in der erforderlichen Bedarfs-Breite zu sichern. Eine stabile Produktlinie aufzubauen erfordert wesentlich mehr, als die Beschaffung von Unterlagen und einzelnen Muster- Exemplaren. Es ging ja um die komplette Reproduktionskette incl. Technologie und „heimischen“ Zulieferungen für wichtige Serienprodukte. Speziell in der UdSSR hatten auch die Restriktionen der informellen Trennung der Verteidigungsaufgaben vom zivilen Sektor, die allgemein bekannten Mängel des Planungssystems, die starke „Selbstständigkeit“ einzelner Arbeitsrichtungen in den Ministerien und Behörden, die oftmals rein persönliches Prestigestreben als Motivation hatten, sie alle hatten starke negative Wirkungen. Besonders in der UdSSR führte die Vielzahl vergleichbarer Technik- Linien und –Schulen zur Zersplitterung des ohnehin relativ kleinen Marktes , das führte zu einer Negativ- Spirale: geringe Volumina/Stückzahlen führen zu einer schlechten Wirtschaftlichkeit- die daraus ableitbare geringe Investitionskraft für wichtige Entwicklungsrichtungen führt zum Zurückbleiben gegenüber den führenden westlichen Entwicklungen.

IT- System-Architektur ist immer darauf orientiert, eine maximal benutzerfreundliche Kommunikation des Menschen mit der Maschine im entsprechenden Anwendungs- Umfeld und dafür eine hohe Verarbeitungs-Leistung zu erreichen. Die Systemingenieure und Architektur- Spezialisten sind daher bestrebt, dafür das neueste Technologieniveau der Komponenten und Software-Philosophie unter Beachtung der wirtschaftlichen Zweckmäßigkeit einzusetzen. Damit erreichen sie folglich neben erweiterten Nutzen für den Anwender auch neue Marktsegmente.

Die Aspekte der technologischen Krise für das ESER wurden neben den oben aufgeführten Faktoren des allgemeinen Zurückbleibens auch im unzureichenden Niveau anderer IT- Technologie  gegenüber dem Weltstand in allen sozialistischen Ländern deutlich. Man denke  hier an die Situation bei magnetischen und optischen Speichern, der Glasfaser- Technik für Masseneinsatz, bei Displays, Ausrüstungen für Kommunikationsnetze u.a.. Die gewaltige Investitionskraft für derartige Produktlinien aufzubringen, erfordert bei wirtschaftlicher Rechnung enorme Dimensionen des Marktes. Die Vereinigung der (europäischen) sozialistischen Staaten in einen (mehrseitigen) gemeinsamen Markt war rein virtueller Natur, die Methodik der mehrseitigen Spezialisierung der Industrie einzelner Länder im Zuge des Planungssystems wurde de facto dadurch blockiert, dass alle Export- und Importvereinbarungen auf zweiseitiger Basis zwischen der Ländern erfolgten, wobei ausgeglichene Valuta- Handelsbilanzen das Kriterium bildeten.  ( ausführlich dazu in „ Wirtschaftlichkeit des ESER und betriebswirtschaftliche Aspekte).

Allgemein führte das Fehlen objektiver Kriterien der Lenkung der Wirtschaft anstelle von politischem Wunschdenken in großem Umfang zu „suboptimalen“ Ergebnissen, trotz größter Anstrengungen der Mitarbeiter und Leitungen der Betrieb und Entwicklungseinrichtungen. Das Fehlen mehrseitiger Großinvestitionen oder Investitionsfonds in wichtige Richtungen der Volkswirtschaft- was natürlich auch verbindliche Export- Importvereinbarungen erfordert hätte-   war ein großes Hindernis und führte zur Verstärkung nationaler Entwicklungsprogramme.

Einzig die zweiseitigen Beziehungen bzw. Vereinbarungen mit der Plankommission der UdSSR (GOSPLAN)  dienten der Sicherung der Wirtschaftlichkeit der IT- Programme der Länder, der Sicherheit nationaler Investitionsprogramme. Im Rückblick ist heute  vielen Beteiligten deutlich(er), dass „GOSPLAN“ die UdSSR- Importe bei den wesentlichen IT- Linien als Zusatzlieferungen (bzw. second sources ) zum Aufkommen der eigenen Industrie betrachtete. Nur besonders etablierte (und spezialisierte) Qualitätsprodukte waren Gegenstand einer langjährig stabilen UdSSR- Einkaufspolitik, wie sie für  die DDR- Mainframe- Linie des ESER bestand. Echte Spezialisierungen entstanden erst sehr spät zwangsweise  im Bereich der High- Tech- Ausrüstungen der Mikroelektronik. 

In einer Zeit, wo in der westlichen Hemisphäre einige wenige Markt- und Technologie- Giganten eine Markt  und Produkt-Führung eroberten und dank ihrer Führungsrolle eine gewaltige positive Investitionsspirale in Gang setzten und  damit die weltweite Arbeitsteilung weiter vertieften, war der internationale Marktmechanismus im RGW  blockiert.  GOSPLAN   und andere Organe mussten sich darauf konzentrieren, in verschiedensten politischen Dokumenten die Wichtigkeit der einen oder anderen Technik- Linie zu betonen, wobei deren Gewichtung oftmals wechselte.In der Anfangsphase hatte das ESER in der UdSSR und DDR ein großes volkswirtschaftliches Gewicht. Diese Technik wurde in großem Umfang als Basis der Informatisierung /Rationalisierung eingesetzt.

Diese EDVA- Generation (ESER Reihe1) konnte mit relativ einfachen Elektronik- Komponenten gefertigt werden, etwa vergleichbar mit dem Stand des Prototyps  Für diese Bauelemente, wie TTL- SK, Mehrlagen-LP, standardisierte Steckverbinder- Systeme, waren umfangreiche Investitionen getätigt worden. Das war auch die Zeit, als der US- Konzern Control Data Cooperations  die Defizite des ESER bei Magnet-Plattentechnik erkannte und seine Plattenspeicher- Exporte aktivieren wollte und über das ESER  in   Computer World berichtete [siehe Computer World 17.09.1979]. Er kaufte auch  eine EC1040  und stellte  in einem Gutachten für US-Regierungsstellen fest, dass diese Zentraleinheiten aus DDR- Eigenaufkommen nur unwesentlichen  Rückstand  gegenüber US- Zentraleinheiten  haben und daher Embargo- Aktionen keinen Sinn ergeben. Die Restriktionen der US- Regierung  schaden jedoch den  Exportinteressen von US- Firmen bei Peripherie. Die US- Firma Control Data (CDC) erklärte auch,  dass ihre -Plattenspeicher- Systeme an EC 1040  ohne Betriebssystem-Änderungen anschließbar waren, was ja eine hochwertige Qualitätsaussage  zum  Logikentwurf- mit Komponenten aus DDR Aufkommen- war.

Wenige Jahre später, als die Mikroelektronik LSI Niveau erreicht hatte und eine hohe Bedeutung für viele Wirtschaftszweige hatte, wurden das Ministerium für Elektronische Industrie der UdSSR ( Minister Kolesnikow) und die DDR- Halbleiterindustrie (unter Führung von Berliner „Strategen“)  zum Zentrum der Entscheidungen über Entwicklungsrichtungen, abgeleitet von deren machbaren Technologie-Niveau. Für jede Technologie- Richtung waren gewaltige Investitionen erforderlich. Es wurden modernste wissenschaftliche Grundlagen und leistungsfähige Spezialisten, aber vor allem hunderte Positionen kompliziertester Ausrüstungen, hochreine Materialien, komplizierte Reinst-Räume u.a. benötigt.

In den 80-ger Jahren wurden auch  in der DDR gewaltige Investitionen getätigt und beachtenswerte Ergebnisse erreicht. Typisch war z.B. das Ringen um den ersten eigenen 1 Megabit CMOS- Chip aus dem VEB Kombinat Mikroelektronik.  

Im Rückblick sei für die Wertung des in der DDR Erreichten  hier erwähnt, dass  „Saxony- Valley“ im Dresdner Raum heute der größte Mikroelektronik – Standort Europas ist, entstanden auf soliden „DDR-Fundamenten“, von Halbleiter-Betrieben und – Instituten, Forschungseinrichtungen, Betrieben des Präzisionsmaschinenbaus, der Produktion von Silizium-Wafern höchster Reinheit usw.. Aber auch Erfurt und Frankfurt/Oder waren leistungsfähige Standorte. Vergleichbare Halbleiter- Komplexe entstanden in der UdSSR (Selenograd, Woronesh u.a.).

Die Mikroelektronik- Industrie belieferte die wichtigsten Industriezweige unter großen Einschränkungen und mit einem Abstand von 5-8 Jahren zum Weltniveau. In der DDR dienten Beschlüsse des Politbüros der SED als Richtschnur der technischen Politik. Das verfügbare Aufkommen der Halbleiterindustrie wurde für die aktuell wichtigsten Projekte eingesetzt. In der UdSSR waren verschiedenste militärische Bereiche die Hauptbedarfsträger. In einer derartigen Situation befand sich leider in gravierender Weise nach 1985 in der UdSSR und auch DDR auch das ESER. Selbst die militärischen Projekte des NIZEWT waren davon betroffen.

Das "Level" und die Technologie- Varianten der Mikroelektronik- Industrie der UdSSR und auch der DDR konnten die hohen Anforderungen der Entwickler von Hochleistungs- IT- Systemen nicht erfüllen. Aber die Objektivität der Bewertung gebietet anzuerkennen, dass die µElektronik- Industrie ebenso mit großen wirtschaftlichen Problemen konfrontiert war, komplizierten Investitionen, aber hauptsächlich mit den Folgen der Isolation von den weltweit führenden Produzenten der erforderlichen Vielfalt  hochkomplizierter technologischer Ausrüstungen und Materialien. Daher überwogen auch hier die objektiven Ursachen des großen Rückstandes die vielfältigen subjektiven Gründe.

Der Fortschritt der LSI-/ VLSI- Technologie führte mit Beginn der 80-er Jahre in den westlichen Industrieländern zur sprunghaften Erschließung neuer Anwendungsbereiche der Computertechnik. Um den Rückstand zum Westen zu verringern, war der Import von Spitzen-Entwurfstechnik (32-bit VAX-Technik) unabdingbar. Das war unter den komplizierten Embargobedingungen extrem aufwendig und unsicher. In der UdSSR und DDR wurde diese Technik, die hauptsächlich für den VLSI -Schaltkreisentwurf und andere „CAD/CAM“ Bereiche geeignet war, aber generell zum wichtigsten strategischen Rationalisierungsmittel der Wirtschaft  erklärt. Die Welle der Automatisierung der Industrie hatte Hochkonjunktur- koste es, was es wolle!

  Für den VLSI – Bereich hatten offenbar die  politischen Entscheider in der DDR  „übersehen“, dass moderne Entwurfssysteme 6-8 Jahre Vorlauf benötigen, um den existenten Rückstand zu verringern. Daher war es sinnlos und zudem extrem teuer, derartige Systeme nachbauen zu wollen. Trotz der gewaltigen Investitionen in die Entwicklung der Halbleiterindustrie und angrenzender Bereiche bestand in den europäischen sozialistischen  Ländern zu keiner Zeit eine reale Chance, den Rückstand zum Weltmarkt zu verkürzen. Hauptgründe neben dem Embargo waren die Isolation vom Valutasystem des Westens mit dessen konvertierbaren Währungen und die Verzerrung der Preisbildung. 

Nachdem die Bereiche der kommerziellen Datenverarbeitung in Wirtschaft und Verwaltung mit ESER- Technik weitgehend ausgerüstet waren, wurde die 32-bit Technik mit ihren Prototypen VAX.xx  (Firma DEC) in zentralen Dokumenten zur strategischen Hauptlinie erklärt. Diese 32-bit – Architektur ist eine RISC –Architektur und für die  Bearbeitung von real-time Prozessen in der Industrie konzipiert und für die Automatisierung in verschiedensten Steuerungs- Systemen im Einsatz. Sie war relativ kostengünstig [besonders bei Preisen in US $]. Ihre Leistungsparameter wurden in OP./sec angegeben, ohne einen kompletten Leistungsmix ergaben sich natürlich höhere Zahlen…   

Als in der Welt in breiter Front Personal -Computer der Firmen IBM und Apple, eine neue Generation von Terminals und eine sprunghafte Entwicklung der INTEL-Mikroprozessoren zu einer qualitativ neuen Phase der Massenanwendungen führten, wurde die 32 bit-Technik mit DEC- Architektur in Spezialanwendungen gedrängt und verlor schnell an Dominanz, im Westen 6-8- Jahre früher… INTEL-, Motorola-, AMD- Mikroprozessoren und andere ermöglichten eine große Leistungsentwicklung bei unschlagbaren Kosten.  

Das Entwicklungsprogramm des ESER für den Zeitraum 1986-1990 sah neben dem Schwerpunkt der Mainframes hoher Performance die Entwicklung und Massen- Produktion von IBM- kompatiblen Personal- Computern vor. Wesentlichen Anteil an diese perspektivorientierten Entscheidung trug der Generalkonstrukteur V.V. Prschijalkowskii.

In der UdSSR war für den Zeitraum 1991-1995 eine Produktion von 6,5 Mio PC geplant.

ESER- die EDVA -„Mainframe“-Linie
Die Rechner des ESER, insbesondere die großen Modelle, hatten gemäß ihrer Zweckbestimmung ihren Platz an der Spitze der Computer- Hierarchie der jeweiligen Systemanwendung, d.h. ihre Rechenleistung und ihre komplexen Systemparameter  [Ausfallsicherheit, Datensicherheit, Zuverlässigkeit und Manipulationssicherheit der Betriebssysteme ..] müssen im Vergleich zur 32-bit Technik des SKR / VAX  wesentlich bessere Werte haben , sind jedoch technisch aufwendiger. Sie müssen darüber hinaus die Programm- und Systemkompatibilität einer großen Zahl von Anwendungsprogrammen und Daten, die perspektivische Nachhaltigkeit des Systems über mehrere Generationen gewährleisten. Es war sehr schwierig, diesen „Königs- Status“ tatsächlich langfristig abzusichern, insbesondere deshalb, weil lange Zeit keine für diese Architektur geeignete Mikroelektronik- Logik mit höherem Integrationsgrad verfügbar war.
Die gesamte Geschichte des NIZEWT, vorrangig der ESER- Arbeit der UdSSR, von dessen Gründung und dem „Aufblühen“ bis zu dessen Verfall hat V.V. Prschijalkowskii in seinem Überblicksartikel „Historische Auskunft“ dargestellt, worauf bereits eingangs  verwiesen worden war  (siehe Historischer Ueberblick zur Rechnerfamilie des ESER )
 Das ESER wurde gemäß mehrerer Regierungsentscheidungen nach den Operationsprinzipien von IBM /360 entwickelt: Wegen der strategischen Position von IBM im Weltmaßstab  wurde in der DDR von Anfang an das IBM- Original als Prototyp ausgewählt und mit Entwicklungsarbeiten begonnen , noch bevor eine derartige Entscheidung in den Moskauer Chefetagen erfolgte, wobei diese Moskauer Entscheidung offensichtlich durch ein Schreiben des Vorsitzenden des Ministerrates der DDR beschleunigt wurde, nachdem DDR- Spezialisten ihren Kollegen die Technologie vermittelten hatten , wie man mit einem Revers  den Quellcode des Prototyp- Betriebssystem erhalten kann, d.h. den „Schlüssel“ zu einer kompatiblen Entwicklung an die UdSSR vermittelten. Viktor Wladimirowitsch Prschijalkowskij und leitende Software- Entwickler des NIZEWT hoben diesen Fakt viele Jahre später in öffentlichen Darstellungen dankbar hervor.

In der DDR war vor Beginn der EDVA- Entwicklungsarbeiten eine Entscheidung zur Wahl von Siemens oder IBM als Prototyp- System erforderlich. Wie bekannt, haben beide Firmen ihre EDVA nach den gleichen „Operationsprinzipien“ entwickelt. Sie hatten vereinbart, den EDV- Markt der BRD unter sich zu teilen. Die Adress-Datenstruktur der Siemens-EDVA wurde gezielt modifiziert, um ein eigenes Betriebssystem liefern zu können. DDR- Fachleute hatten über beide Systeme gute Informationen …     

Die Definition eines Prototyps war zweifellos perspektivisch richtig und wertvoll , sie erlaubte, viel Zeit zu sparen und Irrwege zu vermeiden, sie half bei der Kooperation der ESER- Länder, da immer die Etalon- Version verfügbar war. Wichtig war auch, dass die Verfügbarkeit von Anwendersoftware sich schnell verbesserte. Die IBM-Architektur hatte noch einen besonderen Vorteil – sie gewährleistete den Bau einer abgestuften Reihe programmkompatibler EDV mit unterschiedlichem Hardwareaufwand und Performance.

In der UdSSR und der DDR hatten die ESER- EDVA einen unterschiedlichen Status, was ihre strategischen Anforderungen und ihren Platz in IT- Hierarchien betrifft.

Die DDR hatte sich im ESER mit deutlichem Focus auf EDVA mittlerer Leistung spezialisiert, diese wurden ebenfalls streng gemäß den „Allgemeinen Technischen Bedingungen“ (ATB) gebaut und deckten den Hauptteil des DDR- Bedarfs. Die UdSSR musste neben EDVA im unteren Leistungsbereich zum Masseneinsatz auch die Spitzenmaschinen mit einer Performance von mehreren Mio Op/sec. und in der Perspektive von hunderten von Mio Op./sec. bauen. Die  ATB  wurden seitens der UdSSR für alle Geräte so formuliert, dass sie den harten klimatischen und logistischen Besonderheiten des Landes entsprachen und sehr nahe an  militärische Einsatzklassen heranreichten, was zusätzliche Realisierungs-Hindernisse implizierte. In der UdSSR wurden darüber hinaus die Eigenschaften der /360- Architektur auch für Spezialrechner für harten militärischen Einsatz (Reihe ARGON) eingesetzt. Dieser Fakt erforderte prinzipiell eine stabile Nachhaltigkeit bei Nachfolgern.

Die Eigenschaften der CISC- Struktur zusammen mit den „IBM-Operationsprinzipien“ hielten allerdings bei ihrer technologischen Weiterentwicklung mit LSI/VLSI- Logik eine äußert unangenehme Überraschung bereit- es war sehr schwierig, die komplizierten 64-bit Logikstrukturen mit LSI/VLSI- Logik zu implementieren! (s.u.)

In der UdSSR bestand eine starke Fraktion der „einheimischen“ Computerschule der AdW der UdSSR. Soweit es keine universellen Anwendungsbereiche betraf, stand das ESER in  Konkurrenz zu solchen Rechnerprojekten (BESM, ELBRUS) , die mit ihren sehr aufwendigen und spezifischen Architektur- Ansätzen sowie ausgefeilten Algorithmen in Bereichen, wie  Luftabwehr, Berechnung kosmischer Flugbahnen oder komplizierte Aufgaben der Aerodynamik  hohe Verarbeitungsleistungen  erreichten. Seitens der AdW wurde die Computerarchitektur von BESM «БЭСМ» vorangetrieben, die Entwicklung von BESM-6 wurde 1965 abgeschlossen. 1968  begann deren Produktion im Moskauer Werk für Analytischen Rechenmaschinen „SAM“ (САМ).Diese EDVA hatte in ihrer Architektur einige Besonderheiten, die eine beachtlich hohe Geschwindigkeit bestimmter Operationen und eine flexible Programmierung ermöglichten. In der Presse sind heute auch  verbreitet Meinungen darüber zu finden, dass ungewöhnlich viele Ähnlichkeiten zur  Rechner-Architektur von  CDC6600 und ATLAS bestanden.

Eigenschaften  waren z.B.:  48-Bit Befehle ; ca. 0,8 Mio OP/sec  nach GIBSON 3 (die CDC 6200 hatte etwa gleiche Leistung) ; Pipeline des Zentralprozessors mit eigenen Pipelines des Steuerwerkes und der Arithmetik- Einheit; unabhängige Arbeit der Pipelines ; 8- Ebenen -Struktur des Hauptspeichers ; virtuelle Adressierung und erweiterbare Seiten; Einsatz von ca. 60.000 Transistoren und 180.000 Schaltdioden .

Die Vertreter dieser „einheimischen “ Architektur hatten großen Einfluss auf zentrale Entscheidungen. Hauptgrund dafür war offensichtlich, dass dieser „Große Elektronische Rechner“ (BESM) und die spezifischen Algorithmen dafür in der UdSSR der erste und schnellste Großrechner waren, die in Systemen der Luftverteidigung und Raumfahrt die erforderlichen Leistungen hatte und daher einen stabilen strategischen Platz einnahmen. Das Programmpaket „Dispatscher-68 (Д-68) unterstützte zunächst Multitasking für Paketverarbeitung , später entstand das leistungsfähige System „Dispak“  (ДИСПАК ), ein System für Time- sharing und Mehrrechner- Systeme , sowie verschiedenste weitgehend akademische Entwicklungen.

Es ist klar, wer von ESER- Rechnern , die für die kommerzielle Informationsverarbeitung konzipiert wurden, hohe Leistungsparameter für wissenschaftlich -technische Aufgaben (z.B.  physikalische Modellierungen ) fordert , der hat die Grundlagen und Technologie der Informationsverarbeitung einfach nicht begriffen. Aber auch für wissenschaftlich-technische Berechnungen wurden im Rahmen der ESER- Arbeiten beachtliche Leistungen erreicht- es wurden z.B. Matrix- Moduln als Zusatzprozessoren entwickelt und produziert, die  eine vielfachen Erhöhung der Verarbeitungsleistung sicherten . Solche UdSSR Matrixprozessoren wie  ЕС-2345 und  ЕС-2700, aber auch der "MaMo" EC 1055.C003 der DDR erfüllten vielfache  volkswirtschaftlich  wichtige Aufgaben( geologische Erkundung_ Berechnung von Modellen der Hydrodynamik ..) . Dabei konnten sie die Vorzüge der ESER- Peripherie ihrer Basisrechner günstig nutzen. Allein die DDR lieferte mehr als 50 Matrixmoduln EC 1055.C003  an die UdSSR.

BESM /ELBRUS waren für bestimmte Aufgaben  leistungsfähiger, und daher auf dem Wege, eine weitgehend universelle, aber sehr aufwendige und inner-russische Plattform zu werden, deren mangelnde Systemausstattung mit ESER- Technik massiv ausgeglichen werden sollte. Aber natürlich funktionierte die nachfolgende Generation von Superrechnern „Elbrus“ aus der Lebedew- Schule auch nicht mit dem Zauberstab, dort wurde ebenso moderne Technologie benötigt. Dieses Dilemma betraf Elbrus genauso; zudem hatte sich Komfort des   Softwareausstattung und bei leistungsfähiger Peripherie nichts Wesentliches verbessert.

Hinter jeder Linie Produkt- standen im Ministerium für Radioindustrie starke Kräfte. Das wirkte sich besonders nach 1985 auf die Konzeption des ESER- Reihe 4 aus. Das NIZEWT hatte große Probleme , diese auf Basis der vollkommen ungeeigneten ECL- SK- Basis mittleren Integrationsgrads darzustellen. Für die  Reihe 4 wurde daher der Einsatz von LSI- Matrix- Schaltkreisen I-300 (И-300) vorgesehen. Die Super- Rechner der Schule Lebedews konnten mittels ihrer „Argumente“ die Position des ESER zusätzlich infrage stellen, obwohl ihre eigene Perspektive der Schaltkreisbasis überhaupt nicht besser war. Warum das  Ministerium sich dem Druck der Ideologen der heimischen Architektur unterordneten, kann man nur vermuten bzw.  aus den strategischen Positionen der Landesverteidigung ableiten.

V.V. Prschijalkowskij schrieb zu diesem Problem:.

 «Im Zeitraum des 12. Fünfjahrplan (1986–1990) wurden die Ressourcen, die das Ministerium für die Finanzierung der ESER- Arbeiten freigeben musste, ständig gekürzt. Das Ministerium für Radioindustrie (MRP) setze seine Mittel für das System „Elbrus“ («Эльбрус»), ein und plante, einige Modelle verschiedener Leistung analog dem ESER- Konzept zu entwickeln und zu produzieren.  Den  Hintergrund im Nacken, dass es für beide Systeme keine Mikroelektronik- Basis gab, wurde eifrig über Vorteile und Perspektiven beider Architekturen debattiert. Über Pläne zur Beschleunigung der Fertigung des LSI-Systems I-300 wurde nicht gesprochen. »*  hervorgehoben G.J.

(*) Die I- 300  Masterslice  LSI–Schaltkreise waren Logik- LSI –SK , die auf einer Matrix aus universellen Logikzellen aufbauten und deren konkrete Funktionalität durchzusätzliche  metallisierte Verdrahtungsebenen programmiert wurde.  . Die I-300 LSI Schaltkreise in ECL- Technologie wurden seitens des NIZEWT für die obere Klasse der  Maschinen ausgewählt.  Der Einsatz derartiger SK ermöglicht  eine starke Reduzierung der Typenvielfalt seitens der Elektronik- Industrie und deren Programmierung in anderen Laboratorien.

Das Bauvolumen  der Maschinen musste stark reduziert werden. Das kann man mit einer Gehäuse- losen Montage der SK (flip chips) auf einem (gekühltem) Zwischenträger  erreichen. Eine derartige Variante wurde 8-10 Jahre lang als einzige Lösung  betrachtet, um die komplizierte Logik der Operationsprinzipien IBM /390 bzw. von Reihe 4 im erforderlichen kleinen Konstruktionsvolumen zu realisieren und damit große Verluste wegen der Signallaufzeiten   zu vermeiden.

 Mein ganzes Leben werde ich mich an die Worte von V.W. Prschijalkowskij erinnern, als er auf einer Tagung des Rates der Chefkonstrukteure sagte:.. sogar dann, wenn wir über ECL- Logik mit unendlich kleiner Schaltzeit verfügen würden, so könnten wir nur dann unsere Rechner wesentlich schneller machen, wenn es gelingt, auch  die Signallaufzeiten stark zu senken, denn das elektrische Signal ist nun mal nicht schneller als das Licht !..    

Die Konstrukteure von «ELBRUS» standen vor den gleichen Problemen, sodass «Diskussionen über Vorzüge und Zukunftssicherheit von Architekturen» einfach nur scheinheilig waren , wie V.V. Prschijalkowskij meinte. Wir wussten damals nicht, dass interne Auseinandersetzungen der Architektur-Konzepte bereits auf vollen Touren entbrannt waren .

Es ist hier auch sinnvoll, die Worte von Viktor Wladimirowitsch zu kommentieren :

 "Die Leitung des NIZEWT versuchte 1983, das Problem der Entwicklung und Fertigung der LSI- SK mittels einer Arbeitsteilung zu lösen und die zwei  Verdrahtungsebenen der MS-SK , die die individuelle Funktionalität des Chips bestimmen, unmittelbar im NIZEWT zu produzieren, wobei das Basiskristall vom Werk „ Mikron“ geliefert werden sollte. Zu diesem Zwecke wurde mit Hilfe des MRP ein spezialisierter Mikroelektronik-Komplexbereich im NIZEWT gebildet und ausgerüstet"

Die Herauslösung dieser komplexen Einheit aus dem Bestand des NIZEWT wurde im Mai 1985, kurz nach der Erklärung M.S. Gorbatschows zur „ Beschleunigung und Perestroika“ durch den Minister für Radioindustrie verfügt.  Das verkomplizierte die Zusammenarbeit der Entwickler der EDVA und der MS-SK derart, dass es erst 1988 gelang, das erste Muster der EDVA EC 1087 mit Versuchsmuster-Schaltkreisen zu komplettieren.  Im gleichen Jahr verweigerte die Leitung des Werkes „WEM“ in Pensa den Beginn der EC 1087- Produktion anstelle der EC-1066 /EC-1068, weil sie Lieferprobleme für die I-300 erwartete und die Fertigung der EDVA „Elbrus-2“  stark anstieg. »  

Viktor Wladimirowitsch zeigte mir im Verlaufe unserer gemeinsamen Beratungen zu Möglichkeiten der Realisierung der «Reihe-4» diesen Mikroelektronik- Bereich mit dem Ausdruck des Stolzes und der Hoffnung auf schnellen Arbeitsfortschritt. Die Herauslösung des Mikroelektronik- Bereichs aus der Zuständigkeit es NIZEWT war ein besonders schwerwiegender Eingriff.  Hinter den oben zitierten lakonischen Äußerungen steht eine große Zahl von Attacken gegen das NIZEWT, von Misstrauen und Entscheidungen zugunsten wissenschaftlich-technischer Rechner mit besseren real-time –Fähigkeiten im Kompetenzbereich innerhalb des Ministeriums für Radioindustrie (MRP), die höchstwahrscheinlich auch unter dem Druck der Forderungen der Landesverteidigung getroffen wurden.   

In der DDR war die Situation mit der Bauelemente- Basis ebenfalls kompliziert, allerdings wurde hier auf CMOS- Master-slice, d.h. auf die Haupt-Technologie der DDR- Mikroelektronik orientiert. Viktor Wladimirowitsch war darüber informiert.

Hier soll auch eine technologische Weichenstellung zu ersten  Mikroprozessoren erwähnt werden, die im Rahmen der ESER-4 Arbeiten bereits realisiert wurde und später eine Hauptrichtung für die Weiterentwicklung der IBM- Architektur wurde , in der EC 1130, der einzigen Serienmaschine des ESER IV( EC 1130 )

«Mit normalem Tempo verlief nur die Projektierung der EDVA EC 1130. Sie wurde auf Basis von 11  Typen des Mikroprozessorsatzes K1800 entworfen, der in der Vereinigung  „Venta“ in Vilnjus produziert wurde. Das waren Schaltkreise mittleren Integrationsgrades, aber unter den entstandenen Bedingungen waren sie für die EDVA EC 1130 vertretbar. Die Entwicklung wurde 1989 erfolgreich abgeschlossen. Bei 5- facher Steigerung der Leistung gegenüber EC 1036 brauchte sie nur das halbe Volumen, 2-mal geringere Fläche und 5-mal weniger Energie.  Wieder einmal war klar demonstriert, welche entscheidende Rolle die Mikroelektronik- Basis für die technisch- ökonomischen Parameter besitzt. Unter komplizierten wirtschaftlichen Bedingungen  wurden 230 Maschinen dieses Typs verkauft. Mit dem Zerfall der UdSSR begannen Lieferprobleme der Schaltkreise aus Litauen und Absatzprobleme in Russland. 1995 wurde die Fertigung der EC 1130 eingestellt. »    Zitat V.V. Prschijalkowskij

Nach 1990 wurde das Programm „Elektronika SS LSI“ («Электроника СС БИС») bekannt, ein Pipeline- Superrechner auf  LSI Basis. Dieser hatte das Ziel, den extremen strategischen Bedarf der UdSSR an Superrechnern abzusichern. Diese Entwicklung aus dem  Institut „Delta“ des Ministeriums für Elektronische Industrie der UdSSR schuf unter Leitung von W.A. Melnikow den  sowjetischen Analog zur Cray- Linie, der jedoch über wesentliche Architektur-Erweiterungen verfügte,  und stellte diesen 1989 als Versuchsmuster fertig. Während die Linien Elbrus-3  und ESER-Reihe 4 auf Grundlage des Masterslice- Systems I-300 entwickelt wurden, wurde  „Elektronika SS LSI“ auf Basis des Vorläufers I-200  (И-200) entwickelt. Die Spitzenleistung eines solchen Doppelrechersystems betrug 500 MFLOPS.  Mehrprozessor- Systeme «Электроника СС БИС-2» mit einer Leistung bis 10 GFLOPS auf Basis des Masterslice- Systems I-400 /I500 (И-400 bzw. И-500) waren geplant. Damit wird heute im Nachgang besonders deutlich, welcher Druck in der UdSSR auf der ESER -4 Linie lag, aber auch die enorme Konkurrenzsituation bei der  Master-Slice- SK – Fertigung der elektronischen Industrie!

Man kann allgemein sagen , dass Entscheidungen „an der Spitze“ vorrangig von der Forderung getragen waren, das Weltniveau zu erreichen , ohne wirklich zu verstehen, welche technologischen und marktpolitischen Bedingen dafür notwendig sind. Das Fehlen objektiver marktähnlicher Kriterien trug wesentlich dazu bei.  Obwohl die Idee des „gemeinsamen Marktes“ des RGW- Raumes (Rat für gegenseitige Wirtschaftshilfe) und der Schaffung gemeinsamer IT- Systeme ein „Schritt in die richtige Richtung“ waren , so waren doch die nationalen Interessen und wirtschaftlichen Erfordernisse stärker, als die Idee des RGW- Marktes. Ein eher theoretischer Ansatz der Zentralisierung aller Kräfte auf eine eng begrenzte Zahl von Entwicklungsrichtungen der IT- Architektur und von Technologien für die Peripherie. Gerätetechnik incl. der  Unterstützung mit erforderlicher Mikroelektronik war in der Praxis eine komplette Illusion , sowohl in der UdSSR (s.o.) , als auch im Rahmen des RGW.

 

Über die Zweckmäßigkeit der Arbeit nach ausländischen Prototypen

Diese Thematik ist noch immer Gegenstand heftiger Diskussionen und Vorwürfe. Wir wollen uns daher einiger Fakten erinnern:   

Auf Ebene einer Regierungsvereinbarung wurde 1969 beschlossen, ein Einheitssystem der elektronischen Rechentechnik unter Nutzung der «Operationsprinzipien des Systems /360» von IBM zu entwickeln, die damals zweifelsohne weltweit die Nr. 1 unter den Universal-EDVA darstellte.  Diese «Operationsprinzipien» stellten damals den führenden Stand einer modernen EDV-Architektur dar und ihre Auswahl vermied langwierigen und inhaltsleeren akademischen Streit in den Ländern und zwischen denen, sie ermöglichte  die Einsparung großer Finanzmittel für eigene Arbeiten und ermöglichte besonders große Zeitersparnis. . Die Nutzung der /360- Architektur stellte keinerlei Verletzung von intellektuellen Schutzrechten dar, umso mehr, als von Anfang an die Arbeiten alle technischen Standards der Konstruktion den UdSSR/ RGW- Normen entsprechen mussten und die Bauelementebasis aus Aufkommen der RGW- Länder sein musste.  

 Von Beginn der Arbeiten an wurde es als prinzipiell wichtige betrachtet, alle Möglichkeiten einer weltweiten Kooperation zu nutzen, auch unter dem Aspekt des Importes eines breiten Spektrums von Geräten und Software. Es wurde auf einen weltweiten „Systemverbund“ mit dem „Westen“ orientiert – durchaus auch im Sinne normaler Kooperationsbeziehungen. Viele Jahre lang wurde dieser Ansatz bekanntlich durch die Embargorestriktionen weitgehend blockiert, erst nach 1990 kam dieser Aspekt, wie wir noch darstellen werden, dann unter unerwarteten Umständen zum Tragen.

Die Termine für Import- Einkäufe lagen praktisch 4-5 Jahre vor dem eigenen Entwicklungs- Ende, d.h. etwa um eine Generation früher. Importe dienten praktisch als „Vergleichs- Etalon“ zwecks Kontrolle der exakten Einhaltung der Programm-Kompatibilität und der Peripherie-Interfaces , sowie der zeitweiligen Systemkomplettierung bei Fehlen eigener Geräte oder Programme. 

Im Zuge der Arbeiten an drei Generationen des ESER  dienten die vorauslaufenden System- Entwicklungen des Prototyps eindeutig als Orientierung für den weiteren Systemweg des ESER und bewahrten vor langwierigen und teuren Irrwegen. Eine etwas andere Situation ergab sich für die Arbeiten an Betriebssystemen (OC) des ESER, letztlich dem «Hirn» der Systeme. Wie bekannt lieferte IBM seine Systeme mit compilierten bzw. assemblierten  Betriebssystemen, also als Maschinencode; das betrifft auch die sog. Einrichtungs- Datenträger. Für die Arbeiten im ESER wurde jedoch der sog. Quellcode, der Programmcode  in einer Programmiersprache der IBM - Programmierer  benötigt. Daher war eine Rück- Kompilierung (bzw. "re- Engineering") erforderlich- als Grundlage für die nachfolgende arbeitsaufwendige Entwicklungsarbeit. Die Bereitstellung aktueller Prototyp- Unterlagen durch Dienste der technischen Auslandsaufklärung war eine zweite „Linie“ der Unterstützung der Arbeiten, eine wirksame und unverzichtbare Unterstützung der Arbeiten. (Details hier) . Allerdings zeugen  Vorstellungen  oder Behauptungen darüber, dass die Betriebssysteme des ESER einfache Kopien des Originals waren, von vollständiger Inkompetenz derer, die Derartiges verbreiten. Auch dazu hat sich V.V. Prschijalkowskij eindeutig in seinem einschlägigen Artikel geäußert. 

Die Struktur der Gerätetechnik, sowie spezifische Forderungen an die eigenen Betriebssysteme erforderten umfangreiche Änderungen und Ergänzungen der Funktionsmoduln. Die Entwickler mussten zwecks der vollständigen Eignung für die breite kommerzielle Nutzung darüber hinaus garantieren, dass keinerlei « Schad-Code »  unter Millionen von «lines of code» verborgen war. In der UdSSR wurden außerdem Systeme mit spezifischen erhöhten Forderungen bzgl. abgesicherter Zugriffsrechte und Datensicherheit entwickelt.  Auf Grundlage der Analyse des Prototyp- Materials wurden daher auch Systeme entwickelt, die sich von jeglichem Prototyp- Konzept unterschieden.

Die Entwicklung der Dokumentation, die Organisation eines vollwertigen Kundendienstes und die qualitative Betreuung der Nutzer erforderten ein vollständiges Verständnis aller Details der Ausgangsunterlagen und qualifizierte Services der eigenen Systeme..

Ein zusätzlicher Nutz-Aspekt der vollständigen Systemkompatibilität mit den IBM- Lösungen zeigte sich Anfang der 90-er, als in Russland in massenhafter Weise «second hand» IBM-Systeme und Peripherie gekauft wurden . In „Ostdeutschland“ machte die IBM und ihre Vertriebspartner Millionen- Geschäfte mit Originaltechnik, (die in der regel aus dem Topf "Deutsche Einheit" finanziert wurden ). Die vorhandenen spezifischen Anwendungssysteme und Ausrüstungen bei den Käufern wurden von ESER- Spezialisten in die importierten Systeme ohne  Aufwand integriert oder portiert. Alle Mitwirkenden und Experten schätzten diese Kompatibilitäts- Eigenschaften hoch ein. Für die ESER- Entwickler implizierte das viele Aufträge…. 

 
Aspekte der Architektur- Entwicklung und der Wirtschaftlichkeit der IT- Technik und deren erforderlichen volkswirtschaftlichen  Bedingungen

Wenn man heute die zurückgelegten Etappen der Entwicklung der Architektur der «Groß- Rechner » vom Moment der Ankündigung der IBM/360- Architektur (1964) bis zur Periode der Systeme  IBM-Z Enterprise196—Z196 (2010) betrachtet, wird eine enge Korrelation  zwischen einer optimalen Nutzung der verfügbaren Gerätetechnik- hauptsächlich des bestmöglichen Integrations-Levels der Mikroelektronik einerseits und andererseits der IT- Architektur deutlich. Als Spezifik der CISC- Architektur bestand eine stringente Minimierung  teurer Gerätetechnik beim gleichzeitigem Versuch der Erreichung hoher Leistungsparameter trotz wenig entwickelter Elektronik bzw. µ-Elektronik und daher  eine Korrelation des Charakters der Maschinenbefehle mit der Struktur der Geräte- Moduln (z.B. entsprechend der «Harward-Architektur»). Gleichzeitig ändert sich die  Programmier-Philosophie, incl. der Nutzung verschiedener Programmiersprachen /- niveaus.

Die Struktur der Betriebssysteme und der Mehrzahl der Anwenderprogramme veränderte sich im Fahrwasser der Veränderungen von CISC zu RISC – Konzepten, von Rechnernetzen und anderer «Architektur- Besonderheiten ». Es vollzog sich parallel eine enge Wechselwirkung zwischen Architektur und Prozessorstrukturen.. 

Die Verbreitung und die Optimierung von RISC- Rechnern Bzw.-Prozessoren begannen, als der Integrationsgrad stark anstieg. Gleichzeitig wurden die Steuerung der Verarbeitungs- Prozesse in die Compiler und die RISC- Prozessoren integriert,  z. B. entstanden Strukturen zur Listenverarbeitung.

Die wichtigsten  technologischen Hebel für den Aufstieg der RISC Architektur waren die Verfügbarkeit  von billigen und leistungsfähigen  Arbeitsspeichern, die im Computer vor allem für die Optimierung der Programme wirken. Die Programme wurden sogar ungeachtet des längeren RISC-Kodes und der Vergrößerung der Zahl der Programm- Zyklen effektiver. Ein Ziel dieser Periode war vorrangig  die Nutzung der maximal möglichen Parameter  der Halbleiter, vor allem der Struktur- Größen der Chips zur Erreichung einer  maximalen Produktivität nach Zahl der Befehle (!), bei Beachtung der Beschränkungen der Technologie bei den Kontakt- Zahlen der Chips und der ihrer Verlustleistung  (!). Daher kurze Befehle, schmale Adress-Breiten u.a. Alles wurde dafür getan, damit man die Prozessor- Strukturen auf einem Silizium-Chip platzieren und folglich mit hoher Taktfrequenz arbeiten konnte, ohne überflüssige Signalleitungs-Zeiten. Gleichzeitig  war auch die  Assembler- Programmierung nicht mehr ausreichend produktiv.

Viele Groß- Anbieter  im Computergeschäft begannen in dieser Periode die Entwicklung firmenspezifischer RISC- Prozessoren. Derartige Rechner erreichten große Verbreitung in Anwendungsbereichen, wo bislang Computer wirtschaftlich uneffektiv waren.

Die Orientierungsänderung auf RISC- Architekturen erfolgte in der UdSSR und der DDR mit dem bekannten zeitlichen Abstand der Halbleiter- Technologie und dem damit zusammenhängenden Rückstand bei der  Performance  der Rechner. In der UdSSR nutzte die Elektronik- Industrie ihre Chancen und begann auf dem verfügbaren (relativ niedrigen) technologischen Niveau mit der Massenfertigung eigener Computer ( mit DEC- Architektur) . In der DDR war infolge der einheitlichen Leitung durch das Ministerium für Elektrotechnik und Elektronik eine derartige „Eigeninitiative“ nicht denkbar. 

Die sozialistischen Staaten waren bestrebt, schnellstmögliche Produktivitätsfortschritte zu erzielen. Im Zusammenhang mit dem ca. 10 Jahre betragendem Rückstand beim SK- Technologie- Niveau gerieten sie wie ein Kurzsichtiger in eine offensichtliche Sackgasse und sahen nicht, dass am Horizont bereits eine universelle Massenarchitektur von INTEL entstanden war , die damals schon etwa eine gleiche Performance erreichte, aber sich dank ihrer „Economy of Scale“ lawinenartig in immer neue Anwendungsbereiche ausbreiten konnte. 

Viele Rechentechnik –Experten gaben damals einen strategischen Ratschlag- sie empfahlen angesichts der verfügbaren Kapazitäten und der technologischen Lage der µ-Elektronik , die VAX- Architektur nicht selbst zu entwickeln und den dringenden Bedarf für Entwurfsarbeiten zu importieren und sich anstelle dessen auf die Mikroprozessorlinie für Personal Computer, auf ESER-Mainframes und Computernetzwerke zu konzentrieren. Sie ernteten dafür aber nur vernichtende Kritik! 

Die 32-Bit Welle mit VAX- Architektur erreichte in der UdSSR und der DDR in den 80-ern ihren Höhepunkt. Im Westen erschien der Intel 8086 – Mikroprozessor im Jahre 1978 auf dem Markt. Der sowjetische Analog- Typ KP1810BM86 war ca. Jahre später in der Fertigung. In der DDR wurde die zweite Generation der Mikroprozessoren der INTEL- Linie—MMEU80601 —in Serie ab 1989/1990 gefertigt  (Intel 80286 und andere  286-kompatible SK   U80606; U80608 und  U80610.). Ihr Einsatz war  neben Systemen für Werkzeugmaschinen- Steuerungen oder  Textilmaschinenbau vor allem auch für  Personalcomputer der zweiten Generation , den ESER- PC  ЕС-1835 vorbereitet. Im EC 1835 kamen auch die ersten CMOS- Master-slice SK auf Basis U5300 zum Einsatz, die dafür speziell entwickelt wurden 

Den Fachleuten und vielen Funktionären war klar, dass die Mikroelektronik- Technologie  gewaltige Effekte verspricht. Aber es gab nur Wenige, die sich öffentlich mit der Schlussfolgerung äußerten, dass man nicht versuchen sollte, „auf allen Hochzeiten zu tanzen“ . Es gab kaum Jemanden, der den Einfluss und die Kompetenz gehabt hätte, eine Fokussierung auf Hauptlinien der µ-Elektronik durchzusetzen. Das Leben in der DDR  zeigte 1989-90  allerdings, dass eine enorme Nachfrage aus vielen Bereichen nach IBM- kompatiblen ESER- PC bestand, während aus dem Politbüro-Umfeld in Berlin immer noch hohe Produktionszahlen nicht systemkompatibler PC gefordert wurden.
Es sei hier noch einmal betont- das ESER wurde auf Grundlage der „Operationsprinzipien /360“ der Firma IBM entwickelt. (
Überblicksvortrag). Dieser Konzern investierte dafür gewaltige Mittel und machte dieses System zu einem Quasi- Industrie-Standard. Als Folge entstand für die Systeme /360, /370, /390 eine gewaltige Menge an Anwendungssoftware und Peripheriegeräte , während  zur gleichen Zeit vor allem in der UdSSR hochrangige Akademiemitglieder darüber sprachen, dass es  notwendig ist, derartige Mittel zu entwickeln.

Grundlage der IBM/360 -/390  Architektur ist ein CISC- Design (Complex Instruction Set), für  Rechner mit sehr komplexen Befehlssätzen. Diese Maschinenbefehle zeichnen sich durch leistungsfähige  Operationsanweisungen aus, die weitgehend zeitparallele unabhängige Abläufe in den verschiedenen Moduln definieren und für eine komplexe Hardware- Struktur optimiert sind.  CISC- Rechner wurden lange Zeit mit Mikrogrammsteuerung entwickelt, d.h. es erfolgen mit einem Mikroprogramm- Befehl verschiedenartige Anweisungen, z.B. zur getrennten Steuerung von E/A- Moduln ( „Kanäle“). Dieser Ansatz entsprach –neben den IBM- Besonderheiten- der 1964 verfügbaren (langsamen und niedrig integrierten) Bauelemente- Basis und war auf die Stapelverarbeitung kommerzieller Daten orientiert. Gleichzeitig wurde der Bedarf an (sehr teurer und aufwendiger) Hauptspeicherkapazität extrem minimiert. Charakteristisch war auch die ständig wachsende Komplexität der Befehle , um sehr aufwendige arithmetische Befehle in einem Maschinenbefehl und schnell ausführen zu können.  Die Mikroprogrammierung der Prozessoren führte zu einer wachsenden Erhöhung des Kompliziertheitsgrades und führte in der Folge zu zusätzlichen Schwierigkeiten bei der Implementierung in LSI/ VLSI- Strukturen. 

Man sollte hier nicht unerwähnt lassen, dass auch IBM wegen technologischer Gründe in der Phase der Produktion der Serie  IBM /308X sich in einer schwierigen Phase befand- als die Anforderungen an starke Leistungserhöhungen dazu führten, dass eine massive Erhöhung der Packungsdichte der Elektronik- Strukturen unumgänglich wurde. Ein harter Zwang dazu ist bekanntlich mit dem physikalischen Phänomen der Leitgeschwindigkeit elektrischer Signale zwischen den Konstruktionsebenen  verbunden, sowie mit der großen Wärmeemission von ECL- Logik. Diese Physik betrifft bekanntlich alle schnellen elektronischen Geräte, wenn allerdings die Verarbeitungsstrukturen an bestimmte Operationsprinzipien gebunden sind, wirken diese Einschränkungen besonders.

Heute dominiert die CMOS- Technologie weltweit und erreicht sub- Nanometer-  Strukturen und damit gewaltige Integrationsdichten. Daher  ist deren Wärmeableitung durch aufwendige Kühlung anspruchsvoll.

 Die IBM löste das o.g. Problem der Ära /308X durch Einführung eines komplizierten keramischen Trägers, des  TCM100 (Thermal Conduction Module), . Die gewaltigen technologischen Herausforderungen erforderten eine Spezial- Keramik mit 33 Ebenen , worauf 118 Nacktchips (flip chips) , jeder mit 121 Kontakten, mittels  flip chip -Montage  auf 36000 Bondinseln  montiert wurden. Der TCM-100 wurde mittels Wasser gekühlt. 

Im NIZEWT hatte man sich entschieden, die Schwierigkeiten des Logik- Entwurfes der neuen Architektur (Reihe 4/390), d.h. ohne wesentliche Iterationsschleifen auszukommen,  dadurch zu bewältigen , indem man ein Muster des Logikentwurfes  mit üblichen ECL- Schaltkreisen  aufbaute (Konzept: eine Steckeinheit wird ein  LSI – SK. (wie erst wesentlich später bekannt wurde, hat das  NIZEWT derartige Ansätze, wie TCM 100, nicht verfolgt.) Für die Realisierung des Konzeptes „Reihe 4“  wählte man das System I-300  (И-300).

Die erforderlichen I-300 - Basis- Matrix –Kristalle sollten von einem Mikroelektronik- Werk in Selenograd geliefert werden, die Herstellung der Metallisierungsebenen zur logischen „Programmierung“ war in einem speziellen Bereich des NIZEWT geplant. Wie bereits oben erwähnt, wurden diese Pläne von Ministeriums- Entscheidungen  durchkreuzt. 

In der DDR lag die CMOS–Technologie (die perspektivische Hautrichtung der DDR-µE) dem Konzept für das ESER-4 zugrunde. CMOS war für verschiedene Projekte wichtig, wie z.B. für das Speicherprogramm. Als kompakte und schnelle Logik für das ESER 4- den Rechner EC1150- war der Einsatz von U5300 Master-slice Schaltkreisen geplant. Dem ersten EC1150-Logik-Entwurf  lagen  ca. 50  Logik- Typen auf zwei Basis- Matrix zugrunde. Für eine stabile Serienfertigung der U5300- Technologie war allerdings 1989 noch kein Entwicklungsabschluß  erreicht. Der Generalkonstrukteur des ESER V.V. Prschijalkowskij war über diese Pläne und Zeitaspekte gut informiert. Letztlich befanden sich die UdSSR und die DDR, was die Termine des Starts für ESER-4 Rechner betrifft, etwa in der gleichen Lage. Allerdings wollte das in Berlin offiziell  niemand zur Kenntnis nehmen und prognostizierte  den ESER- Entwicklern den drohenden Verlust des Exportmarktes UdSSR.

Die Geschichte  zeigte dann, dass alles anders kam:  Russland hatte zum Entwicklungsabschluß  1993 (!) keinen Markt für eigene Rechner, in der neuen Bundesrepublik herrschten IBM und Siemens. (Und der einzige  in die UdSSR verkaufte 32- Bit DDR- Rechner wurde ab 1990 nie in Betreib genommen.)     

Noch einmal zur Zeit vor 1990 in der DDR: In der DDR hatte man die Errichtung einer analogen Fertigungsstätte für die Metallisierung von U5300 – SK in Karl-Marx- Stadt, direkt  neben dem ESER- Entwicklungszentrum , beschlossen und mit dessen Bau begonnen. Neben dem Fertigungsbedarf für EC 1150 war die Herstellung von U5300 – SK für verschiedene Projekte des Werkzeugmaschinen- und Textilmaschinen- Baus geplant. Das war eine Initiative dieses leistungsfähigsten Industriezentrums der DDR. Das U5300- Fertigungszentrum wurde 1990 im Rohbau fertiggestellt, aber nach 1990 brauchte in Deutschland niemand mehr Masterslice -SK und keine ESER- Rechner. Der Stahlbeton- Bau des Fertigungszentrums stand bis 2014 im Zentrum von Chemnitz. 

Es ist allgemein bekannt, dass auch die Firma Siemens, Bereich  Datenverarbeitung, sich seit 1956 intensiv mit Rechnerentwicklungen befasste. Die letzten Mainframes aus dem Werk in Augsburg mit /390- Architektur waren die Rechner H90/H100 mit dem  Betriebssystem BS2000. Die Arbeiten an der Nachfolgegeneration konnten nicht  weitergeführt werden, da die Kosten für den Übergang auf eine spezialisierte VLSI- Basis und eine superkompakte Konstruktion wirtschaftlich nicht darstellbar waren und für die Vorlaufarbeiten zur EC 1150 der DDR interessierte sich n Augsburg niemand. Wegen der großen technologischen Herausforderungen an die zukünftigen Entwicklungen wurde beschlossen, nach  H90 /H100 die eigenen  Arbeiten einzustellen. Siemens  verfolgte als letzter europäischer Produzent noch bis Mitte 2005 die eigene Entwicklung und Produktion von Personalcomputern und Servern (Intel- Basis). 

Wenige Zeilen zum Thema der RISC- Rechner :

Nachdem der Fortschritt der µ-Elektronik –Technologien die Möglichkeit geschaffen hatte, anspruchsvolle komplexe Prozessorstrukturen auf einem Chip ( Si- Kristall) zu platzieren, incl. der Gestaltung des Kontaktsystems und der Kühlung , eröffneten sich wesentlich neue Formen eines Architekturkonzeptes – der RISC- Computer  (Reduced Instruction Set). Das RISC-Design distanziert sich deutlich von komplizierten Befehlsstrukturen zugunsten eines höheren Taktes und eines geringeren Steueraufwandes der Befehlsausführung, es orientiert auf eine geringe Datenbreite und eine Befehlslänge von 32 Bit. Daher wurde es in einer Etappe von 10-15 Jahren zur favorisierten Lösung zur Integration von komplexer Strukturen (Prozessoren ) auf einem Chip. Eine 32-Bit RISC - Architektur kann man natürlich wesentlich effektiver unterbringen ( und dabei alle weiteren Vorzüge der Miniaturisierung ausnutzen). Auch die Kühlung der Chips ist einfacher. Einige Jahre später führte der weitere Fortschritt der Halbleitertechnologie , der Vorstoß der Technologie- Giganten in den Sub- Nanometer - Bereich dazu, dass Rechner- Firmen , die eigene RISC- Chips einsetzten, gezwungen waren , den Wettlauf mit den modernen Mikroprozessoren der Firmen Intel und AMD und deren universellen Möglichkeiten aufzugeben..Diese µ-Prozessoren haben bekanntlich eine externe Architektur nach einem CISC- Modell, jedoch die interne Struktur nutzt die wesentlichsten Vorzüge des RISC- Design. Beginnend bei Pentium Pro haben die Intel- Prozessoren eine eingebettete Funktionsgruppe, welche den RISC- Kern mit einer CISC- Emulation. Beispiele sind  I-8086, I-80386, Motorola  68000 und der Zentralrechner des Systems Z von IBM.  

Laut Wikipedia, werden klassische oder der RISC- Philosophie nahestehende Prozessoren heute in Universal- Rechnern in der Regel nicht mehr verwendet. Moderne Mainframe- Rechner nutzen fast ausschließlich Intel x/86 Mikroprozessoren Die dominante Position von Intel am Markt mit deren Massenanwendungen machen kleine Serien von firmeneigenen RISC- Chips unrentabel. Die massenhafte Verbreitung der Marktführer ermöglicht äußert günstige Kosten- Parameter. Intel und AMD kündigen ca. aller 2 Jahre neue Mikroprozessoren an , oftmals unter Nutzung neuer oder verbesserter  „Sub- Nanotechnologien“ mit Strukturgrößen bis 16 nm -. Deren Umsatz erreicht Dutzende Milliarden US $ jährlich und somit sind ausreichend Mittel für immer neue führende Lösungen verfügbar. Auch die Entwickler und Produzenten der dafür erforderlichen höchstanspruchsvollen technologischen  Ausrüstungen und Materialien sind in der Lage , diesen hohen Tempi zu folgen und ihre Kosten finanziert zu erhalten.  Firmen mit eigenen RISC- Prozessoren waren  außerstande, einen derartigen Wettlauf zu überstehen. Die Produktion von  DEC Альфа, HPPA-RISC, Sun SPARC wurde eingestellt, nur IBM fertigt PowerPC- Chips,  XScale, MIPS и StrongARM sind sehr selten geworden oder ganz aus universellen EDVA verschwunden.

Wir sehen am Beispiel der Geschichte der Mikroprozessoren von Intel, dass man erst auf dem Niveau von „Subnanostrukturen“[ Prozessorserie Core i7 in 32 bzw. 22 nm-Fertigung ] komplexe 64- Bit CISC- Strukturen in einem Chip realisieren kann. Dabei sind bekanntlich neben vielen anderen Hürden die Gestaltung einer beherrschbaren Zahl von äußeren Kontakten und die Beherrschung einer nicht unerheblichen Wärmemenge wichtig.

Die gewaltigen Investitionen, die einhergingen mit den skizzierten Veränderungen der Architektur, hatten in der gesamten Weltwirtschaft großen Einfluss und hatten in wichtigen Wirtschaftszweigen wesentliche Änderungen der technischen Politik und der Wirtschaftsgrundlagen zur Folge.

Es drängten sich aktuelle Konsequenz nicht nur für Staaten mit Nachholbedarf in der µ-Elektronik-Industrie, wie Russland,  sondern auch für  viele europäische Firmen auf: die eigene Mikroelektronik- Industrie wird auf spezifische Produktsegmente orientiert, wo die Kosten und der Mehr- Wert der Intelligenz-Leistungen die Nachteile der Leistungsfähigkeit der Mikroelektronik – Industrie deutlich überwiegen. Als Beispiel können hier Steuergeräte für komplizierte Objekte, wie Flugzeuge oder moderne  KFZ, Ausrüstungen zum Datenschutz, Sicherheits- Moduln usw. dienen. Dagegen ist es vorteilhaft bzw. wirtschaftlich zwingend, für Hochleistungsstrukturen, wie Supercomputer, Mikroprozessoren aus dem Sortiment von Marktführen einzusetzen.  Standard- Technik, wie Server, Router oder PC sind ohnehin nur vom Weltmarkt  wirtschaftlich sinnvoll zu kaufen.  

Die Rolle von Supercomputern in der modernen Welt ist gewaltig. Die Entwicklung moderner Supercomputer ist ein Arbeitsgebiet, wo die Anteil und Wert der intelligenten Arbeit dominiert und wo durch deren Einsatz größte Effekte im Bereich der Simulation komplizierter Prozesse , der Auswertung großer Datenpools , der Bearbeitung  anspruchsvoller mathematischer Modelle usw. erzielbar sind.   Der Großteil dieser Superrechner wird mit Mikroprozessoren aufgebaut, deren Architektur- Eigenschaften die Parallelarbeit von zehntausenden und Hunderttausenden Prozessorkernen in Form von Pipelines, Matrixstrukturen oder anderer Verfahren  effektiv unterstützen.. Die überwiegende Zahl der Supercomputer aus den TOP500 sind x64 – kompatible «CISC» Prozessoren  (76%: Intel Xeon und  AMD Opteron). Unter den «RISC» Prozessoren steht der BlueGene (PPC) mit 18% im Rating. Die stärksten System leisten heute bis zu 93,014.6 TFlop/s . Nr. 1und 2 der Liste von 6/2016 belegen chinesische Komplexe . Der leistungsstärkste deutsche Supercomputer steht auf Platz 9 (HLZ Stuttgart) ,  Auch bei  TOP 500 sind interessante Angaben zu finden. Der stärkste russische S- Computer „Lomonosow“ nahm 2015 in der Weltrangliste Platz 95 ein.   

Bzgl. der Geschichte des NIZEWT sei hier angemerkt, dass  auf diesem Gebiet auch die Spezialisten  der „AO Wissenschaftliches Zentrum der elektronischen Rechentechnik“ (ehemals . NIZEWT) arbeiten . Sie bieten die  „Hochleistungs- Plattform EC 1740.0001 mit einer Spitzenleistung von 640 GFlops  auf Basis des AMD Opteron 6200 (6300) an.  

 
Die Architektur und Position von IBM auf dem Weltmarkt – weiterhin stabile Faktoren 

Der Weg der IBM war über Jahrzehnte auf eine Architektur orientiert, die eine unangefochtene Position in der Spitze moderner Anwendungssystem zur Datenverarbeitung sichern konnte und auf eine technische Politik, die gleichzeitig den Bedürfnissen ihrer Großkunden entsprach und ihnen einen Weg in eine erfolgreiche IT- Zukunft sicherte. Im Kontext des Architektur- Hauptthemas dieses Artikels – sei noch ein Blick auf die moderne Architektur-„Schöpfung“ der IBM – Universalrechner das System „Z“ (früher „Serie „Z“ oder System Z) gerichtet.

Im Vergleich mit der vorangegangen Architektur S/390 unterscheidet sich das Sysem Z vor allem durch eine 64-Bit Adressierung. Ältere Programme mit 31 Bit- oder 24 Bit- Adressen werden ebenfalls unterstützt. „Z“ ist das Synonym für «Zero Downtime», alle Komponenten sind redundant, sind besonders gesichert vor Absturz oder Crash, daher ist das System extrem zuverlässig.  Moderne Modelle  IBM z13 können parallel arbeiten und eine Leistung bis 85 LPARS beim Betrieb mit verschiedenen Betriebssystemen erreichen. 

Dass IBM auch heute noch an der Spitze IT- Mainframe- Innovationen führend ist, kann man aus den letzten Informationen zur neuen Mainframe-Generation z13 erkennen.  

Thomas Cloer /  computerwoche.de schreibt dazu:

Der neue Großrechner  hat laut IBM-Ankündigung den schnellsten Prozessor der Welt und gegenüber dem Vorgänger "zEC12" 300 Prozent mehr Arbeitsspeicher und 100 Prozent mehr Bandbreite .Die neue Prozessorgeneration mit acht Kernen wird in einem 22-Nanometer-Prozess gefertigt. .. der Chip erzielt die .. Mehrleistung gegenüber dem zEC12 nicht über eine höhere Taktfrequenz, sondern über Verbesserungen der Mikroarchitektur, wie mehr Parallelisierung von Befehlen, simultanes Multi-Threading (SMT) für Linux und zIIP, Vektorverarbeitung im SIMD-Modell (Single Instruction, Multiple Data), On-Chip-Koprozessoren für Kryptografie und Kompression sowie … eine neu designte eDRAM-Cache-Architektur….

Nach einer zwischenzeitlichen Orientierung Ende der 90- Jahre auf den wirtschaftlich dominierten und architekturbedingten Einsatz einer Parallelarchitektur mit einer großen Zahl von Mikroprozessoren (S10) ) hat IBM mit seiner gewaltigen Innovations- und Finanzkraft im System Z13 modernste Architekturkonzepte mit dem Einsatz eines eigenen optimierten Mikroprozessor-System einen neuen gewaltigen Schritt der Spitzen der Mainframe- Pyramide  vollzogen, mit einem Aufwand von ca. 1 Milliarde $. Im Rahmen der Geschichte ihrer Mainframes erweiterte und ergänzte IBM ständig seine Orientierung auf den Kundennutzen und -Bedarf. Beginnend bei den traditionellen Erfordernissen ihrer Workloads ( hohe Transaktionsraten, Datenbanken,  OLTP, Batch и Quality of Service, QoS),hat die IBM ab ca. 2001 ihre Mainframe - Linie auch für neue LINUX- Workloads (WebSphere Analytics und  Oracle) und schließlich auch für Java-Workloads erweitert. Schließlich wurden Jahre später System für Clouds und Operational Analytics bereitgestellt.

Aus all diesen Fakten könnte man die hypothetische Vermutung ableiten, dass die Stabilität und Zielstrebigkeit des „Giganten IBM“ auch in der Folge nach 1990 für die Organisation der Mehrseitigen Regierungskommission Rechentechnik und das ESER einen sinnvollen Leitfaden  für die System- Strategie geboten hätte. Eine Abkehr vom "Kalten Krieg" wäre(!) eine weitere Option für eine geeignete Kooperation...  Die führenden Architektur-Experten Russlands mit ihren weltweit anerkannten Innovations-Ideen hatten wohl die staatlichen Entscheider bereits überzeugt, das Technologie- Fundament  durch große Investitionen deutlich zu erweitern.

Wir kennen die Geschichte der sozialistischen Staaten Europas nach 1990. Die Zerstörung der Grundlagen der sozialistischen Ordnung unter unmittelbarer Mitwirkung des Generalsekretärs der KPdSU und seiner „nahestehenden Vertrauten“ führten zu den chaotischen Veränderungen, welche eine eigenständige Korrektur der Fehler und Defekte der „realen  sozialistischen Ordnung“ unmöglich machten. Ohne eine wirkungsvolle internationale Arbeitsteilung und entsprechender Handelbeziehungen ist es unvorstellbar, die technologische Lücke zum Westen abzubauen. Das ist ein Element aus der Reihe der Schlussfolgerungen, die unzweifelhaft richtig sind. Und das ist der „Hebel“, der im neuerlichen Krieg der strategischen Lager von den USA und ihren willfährigen „Partnern“  heute wieder aktiviert wird. 

 

Blick auf Gegenwart und Zukunft -  die digitale Revolution und ihr „Umfeld“  (Ergänzung vom 02.11.2017 

Geschichtsbetrachtungen sind grundsätzlich ein wichtiges Instrument für die Gestaltung der Gegenwart und Zukunft. Der folgende  letzte Abschnitt  betrachtet kurz die strategische Rolle der Mikroelektronik für die Zukunft der Volkswirtschaften, der Arbeitswelt und des Lebens der Gesellschaft, vorrangig in Europa einschl. Russlands und anliegender Staaten.

Das deutsche „LEIBNIZ- Institut für interdisziplinäre Studien (LIFIS) hat auf seiner 19. Leibniz-Konferenz  eine beeindruckende Fülle von strategischen Aussagen zum Einfluss der Mikroelektronik auf die Digitale Revolution (zweite industrielle Revolution) präsentiert. Diese befinden sich u.E. in bemerkenswerter Übereinstimmung  als nachträgliches  „unabhängiges Gutachten“ zu den vorstehenden  Kernaussagen zu  „Aspekte des Technologie…“ aus Sicht des Jahres 2015.

Hervorheben möchte ich weiterhin den bemerkenswerten Artikel des herausragenden Wissenschaftlers und Nobelpreisträgers J.I. Alfjorow .

Daher einige Ausführungen zur Rolle der Mikroelektronik für Gegenwart und Zukunft, darunter speziell mit dem Blick auf Russland.  

Die grundsätzliche Rolle der zweiten industriellen Revolution

Die „digitale Revolution“ ist heute in vollem Gange, unsere Art zu arbeiten und zu leben wird durch sie völlig verändert. Die technische Basis dafür ist die Mikroelektronik mit ihren vielseitigen Anwendungen.

1)   In der zweiten industriellen Revolution ( bzw.  „Industrie 4.0“) leisten die Computer und anderen elektronischen Geräte das Gleiche für die geistigen Kräfte des Menschen, was die Dampfmaschine für die physischen Kräfte bewirkt hat.“ ( Source: E. Brynjolfsson, A. McAfee “The Second Machine Age“ )

Künftige Veränderungen für die Arbeitswelt sind gravierend  :

Große Teile traditioneller Industrieprodukte werden  sich strukturell gravierend ändern (Automobiltechnologie, erneuerbare Energien contra traditionelle Kraftwerkstechnik.. ) oder entfallen, viele Arbeitsplätze in Verwaltungsprozessen, im Bankwesen, Handel oder der Logistik werden durch online-Funktionen und Computerintelligenz stark vereinfacht oder verschwinden, Inhalte hochqualifizierter Arbeitsplätze infolge weltweiter digitaler Netze , künstlicher Intelligenz, neuartiger Konstruktionsverfahren u.a. werden sich ändern, sie werden  immer weniger regionale Bindung erfordern und kaum noch  regionale Kostenstrukturen erfordern.  

In Summe werden sich ca. 75 % aller heutigen Arbeitsinhalte  (Quelle: Martin Ford „The Lights in the Tunnel“ ) grundsätzlich verändern oder diese Arbeitsplätze werden entfallen. Sie müssen durch neue Arbeitsinhalte kompensiert werden, ohne das Erwerbseinkommen wesentlich zu reduzieren. Mittel dafür sind eine  moderne landesweite Daten-Infrastruktur, neuartige Bildungskonzepte, Förderung der internationalen Vernetzung und Kooperation von Wissenschaft und Technik  u.a..

Im Zuge der digitale Revolution ( die in der russischen Literatur übliche Terminologie „Computer-revolution trifft offensichtlich nicht den tieferen Gehalt der Prozesse , dieser geht weit über diesen Rahmen hinaus)  werden neben immer leistungsfähigeren Geräten und Technologien, aber vor allem neue Wirkprinzipien  und Verfahren (ökologische Energieerzeugung, Verkehr, nachhweltaufkommen2012altige Produktion von Nahrungsmittels, Schutz der Erdatmosphäre, Gesundheitsversorgung der Weltbevölkerung  ) in neuartigen Wirtschafts- und Wissenschaftszweigen benötigt, um die erforderliche Kompensation zu schaffen. Diese Veränderungen gehen natürlich als allgemeinen Entwicklung des Lebens in der Gesellschaft vonstatten, aber sind in Einheit mit den Wirkungen der Digitalen Revolution verknüpft. Das verlangt zentrale staatliche Eingriffe, eine Abkehr von Neoliberalismus und der Macht von Marktgiganten, der  Gier nach Reichtum Einzelner, Gegenaktionen gegen den Prozess, dass sich die Schere zwischen den Schwachen der Gesellschaft und den Superreichen immer weiter öffnet..   u.a..  Das Staatswesen kann und muss also die Voraussetzungen in verschiedenster Weise unterstützen (!), damit die digitale Revolution nicht zu weiteren sozialen Deformationen der Gesellschaft führt.   

 

Zur Situation in Russland erschien im April 2011 eine Reihe beachtenswerter Wortmeldungen des Nobelpreisträgers und Duma- Abgeordneten J.I. Alfjorow  (Auszug der Übersetzung)

Aktuell existiert für unser Land keine wichtigere Aufgabe, als die Wiedergeburt der Hochtechnologie- Bereiche der Industrie, welche  auf modernen wissenschaftlichen und technologischen Forschungen  basieren! 

Grundsätzlich gesagt ist es eine Frage von Leben und Tod unseres Landes - entweder wir können tatsächlich wieder zur Gruppe der führenden entwickelten Länder aufschließen, oder uns erwartet das Schicksal einer Kolonie, die vorläufig noch reich an Naturressourcen ist.

Der Zerfall der Sowjetunion war für uns eine gewaltige politische und ethische, aber hauptsächlich eine wirtschaftliche Tragödie. Indem man … eine räuberische Privatisierung durchführte und praktisch alle Hochtechnologie- Bereiche der Industrie vernichtete, führten wir unsere Länder, darunter auch die bzgl. Wissenschaft und Technologie am weitesten entwickelte Russische Föderation, in die Kategorie von rückständigen Entwicklungsländern.

Bei den modernen Naturwissenschaften, und was besonders wichtig ist, bei den modernen Technologien haben wir einfach ein Viertel-Jahrhundert verloren…“

Durch die Regierung Russlands wurden angesichts dieser alarmierenden Situation für die Zukunft des Landes, der dringenden Notwendigkeit einer zukunftsorientierten Entwicklung des Landes verschiedene Pläne zur Schaffung sog. „Innovationszentren“ veröffentlicht.  Es ist darin vorgesehen, sogenannte Cluster- Strukturen in Anlehnung an das Beispiel des „Silicon Valley“ zu organisieren. Es sind darin große Mittel aus dem Staatsbudget sowie die Co- Finanzierung durch Privatunternehmen mit dem Ziel der „Wiedergeburt von Hochtechnologie-Bereichen“ geplant, die Schaffung junger „Start-Ups“ u.a.

Das am besten bekannte Projekt ist das Vorhaben zum Innovationszentrum Skolkowo in der Nähe von Moskau , für das 5 Cluster geplant sind, die im Mainstream von Industrie 4.0 liegen , darunter das Cluster für IT- Technologien, und welche unter den Rahmenbedingungen der Wirtschaft der RF schnelle wirtschaftliche Ergebnisse versprechen.

Von einem Außenstehenden gesehen entsteht hier jedoch der Eindruck, dass das Skolkowo- Projekt „von rückwärts“ organisiert wird,  (gemäß der Redewendung, das Pferd wird vom Schwanze her eingeschirrt“) . Es werden für staatliche Gelder  (aufwendige) Gebäude  und Infrastruktur errichtet, bevor Unternehmer überzeugende, wirtschaftlich zukunftsorientierte Grundlagen geschaffen haben- man ist geneigt zu denken, dass allein mit guten zentralisierten Serviceangeboten  man nichts bewegen kann. Und man denkt unwillkürlich an die Historie des Silikon- Valley; wo neue Produkte zunächst unter bescheidenen Bedingungen entstanden, bevor Firmen sich am Markt etablieren konnten, und das Geld für Wachstum, _ Miete und eigene Gebäude verdienten. Mit anderen Worten: Staatsgelder werden nicht in die schnelle Entwicklung leistungsfähiger Industrie investiert, sondern eher in eine gewisse äußere Hülle.

 Eine grobe Analyse der vorgesehenen Cluster- Profile zeigt, dass Arbeiten zur Schaffung von Hochleistungs- Mikroelektronik –Technologien dort nicht geplant sind .  Offenbar hat Zelenograd, ganz in der Nähe,  seinen eigenen „Cluster“, die Gruppe Angström , Mikron u.a.  (Группа «Ангстре́м, НИИМЭ und Микрон ) und offenbar ein eigenes Staats- Budget.

Die in Skolkowo geplanten Projekte gehen bzgl. ihrer Mikroelektronik- Basis scheinbar davon aus, dass sie hochwertige wissenschaftlich-technische Leistungen (Systemlösungen, Softwarekonzepte) erreichen, deren technische Realisierung auf der Grundlage von importierten Hochleistungs-Komponenten erfolgt bzw. deren industrielle Nutzung gemeinsam mit westlichen Konzernen , sowie auf Basis von OMD u.a. eigene Hardware realisierbar wird. Für Spezialentwürfe von µE- Komponenten, die ohnehin nur in geringeren Stückzahlen benötigt werden, ist zudem das bei Angström existente Niveau ausreichend. 

Anmerkung:
Im Rahmen der Informationen zum "IT" Cluster wird dargelegt, dass laut  Entwicklern des Instituts INEUM  («ИНЭУМ им. И.С.Брука»  zusammenmit dem MZST ("МЦСТ") der Server «Elbrus 4.4» («Эльбрус 4.4»)  entwickelt wurde, der erste Sever mit Prozessoren aus einer russischen Entwicklung. Die Serienfertigung dieser Mikroprozessoren war für das erste HJ 2016 geplant.
Dieser Mikroprozessor
«Эльбрус-4С (1891ВМ8Я)» ist (gem. Information ) "ein universeller Hochleistungs- Mikroprozessor mit 4 Kernen und einer verbesserten "Elbrus"- Architektur. Er wurde im МЦСТ entwickelt ,seine Taktfrequenz kann bis 800 MHz betragen und er wird in 65 nm- Technologie gefertigt. Dank der Besonderheiten der «Elbrus»- Architektur ist ein effektiver Einsatz in Systemen für intelligente digitale Signalverarbeitung, für mathematische Simulationen, wissenschaftliche Berechnungen und andere Gebiete mit erhöhten Anforderungen möglich"  .
Zweifellos ist die Realisierung dieses Mikroprozessors mit verbesserter «Эльбрус»- Architektur eine beachtliche Leistung.
Wenn man der ökonomischen Logik der Effektivität der Produktion derartiger µProzessoren folgt dann wird deutlich, dass «Elbrus 4.4» gemeinsam mit der Softwarevielfalt der Elbrus- Linie ein für den Staat wichtiges strategisches Produkt darstellt und  der Modernisierung strategisch wichtiger Systeme ohne tiefgreifende Software- Änderungen dient. Andernfalls müsste man feststellen, dass keinerlei Architektur- Eigenschaften einen Vorteil gegenüber international üblichen Standard- µProzessoren mit deren vielfach größerer Leistung und deren Kosten begründen können. Der Prozessor «Эльбрус-4С (1891ВМ8Я)» hat in jedem Falle keine Perspektive für Massenfertigung...   
(Grafik  im großen Format )
Mikroelektronik RF

Bei Betrachtungen der technischen Voraussetzungen  für "Industrie 4.0"ist es unumgänglich zu beachten,  wie wir wissen, dass µE- Elemente, so wichtig sie sind, nicht annähernd das gesamte Spektrum moderner  Lösungen“ erfassen. Da sind noch Speichermedien, Displays, Netzkomponenten, gewaltige Software- Produkte  ...  

Es stellt sich daher die Frage , wie langfristig mit einer Situation  umgehen, die man mit dem Begriff „Embargo 2“ gegen Russland deutlich beschreiben kann. Auf der ausschließlichen  Grundlage eines hohen Theorie- Niveaus des Könnens russischer Physiker und Mathematiker existieren bei Verfügbarkeit von Bauelementen mit 2 bis 3 Generationen Rückstand keinerlei Chancen der „Wiedergeburt von Hochtechnologie. Bereichen der Industrie“ .

Die Situation der Mikroelektronik-Industrie Russlands (und der angrenzenden Bereiche) veranlasst zu  Besorgnis. Die o.a. Feststellung J.I. Alfjorows  kann man besser verstehen _ wenn man die nebenstehende Tabelle analysiert. Diese vermittelt (s. großes Format)  bestimmte Eindrücke der Anstrengungen dieses so wichtigen Industriezweiges, erlaubt aber auch durch einfache Vergleiche den Schluss , dass die Russische Föderation vorläufig den Abstand ihres Technologie- Niveaus nicht  verringern konnte. Die Folgen der 20 Jahre währenden Demontage ab dem Machtantritt Jelzins  haben weitere Defekte verursacht, die längerfristige Auswirkungen haben werden.  

Zur „Schlüssel-Rolle“ der µE- Industrie

 Die Mikroelektronik- Industrie ist eine der wichtigsten strategischen Schlüsseltechnologien eines Industriestaates, der Anspruch auf einen stabilen Platz unter den führenden Staaten beansprucht und in der Zukunft verteidigen muss.

Die Förderung dieses Technologiekomplexes in einem modernen Staat (oder Staatenverbund) muss  zusammen mit  anderen Schlüsseltechnologien, wie z.B. Gentechnik, an der Spitze der Industrie- und Wissenschaftspolitik stehen und hat extreme  Bedeutung für Wachstum, Stabilität und materielle Sicherheit.

 

Bipolar_CMOSDie Mikroelektronik- Industrie hat als Resultat ihrer zentralen Rolle als Wachstumsmotor ein extrem dynamisches Entwicklungstempo.

Die Wirkung des sog. Mooreschen „Gesetzes“ ist das Ergebnis einer starken Intel Moore no end positiven Rückkopplung des Marktes auf die Wachstumsanreize der µE- Technologie einerseits, sowie der extremen Steigerung des Anwendungspotentials immer neuer und kostengünstigerer Produkte der µE. Nur so konnte innerhalb von ca. 50 Jahren z.B. die Zahl der Elemente auf einen Chip um Faktor > 109 wachsen, was eng korrespondiert mit der Produktivität der Chips, der Energie-Effizienz und der Kostensenkung pro Funktionselement.

Aber für diese Entwicklungen  sind gewaltige Ressourcen und Investitionen erforderlich, wie :

·  Entwicklung und Produktion (bzw. stabile Importe) von ca. 100 Positionen technologischer Ausrüstungen (TA) – d.h. physikalisch verschiedener, hochkomplexer und hochgenauer Geräte bzw. Anlagen

·  Entwicklung und Produktion (bzw. stabile Importe) einer großen Zahl spezifischer hochreiner Materialien (wie Siliziumwafer, Sputtertargets, Photolack, Photomasken usw.)

·  Entwicklung verschiedenster Halbleitertechnologien  (Schaltkreis-Entwurf (!), Wechsel Bipolar- Unipolar incl. fast kompletter Neuausrüstung der TA , Skalierung der Betriebsspannungen, Montagetechnologie , Prüftechnologie u.a. )

·  Organisation intensiver Forschungsarbeiten und Ausbildung einer großen Zahl hochqualifizierter Fachleute.

Die hohe Wachstums- Dynamik ist gekoppelt mit  ständig neuen Generations-Zyklen . Deren Finanzierung/Refinanzierung bedingt exorbitante Aufwendungen als Ergebniss der Gewinne aus einem außerordentlichen Marktvolumen !

Diese komplexen Zusammenhänge haben weltweit zur Dominanz weniger Staaten bzw. Konzerne geführt. In deren Ergebnis ist andererseits eine immer größere Anzahl von Staaten in den Rang von Entwicklungsländern geraten! Diese Abhängigkeit hat katastrophale Konsequenzen für die Zukunft und ist z.B. für einen Staat, wie die RF, inakzeptabel.

Aber dieser Kreislauf ist  sehr schwer beeinflussbar! Der bekannte Rückstand der µE zum Ende der UdSSR bzw. des RGW plus „20 verlorene Jahre“ (Zitat Alfjorows) sind eine sehr schwere Last!

Hier sollen einige (gekürzte bzw. überarbeitete ) Thesen aufgeführt werden, wie man sie zur Lage und den Entwicklungschancen der µE in der RF mit den sachkundigen Augen eines  Betrachters von außen wahrnimmt:

1. Die Mikroelektronik- Produktion und deren Erfolge bei ihrer Weiterentwicklung können definitionsgemäß wirtschaftlich nur auf Grundlage einer Massenproduktion von Schaltkreisen (dh. µE – Produkte) existieren, die in Millionen- Stückzahlen erfolgt. Die Halbleiterproduktion nutzt dafür extrem aufwendige optisch-chemische Verfahren, womit hunderte und tausende gleicher Elemente auf großen Wafer- Flächen reproduziert werden können.

2. In Russland gab es stets eine ausreichend große Zahl von Entwerfern , aber es gab keine Massenfertigung, es fehlten dafür die unterschiedlichsten Voraussetzungen. Der russische Markt bei einheimischen Elektronik- Produkten für den Privatbedarf ( Mobilfunk- Telefone u.a.) ist klein und ein Exporte in großen Stückzahlen existiert nicht. Die massenweisen ( fernöstlichen ) Importe derartiger   Produkte nach 1990 erstickten ohnehin jeden derartigen eigenen Versuch im Ansatz. Daher ist der Markt für eigene Mikroelektronik – Elemente extrem begrenzt, ganz im Unterschied, z.B. , von der Lage in China , wo einheimische Produzenten Großaufträge für ihre Billigexporte an einheimische Lieferanten  geben.

Die russische Verteidigungsindustrie oder Kosmos- Projekte benötigen geringe Stückzahlen, die keineswegs eine seriöse Auslastung der Fertigungsstätten sichern. Zudem sind das meist Spezial-Schaltkreise, die nur teilweise  mit Standard- Technologien gefertigt werden.

 3. Massive Investitionen aus Regierungsprogrammen der RF haben zweifelsohne die materielle Basis der Halbleiterindustrie deutlich verbessert. Das zeigen auch die Daten der o.g. Tabellen. Aber es wurden keine Beispiele bekannt, dass damit wettbewerbsfähige Schaltkreise oder Services erbracht werden. Offenbar leben die Unternehmen von Aufträgen der Verteidigungsindustrie und deren Argumente erzeugen die Bereitschaft der Regierung- weiterhin Geld aus dem Staatshaushalt bereitzustellen.

4. Ohne die Integration in den Weltmarkt ist weder ein Wachstum bei der Nachfrage nach Schaltkreisen durch einheimische Produzenten von Produkten des Massenbedarfs denkbar, noch ist ein wirtschaftlich gesundes Wachstum der µE –Industrie vorstellbar.

Neben der Aufhebung des «Embargo 2» und einem fairen und direkten Handel mit den Herstellern von Spezial- Ausrüstungen und Materialien  ist darüber hinaus  Praxiserfahrung beim Management von kommerziell erfolgreichen Technologie- Unternehmen dringend. Dazu ist eine enge Zusammenarbeit mit führenden Halbleiterunternehmen dringend.

Am Beispiel der Praxis der VR China, die eine Ausbildung tausender Studenten in führenden Industriestaaten ermöglicht, sollte man auch in der RF lernen.

Die Europäische Kommission hat zur Verbesserung des Standes ihrer µE- Industrie verschiedene Initiativen ergriffen, wie den

„European Action Plan for electronics industry in Europe“ (Action 131- 5/ 2013) und  die

-„European strategy for micro- und nanoelectronic componenents and systems von 6/2014

 

Wir kennen aus Quellen der RF den Stand der Leistungsfähigkeit russischer Halbleiter-Fabriken, (Tabelle) .  

Für die Russische Föderation war es offensichtlich wichtig, sich zunächst Klarheit über das strategische Ziel eines möglichen Investitionsprogrammes zur Entwicklung ihres  „Russian Silicon Valley“ zu erarbeiten- Es besteht keinerlei Zweifel, dass daran hochkompetente Spezialisten arbeiteten bzw. laufend arbeiten. Dabei sind u.E. eine ganze Reihe Fragen zu beantworten:

Wird in Russland eine 65-45 nm Technologie benötigt ? Worin besteht das Ziel für den Fall, dass die Regierung ein neues föderales Entwicklungsprogramm in Höhe mehrerer Milliarden US- $ plant? Wir wissen, dass sich das Wachstumstempo der weltweiten µE-Industrie in den letzten Jahren deutlich verringert hat und dass eine Konsolidierung zu den  leistungsfähigsten Firmen erfolgt.  Es erfolgen Veränderungen und selbst die größten µE- Unternehmen   frieren ihre Investitionen in  Technologien kleiner 45 nm ein. Das zeigt neben dem riesigen Kapitalbedarf von der Veränderung der Struktur des Weltmarktes. Künftig werden die neuesten Technologien  in etwa 4-5 foundries konzentriert sein, dazu noch bei Intel wenigen  Original Design Manufacturer (ODM)-also Unternehmen, die Fertigungsaufträge für fertige SK- Design ausführen. . Für alle anderen Unternehmen wird eine Technologie unter 45 nm unrentabel werden. Dabei ist mit weiteren Preissenkungen zu rechnen, während der wirtschaftliche Aufwand extrem zunimmt. Man kann das schon daraus ableiten, dass Strukturen unter 9 nm nur noch aus wenigen Atom- Schichten bestehen.

Prognosen sagen, dass weltweit noch sechs- sieben Halbleiter- Giganten das Geschäft mit den „Super- Chips“ beherrschen werden. Schon heute sind in einem Core 4- Prozessor von Intel ca.2 Milliarden Elemente enthalten….  Hat Russland eine Chance auf Spitzenplätze, unter Beachtung der riesigen aktuellen Defizite?

Der Erfolg eines  eigenständigen Entwicklungsprogrammes der RF für Si- Höchstintegration ist reine Utopie!  

Es ist eine andere Frage , welche Spezialtechnologien und Forschungsrichtungen  für die RF wichtig sind, ohne die inakzeptable Bedrohungen für die Sicherheit der Verteidigung und der wichtigsten Geschäftsprozesse (sichere Bank-Karten_ starke Kryptografie- Chips-) zu riskieren und wo  man auf eine faire Kooperation bauen, auf gleichberechtigten Handel kann?

Sollte man nicht seine Aufmerksamkeit ( und Investitionen ) auf sog. Nischen- Technologien konzentrieren, wo der Finanzaufwand  mehrfach geringer ist und wo man auf dem reichen internen Know-how aufbauen kann ?

Setzt sich die Geschichte der Mikroelektronik in Russland  unter den Bedingungen der (neokapitalistischen ) Marktwirtschaft fort?

Es existiert eine vielversprechende Information: Die Präsidenten der VR China und Russlands arbeiten nicht nur am Bau der neuen „Seidenstrasse“ durch Russland bis nach Westeuropa, sie fördern auch gemeinsame Pläne zur Entwicklung der µE- Technologie . Die Holding  «Росэлектроника»  und  Nedi Technology, ein Unternehmen von „China Electronics Technology Corporation (CETC) “, haben einen Vertrag über die Organisation einer Vertragsfertigung von Halbleiter- Elementen unterzeichnet. In Kürze werden daher russische Unternehmen das Design für LSI/VLSI- Schaltkreise erarbeiten und zur Fertigung in Halbleiter- Werken –d.h. ODM der VR China beauftragen können. Die erfolgreichsten russischen Unternehmen können sich dann zu sog.  fabless – Unternehmen“ entwickeln

Die Haupt-Perspektive der Mikroelektronik Russlands liegt dann bei Ingenieur- Dienstleistungen.

 

Zur Zukunft der  µE- Technologie

Es existieren neben dem Silizium noch weitere Entwicklungsrichtungen – neue Wirkprinzipien der Informationsverarbeitung. Hier soll zunächst das Potential von sub-nano Strukturen auf Basis herkömmlicher Halbleitermaterialien, wie Silizium kurz angesprochen werden.

Aus der Darstellung mit der spektakulären  Intel- Aussage „..No end to Moore’s Law“ sehen wir optimistische Prognosen für CMOS – Strukturen  für die Zeit bis 2025 /2030 bzw. bis zu Strukturbreiten von ca. 7 nm (!). Diese Tendenz wird nur dann am Standard-Markt (!)   eintreten, wenn die damit verbundenen Kosten keine exponentielle, unwirtschaftliche  Steigerung erfordern.

Intels Optimismus zur längerfristigen Zukunft  gründet sich offenbar auf der absoluten Dominanz und dem hohen praktischen Nutzungspotential aller um den „Silizium- Prozess“ existenten Fakten- des Wissens, Ausrüstungen, Materialien und den extremen Gewinnen seines Hauptgeschäftes. Der hohe Verbreitungsgrades, die „Kinetik“ des (Massen-) Marktes wird immer neue Strukturen mit bewährten und kostengünstigen Grundelementen hervorbringen. Ein Prozess, wie wir ihn bei hochkomplexen Strukturen zum Bau von Supercomputern mit herkömmlichen Mikroprozessoren kennen. Aber auch VLSI- Produkte mit hoher Energieeffizienz haben großen Einfluss!

Daher wird der „Entwicklungsvektor“ sich stark auf Faktoren orientieren, die immer bessere Wirtschaftlichkeit sowohl der Hersteller, als auch der Nutzer sichern.

Das wiederum erhöht die Hürden, die neuartige kostenintensive Technologien überspringen müssen, um zum Industrie- Produkt zu werden.

Die Fwas danach?rage, was kommt nach CMOS: welche Chancen haben  Spin- basierte Quanten-Computer,  Molekularstrukturen /- Computer oder andere Prinzipien (optoelektronische Rechner .. ) wird wahrscheinlich dann  besser beantwortet werden können, wenn bei strategischen Projekten für extreme Verarbeitungsleistungen, wie sie im (para-militärischen) Bereich der Objekterkennung oder bei der Suche in gigantisch großen Datenmengen auftreten , praktisch nutzbare und wirtschaftlich vertretbare Lösungen vorliegen werden .

Im Rahmen dieser Betrachtung möge daher ein Ausblick aus der o.g. Leibnitz- Konferenz die Phantasie des Lesers anregen.   

Technologie- und Politik-Tendenzen - 25 Jahre nach dem Ende des RGW ( Rat für gegenseitige Wirtschaftshilfe)

Die technologische Weltarena mit  direktem Bezug zur IT- Technik hat eine gewaltige Vielfalt. Oben haben wir den untrennbaren Zusammenhang zwischen den Charakteristika und der Entwicklung der Computer- Architektur und dem Stand der Mikroelektronik- Industrie skizziert. Die Entwicklung von Plattenspeichern, Netztechnologien, die explosionsartige Entwicklung mobiler Techniken und das gewaltige Wachstum des privaten Marktes, sowie viele andere Bereiche ändern sich unter dem Einfluss kompliziertester Technologien, die den Weltmarkt mit seinem gewaltigen Potential erobern. Die Rolle der Computernetze, die Digitalisierung der gesamten Geschäftswelt steht erst am Anfang.      

In letzter Zeit sind deutliche Fortschritte bei der Weiterentwicklung der künstlichen Intelligenz zu beobachten, hier sicher in erster Linie der Algorithmen, denen sicher spezielle Architektur- Features folgen werden. Es etablieren sich immer stärker neue Business- Modelle und  Firmen auf Grundlage neuer Plattformen, wie Apple, Google, Alibaba, PAYPAL .. 

Generell liegt der Weg  des wirtschaftlichen Erfolges eines Unternehmens in der Fähigkeit, die Tendenzen und Reaktionen des Marktes so zu nutzen, dass sich für ein Geschäftskonzept ein stabiler und sich erweiternder Reproduktionszyklus entwickelt und  dafür moderne Technologie und Finanzierung bereitzustellen. Die Digitalisierung unserer Welt setzt immer neue Akzente.  

Aus o.a. Ausführungen wurde ein übriges Mal die gewaltige Rolle des Weltmarktes und des Handels auf gleichberechtigter Grundlage deutlich.

Welche Ziele heute die Administration der USA und die Hardliner im Pentagon zusammen mit ihren NATO- Vasallen verfolgen, indem sie als „Ultima Ratio“ wieder  ein Embargo gegen Russland verhängen? Die Antwort ist klar: Russland ist für diese Kreise nach wie vor der strategische Gegner, der die Ausbreitung ihres Machtbereiches blockiert. Die „Erfolgsformel“ der Vergangenheit veranlasst diese Herren, das alte Werkzeug des Embargo wieder auszugraben und der Waffenindustrie mit Lügenszenarien zusätzliche hunderte Milliarden Steuergeld zuzuschanzen, während das Bildungs- und  Gesundheitswesen, Forschung und digitale Infrastruktur usw. unter extremen  Finanzierungsmangel leiden!

Resümee

 * Die Computerindustrie der UdSSR, der DDR und der anderen RGW-Staaten hatten unter den existenten Rahmen-Bedingungen des Gesellschaftssystems  eine große positive Rolle für die Entwicklung ihrer Länder.

Einen herausragenden Platz im Rahmen der ESER- Arbeiten nahm das NIZEWT und dessen Generaldirektor Viktor Wladimirowitsch Prschijalkowskij , ein hervorragender Organisator und führender IT- Fachmann  und bis 1990 Generalkonstrukteur des ESER ein.

* Die Computerindustrie der sozialistischen Staaten befand sich, neben den bekannten allgemeinen Gründen des Zurückbleibens , in einem Komplex schwerwiegender Schwierigkeiten und Widersprüche hinsichtlich der verfügbaren Technologien und der IT- Architektur , deren Auswirkungen hier schwerwiegender waren, als vergleichbare Faktoren im « Westen »  .

* Die Anfangsphase des Weges der Computer-Architekturen im Verlaufe der letzten ca. 50 Jahre war von der Dominanz von CISC-Architekturen bestimmt, basierend auf relativ einfachen elektronischen Bauelementen. Mit dem Fortschreiten der Mikroelektronik- Basis begann die Etappe der RISC- Strukturen . Später kam die CISC- Architektur in einer Art Renaissance auf der folgenden Ebene der Entwicklungsspirale der Mikroprozessoren zurück.

* Nur eine geringe Zahl führender westlicher Unternehmen konnten im Umfeld der Entwicklung der Mikroelektronik- Technologien und der wachsenden Globalisierung dem Druck des Mitbewerbs wirtschaftlich überleben, die große Mehrheit selbst etablierter Firmen  musste in diesem „Architektur- und Technologie- Wettlauf“ ihre Produktlinien aufgeben. Die Globalisierungs-Effekte beschleunigen diesen Wettlauf. .

* Die außerordentlichen Eigenschaften moderner Mikroprozessoren erlauben uns heute (2016) - aus der Sicht der Anwender-Eigenschaften der Mainframe- Rechner - keine besondere Aufmerksamkeit auf  Architektur- Unterschiede der Prozessorkerne, wie CISC oder RISC, zu richten. Aktuell gewinnen die „externen“ Architektur- Merkmale der Mikroprozessoren – wie z.B. die Möglichkeit des Entwurfes einer „Modellreihe“ unterschiedlicher Leistung, die Möglichkeit des Baus von Pipeline- Strukturen, des Entwurfes hochparalleler lokaler oder auch Netz- orientierter  Strukturen oder anderer Hochleistungskonzepte an Bedeutung.

* Das Gewicht des „Mensch- Maschine Interface“ verschiebt die Bedeutung einer effektiven internen Architektur von Prozessoren immer weiter in den Hintergrund.  Sofern für derartige „Soft- Technologie“   allerdings „spezialisierte Hardware-Power“, z.B. für neuronale Strukturen erforderlich ist, werden  daraus offensichtlich auch spezialisierte µ-Prozessoren eine Renaissance erleben

* Eine gewaltig Bedeutung haben aktuell die Prozesse der Daten-Gewinnung und deren „Analyse“, sowohl personengebundener Daten, , als auch verschiedenster kommerziell orientierter . Diese Entwicklungen sind verknüpft mit dem Entstehen neuartiger Software- Produkte ; sowie neuer Super- Strukturen , sowohl für ihre zentralisierte hochsichere Speicherung, für das Entstehen von verteilten Serverstrukturen , Suchmaschinen und komplexen Daten-Analysatoren ( mit gewaltigen Transaktionsraten …)

* Solche neuen Arbeitsrichtungen , die auf den Gesetzen der Quantenphysik basieren , oder die digitale optische Datenverarbeitung und –Speicherung , werden wohl noch längere Zeit am Rande der Mainstream – Ökonomie bleiben , sofern deren Nutzen keine extremen wirtschaftlichen Vorzüge bietet; solche strategische Spitzenforschung braucht  strategische Investitionen .  

*  Eine große Zahl der führenden Fachleute in der ehemaligen UdSSR und der DDR, vorrangig der führenden Entwicklungsbetriebe des ESER- dem Moskauer NIZEWT und von ROBOTRON Karl- Marx- Stadt (Chemnitz) beschritten nach 1990  erfolgreich neue professionelle WegeDie Orientierung der IT- Spezialisten aus den bisherigen ESER- Bereichen  auf  "professional services" – auf die Migration bestehender Anwendungssysteme und Datenbanken , der Orientierung auf die intelligente Nutzung modernster Mikroelektronik-Erzeugnisse , hauptsächlich auf Mikroprozessor- Grundlage, auf die Schaffung von Supercomputern, Hochleistungsservern , Rechnernetzen – alles das war in höchstem Grade logisch und diese Fachleute hatten damit meist Erfolg.    Ihre Zielstrebigkeit, ihr erprobtes „know how“ und ihre Kenntnisse regionaler Akteure und Projekte , das Wissen zu regionalen Wirtschaftsstrukturen und deren Besonderheiten gaben oftmals gute Chancen für eine künftige erfolgreiche Berufstätigkeit. 

* Es existieren viele Bereiche, wo das Technologie- Niveau erst durch Jahrzehnte von Arbeitserfahrung und Intelligenz, wissenschaftliche Qualifikation zur Wirkung gebracht werden kann.  «Professional services», z.B. auch die Nutzung dieser Qualifikationen für die Anpassung und Weiterentwicklung komplexer Systeme ( wie z.B. für Systeme im  Kosmos) , sind Arbeitsrichtungen, wo Ingenieure , Programmierer und Systementwickler heute gleichwertig ihre Kräfte messen können, wo deren Intellekt, langjährige Praxis- Erfahrung und gutes Fachwissen mindestens vergleichbar sind.  

* Russland verfügt heute wieder über eine leistungsfähige IT- Industrie, vor allem dank qualifizierter Ingenieure, Mathematiker und Programmierer, incl. einer Generation junger hochqualifizierter und engagierter Hochschul- Absolventen, die in einer erfolgreichen  Ausbildung noch immer, stärker als in Westeuropa,  den  Schlüssel zu einer künftigen Karriere sehen.

* Der o.a. „Blick auf Gegenwart und Zukunft -  die digitale Revolution und ihr Umfeld“ stellt die Russische Föderation, die akademischen und politischen Eliten und ihre wirtschaftlichen  Hauptakteure vor extreme Herausforderungen. Die Geschichte des 20. Jh. hat weltweit zur Dominanz weniger Staaten bzw. Konzerne geführt, in deren Ergebnis andererseits eine immer größere Anzahl von Staaten in den Rang von Entwicklungsländern geraten! Diese Abhängigkeit wirft katastrophale Schatten auf die Zukunft und ist z.B. für einen Staat, wie die RF, inakzeptabel und impliziert großen Handlungsbedarf!

Mit einem gewissen  Optimismus  kann man aktuell konstatieren, dass die gemeinsamen strategischen Ziel [siehe auch Artikel „Machtblöcke“ ] im Bündnis der Volksrepublik China und der Russischen Föderation gewaltige Möglichkeiten eröffnen, für den Bedarf der RF , für deren Systementwicklungen  die neueste Technik zu importieren. Die hohe Qualifikation der russischen Experten eröffnet damit viele  Möglichkeiten, weltweit führende Systementwicklungen  zu erreichen!!  Das Stichwort „ODM“ ist dafür ein konkreter Hinweis. 

Zurück zum Beginn dieser Betrachtungen :Eine hohe Anerkennung ihrer Leistungen  bei der Entwicklung der IT- Technologie in der UdSSR und heute in Russland, bei der breiten öffentlichen Anerkennung der Zweckmäßigkeit bzw. Notwendigkeit, internationale Standards einzusetzen und eine rege internationale Kooperation zu pflegen , gebührt den Fachleuten und dem Management des ESER, vor allem dessen langjährigem Generalkonstrukteur Viktor Wladimirowitsch Prschijalkowskij , leitender wissenschaftlicher Mitarbeiter , Held der sozialistischen Arbeit, Direktor des NIZEWT von 1977 bis 1990.  

***

Der Autor dankt mit großer Anerkennung Herrn Vladimir Viktorowitsch Prschijalkowskij für dessen wesentliche Unterstützung bei der textlichen Bearbeitung der russischen Fassung dieses Artikels und für dessen wertvolle inhaltliche Hinweise.

H.-Georg  Jungnickel  (Chefkonstrukteur  der DDR im ESER,  1981  bis 1990 . )http://www.eser-ddr.de/

Leser, die den Artikel in Russisch lesen möchten ,finden diesen hier.

 

 

Hauptseite