Компьютер «Сетунь» думал не нулями и единицами и опередил время на полвека

Цифровой макретплейс·yesterday at 9:52 pm

Москва, конец 1950-х. В лаборатории вычислительного центра МГУ молодой инженер Николай Брусенцов собирает машину, над которой посмеиваются коллеги. Все компьютеры мира работают на двух цифрах, нуле и единице. А Брусенцов упрямо строит компьютер, который считает тремя.

Компьютер «Сетунь» думал не нулями и единицами и опередил время на полвека

Фото: debrazer, CC BY-SA 2.0, Flickr

Через несколько лет эту машину будут выпускать серийно. Она будет работать от Калининграда до Якутска, почти без поломок, при любом климате. А потом её производство неожиданно остановят. И мир на десятилетия забудет о том, что в СССР уже работал компьютер, построенный по совсем другим правилам.

Зачем вообще нужна третья цифра

Обычный компьютер похож на выключатель: ток есть или тока нет, «да» или «нет», 1 или 0. Это удобно для электроники, но не всегда удобно для математики. Например, чтобы записать отрицательное число, двоичной машине приходится использовать специальные хитрости и отдельный знаковый бит.

Брусенцов опирался на троичную симметричную систему. В ней три значения:

минус один, ноль и плюс один. Такая логика ближе к тому, как рассуждает человек: «да», «нет» и «не знаю».

Отрицательные числа записываются естественно, без лишних знаковых разрядов.
Округление получается простым отбрасыванием лишних разрядов, без ошибок накопления.
Программы для многих задач выходили короче и понятнее.

Математики давно знали: с точки зрения плотности записи информации основание 3 эффективнее основания 2. Но построить такую машину на практике никто не решался.

Как собрали невозможное

Поддержал молодого инженера академик Сергей Соболев, один из крупнейших математиков XX века. Именно он дал проекту зелёный свет и защищал его в кабинетах.

Денег и дефицитных деталей было мало. Брусенцов придумал элегантное решение: собрал логические элементы из ферритовых сердечников и полупроводниковых диодов. Такие элементы были надёжнее ламп, не требовали капризных транзисторов того времени и потребляли мало энергии.

В 1958 году машина заработала. Её назвали «Сетунь», по имени речки, протекающей недалеко от Московского университета.

Что умела «Сетунь»

Работала стабильно в обычных комнатах, без сложных систем охлаждения.
Была проста в программировании. Студенты осваивали её за считанные недели.
Стоила, по воспоминаниям разработчиков, в несколько раз дешевле двоичных машин сопоставимого класса.
Требовала минимального обслуживания и редко ломалась.

Серия, которую остановили на взлёте

С 1962 по 1965 год «Сетунь» выпускали серийно на Казанском заводе математических машин. Всего собрали около 50 компьютеров. Большая часть отправилась в вузы и научные институты по всей стране.

Отзывы были отличные. Машины работали и в морозной Сибири, и в жаркой Средней Азии. Заявки приходили одна за другой. Интерес проявили и зарубежные партнёры: в Чехословакии были готовы наладить выпуск у себя.

А потом производство ~~расширили~~ свернули. Троичная машина не вписывалась в общие планы отрасли, где всё было заточено под двоичную архитектуру. Заводу дали другие задачи, а «Сетунь» сняли с производства.

Брусенцов не сдался. В 1970 году его команда построила усовершенствованную «Сетунь-70», ещё более продуманную. Но и она осталась опытной машиной.

Почему о «Сетуни» вспомнили сейчас

Николай Брусенцов прожил долгую жизнь и до последнего верил, что троичная логика ещё вернётся. Похоже, он был прав.

Сегодня в области искусственного интеллекта активно исследуют нейросети, веса которых принимают всего три значения: −1, 0 и +1. Ровно как у «Сетуни». Такие модели требуют меньше памяти и электроэнергии, а работают почти так же точно, как «тяжёлые» собратья. Исследователи по всему миру публикуют работы о «троичных» нейросетях, и многие с удивлением узнают, что

первый троичный компьютер собрали в Москве почти 70 лет назад.

Инженеры, занимающиеся новыми типами процессоров, тоже присматриваются к троичной логике. Если когда-нибудь она войдёт в массовое железо, у неё будет русский прадедушка из лаборатории МГУ.

Что эта история говорит о нас

В «Сетуни» отразилась сильная сторона отечественной инженерной школы: умение мыслить нестандартно, искать красивые решения там, где другие идут проторённой дорогой. Брусенцов не копировал западные образцы. Он создавал своё.

И пусть серия получилась маленькой, 50 машин честно отработали много лет, на них выросло целое поколение советских программистов. А сама идея пережила своё время и вернулась тогда, когда мир оказался к ней готов.

А вы слышали раньше о «Сетуни»? Как думаете, если бы троичные компьютеры тогда пошли в массовое производство, могла бы наша страна задать мировой стандарт вычислительной техники?