Beiträge zur DDR- Geschichte des Einheits-System der Elektronischen Rechentechnik (1968-1990) | ||||
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Inhaltsübersicht |
Überblick
„Systementwurf, Technologie und Konstruktion“ bei den ESER- EDVA- Entwicklungen
bis 1990
TECHNIK
der EDVA-
Bemerkung zur Entwicklungsmethodik
Prinzipielle
Anforderungen an
eine
Nachfolgegeneration
Arbeitsplatz- Technik
Fakten zum Konzept einer neuen
Generation EDVA EC 1150
64- Bit ESER versus 32 Bit Technik
ESER- PC |
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Zum Überlebens- Konzept der DDR- ESER- Linie gehörte, den zu erwartenden technologischen
Fortschritt der CMOS–Technologie bis etwa 0,6 µm–Strukturen
zu nutzen, um die großen technologischen und
wirtschaftlichen Aufwendungen für Multichip- Modul Keramikträger zu
relativieren oder zu umgehen.
ESER- PC
Das Arbeitsprofil des FG Geräte
wurde 1987/88
verstärkt auf solche
System- und Produktentwicklungen, wie z.B. die IBM-kompatiblen
ESER-Personal-Computer EC 1834 (1988) , EC 1834.01(1989) und den IBM
PC AT kompatiblen EC 1835 (1989) umgestellt. Die
Mitentwickler und
Hauptüberleitungspartner waren die Robotron-Betriebe „VEB
Buchungsmaschinenwerk Karl-Marx-Stadt“ und der „VEB
Büromaschinenwerk Sömmerda“ . Dabei trug E 2 im Verbund mit den
FuE- Bereichen der o.g. Betriebe die Systemverantwortung und einen
hohen Anteil der Entwicklung.
Im Ergebnis der immer stärkeren Konzentration des gesamten Dresdner
Raumes (Entwicklung,
Technologie, Produktionskapazität, Finanzcontroling )
auf die 32-Bit-Technik war daher die Vereinigung des
Karl-Marx-Städter Betriebsteiles E 2 mit dem Betrieb VEB
Buchungsmaschinenwerk Karl- Marx-Stadt eine zwangsweise Folge, um
ein gewisses Gleichgewicht der Versorgung der großen Robotron-
Produktionsbetriebe mit leistungsfähiger F/E–Kapazität zu
ermöglichen und andererseits dem Team des FG2 eine seinem
Ingenieur-Potential und Erfahrungen entsprechende Perspektive zu
erhalten.
Die Produktlinie der ESER-PC gestaltete sich extrem schnell zu einem
Kristallisationskern für die genannten Großbetriebe in Chemnitz und
Sömmerda. In der gesamten DDR-Wirtschaft wurde darüber hinaus die
Orientierung auf die INTEL-Prozessorfamilie I/286 und nachfolgend
I/386 sehr stark unterstützt und zur Basis weitreichender Pläne. Man
hoffte auf eine sogenannte Ablösung der enorm zugenommenen Importe
durch DDR-eigene Produkte mit geringerem Valutabedarf.
Die Funktionsmuster des o.g. EC 1835 wurden im Herbst 1989
erfolgreich mit eigenen Prozessor-SK und einigen hochintegrierten
CMOS-Gate Array- der Serie U 5301 erprobt
)
Im mittelfristigen Plankonzept E2
war es bis Ende des Jahres 1989 nicht vorgesehen, die
Entwicklung von ESER- EDVA mittlerer Leistung aufzugeben. Vielmehr
bestand das Grundkonzept der Leitung des WTZ Chemnitz darin, der
Stabilisierung der neuen CMOS- Basis U5301 der künftigen EC 1150
zunächst durch den Einsatz von 3 Typen U 5301 im IBM
PC-AT-kompatiblen PC EC 1835 einen kräftigen Impuls zu verleihen und
einen neuen Bilanzierungsfreiraum durch das hohe Gewicht der
EDVA-Exporte und von ESER-PC
und deren Anwendung in allen strategischen Positionen der DDR
zu erlangen. Dieses Konzept war jedoch spätestens ab März 1990
politisch nicht mehr aktuell.
Als echter Nutzen des festen Glaubens an die Nachhaltigkeit der
IBM/370 /390 Architekturlinie ergab sich die sehr schnelle Erkenntnis der IBM Deutschland,
dass in Chemnitz ( aber auch Berlin und anderswo)
gut ausgebildete „IBM“- Spezialisten verfügbar waren.
Der Industriestaat DDR hatte, am internationalen Vergleich
der sozialistischen Staaten gemessen, pro Kopf noch Anfang
der 80-er Jahre die größte Dichte an modernen
Technologiefeldern. Und es bestand ...ein gravierender
Versorgungsmangel bei neuen Ausrüstungen, Materialien und
Bauelementen für ihre Weiterentwicklung .
Die Embargo- Politik von USA und NATO, sowie der enorme
Devisenmangel als Ausdruck der Isolation am Weltmarkt und
der geringen Leistungsfähigkeit der Wirtschaft einerseits,
und andererseits die fehlende Möglichkeit, in
Ostblockländern das zu kaufen, was hohen Anforderungen
entsprach und für eine schnelle dynamische Weiterentwicklung
zwingend war, waren der Grund für einen unausweichlich
immer
stärker anwachsenden technischen Rückstand. Die fehlende
internationale Kooperation konnte durch noch so
hochgesteckte Ziele der Führung des Staates nicht weggeredet
werden, ganz zu schweigen von den Möglichkeiten, der sich
entwickelnden globalen Wirtschaft etwas substantiell
Hochwertiges entgegenzusetzen.
Eine analoge Mangelsituation bestand in der UdSSR und
anderen Ländern des ESER, der Bedarf war höher als das
Aufkommen und die Finanzierungsmittel und im RGW
bilanzierten Transferrubel. Der isolierte sozialistische
Wirtschaftsraum befand sich durch diese "negative
Rückkopplung" in einer Abwärtsspirale.
In dieser Lage entstanden in der DDR verschiedene
pseudomoderne technokratische Konzepte, wie CAD/CAM oder
CIM. Milliarden Schulden wurden aufgenommen, um Importe aus
der BRD und anderen entwickelten Staaten zu finanzieren.
Darunter waren auch echtzeitorientierte moderne CAD-Rechner
+ Software. Auf dem Gebiet der RT wurde die 32-Bit-
Rechentechnik (32-Bit VAX / Linie) politisch zu einem
Wundermittel stilisiert, das unbedingt im Eigenaufkommen der
DDR entwickelt und "produziert" werden musste. Führende
Leiter bestimmter Wirtschaftszweige nutzten die Forderung
nach derartiger fehlender Spitzen- Technik oftmals als Alibi
unbefriedigender Arbeitsstände und stellten hypothetische
Konzepte vom Typ "Was wäre, wenn.. " auf.
Im Politbüro der SED gab es aber keineswegs einhellige
Meinungen zum Gewicht der ESER- Technik. Eine
interessante
Quelle (Artikel)
bestätigt uns das, im Rückblick auf 25 Jahre DDR-
Geschichte. Besonders die Exportrentabilität der ESER-
Technik und ihr Volumen fanden auf höchster Ebene durchaus
hohe Wertschätzung. Um so erstaunlicher allerdings, dass in
der Kombinatsleitung Robotron keinerlei Anstrengungen
spürbar waren, ESER mit hoher Priorität für die Pläne nach
1990 [ESER IV mit CMOS Gate Arays U53XX ]
weiterzuentwickeln. Man war offenbar zu feige und es fehlte
eine strategische Systempolitik des Ministeriums.
Aber auch auf dem Gebiet der Arbeitsplatz- Computer wurde
nicht sorgfältig geprüft und koordiniert, welche Architektur
und Basis- Konstruktion für die Versorgung der DDR und als
Export- Schlager geeignet wäre. Anders ist wohl nicht zu
verstehen, warum bei 16 Bit- Personalcomputern der Linie
A71xx Lösungen gewählt wurden , die sich von der
international "state of the art" PC- Linie konstruktiv und
logisch unterschieden und zwangsweise zu Doppelarbeit ,
Mehraufwand und letztlich bei eng begrenzter
Entwicklerkapazität zu Tempoverlust führte.
Zu den "Host"- Architekturen erläuterten Verantwortliche des
Fachgebietes E2 schon 1987 an verschiedenen "zentralen"
Stellen und in klaren Dokumenten diese o.g. Fakten. Ein
Auszug aus der>>
Realisierungskonzeption für ESER Reihe 4
(.doc; 2,5 MByte , ... .doc) aus dem Jahre 1987 und weitere
Dokumente des CK an das MEE zu Grundfragen der
Entwicklung
sind noch erhalten.
Unsere Argumente zugunsten der hohen und noch längere Zeit
stabilen Export-Rentabilität der ESER- Technik in die UdSSR
(es war genau bekannt, dass in der UdSSR der gleiche
Technologie- Rückstand bestand) und zur hohen Einsatzdichte
der ESER-Anwendungen in wichtigen DDR- Kombinaten,
Staatsorganen, Handel und Verkehr, Forschung und Entwicklung
usw. waren für Dresden und Berlin ideologisch unpassend !
Natürlich war in dieser Phase auf Lieferungen guter 32- Bit
Rechner aus der UdSSR kaum mehr wirklich zu hoffen. Und
natürlich musste in dieser Phase auch der Bedarf an dieser
Technik objektiv gedeckt werden, aber war der Import
fertiger Maschinen nicht wirtschaftlich sinnvoller, zumal
eine "prototyp- nahe" Eigenentwicklung großer 32-bit-Rechner
ohne echte Ablösekonzeption der LSI-
Spezial-Schaltkreisbasis bleiben musste , wie sie z.B. bei
Intel-286 /386 basierten Architekturen real war.
Es bestand keinerlei wirtschaftliche oder systemtechnische
Notwendigkeit, dass sich unter den bekannten
wirtschaftlichen Fakten die Leitung des Kombinates Robotron
und das Ministerium EE ab ca. 1886 von der
Perspektive der ESER- EDVA distanzierte, denn es war für
jeden Fachmann klar absehbar, dass die 32-Bit-VAX-Linie mit
Modellen größerer Leistung wenige Zeit später die gleichen
technologischen Hürden zu überwinden hat, wie die ESER-
Linie, sofern eine eigene SK- Basis zum Einsatz käme. Eine
Adaptions- Entwicklung der Art K18xx war nicht fähig, die
Eigendynamik der Entwicklung der CMOS-Technologie der DDR,
speziell der Gate Array-Technologie für logische Entwürfe zu
nutzen.
Die ESER- Entwicklungsmannschaft in Karl- Marx- Stadt machte
in dieser Situation die Entwicklung der ESER- Personal-
Computer-Linie EC 1834 und 1835 in verstärktem Umfang zu
einem Mittel, das Entwicklungs- Potential "nützlich zu
parken" und damit quasi eine zweite Produklinie zu
entwickeln, die perspektivisch mit ihrem hohen
Leistungspotential und mit dem Charakter einer Groß-
Produktion sehr bedeutsam wurde. Unsere IBM- kompatiblen PC
begannen in der DDR einen Triumph- Zug und waren in der
UdSSR sehr begehrt. Sie gaben der ESER- Linie auch die(!)
Chance, eigene CMOS- Gate- Array- SK aus Dresden zu einer
neuen Bauelementebasis des ESER reifen zu lassen>>
ESER-DDR Umfeld Systementwurf Technologie.htm)
. Die Umstände dafür waren günstig , denn in der DDR-
Industrie war das SK- Sortiment des EC 1835 - nach dem
damals vorhanden DDR- Blick "auf die Welt" weitgehend
gesichert >>
Koordinierungsvereinbarung zum U5300 (Auszug)
. Mehr dazu auch im Abschnitt >>
Vorlaufarbeiten.
Zum EC 1835 und des darin verbauten ersten Gate- Arrays
U5301FC003 siehe auch den
Artikel "EC1835"
in Wikipedia.
Zusätzliche Fakten:
Beide Architektur- Linien verloren in der DDR ab 18.03.1990
abrupt ihre Bedeutung! Die nachfolgende fragwürdige
Umstellung des transferablen Rubel (TRbl) auf 2,34 DM (am
01.07.1990) beschleunigte diesen Prozess enorm, beim
traditionellen UdSSR- Partner gab es keine harte Valuta -nur
noch Restbestände an TRbl. !
Längerfristig betrachtet war die Hochtechnologie
Rechentechnik als großer Produktionsfaktor aber auch ohne
derartige Fehleinschätzungen in alten oder neuen Strukturen
nicht konkurrenzfähig. Selbst zwei Große der Branche
orientierten in perspektivischer Vorausschau Anfang der
90-er auf den Auslauf der Fertigungen in Deutschland (IBM)
bzw. waren wirtschaftlich gehalten, ihre Mainframe-
Produktion in Deutschland 1994 einzustellen (Siemens). Bei
PC- Fertigungen ringt 2007 der letzte große europäische
Fertigungsbetrieb um schwarze Zahlen, die mit dem
Branchendurchschnitt vergleichbar wären.
Im Verlaufe der heute überschaubaren
Etappen der Entwicklung der Rechnerarchitekturen
seit der Ankündigung der IBM/360 Architektur (1964 ) bis
etwa
zum Zeitraum
des IBM Systems Z ( Enterprise 196 -z196)
2010, können
wir eine enge Korrelation zwischen einer optimierten Nutzung
der verfügbaren Hardware-Technologie, vorrangig des
Mikroelektronik - Integrationsniveaus einerseits, und dem
Charakter der Befehlssätze und der damit verbundenen
Programmphilosophie, incl. der Nutzung verschiedener
Assemblerniveaus bzw. Programmiermethoden beobachten.
Für die Klasse der Computer , die der leistungsfähigen
Datenverarbeitung dienen sollen, kann man grob
feststellen, dass
im
Verlauf von der anfänglichen Dominanz der CISC - Architektur
über eine geradezu inflationäre Betonung und Übertreibung
der RISC- Konzepte wieder eine weitgehende Renaissance der
CISC- Struktur zu beobachten ist. Die überragenden Eigenschaften
moderner Architektur- Mikroprozessoren lassen allerdings
derartige Merkmale ab 2010 generell in den Hintergrund
treten; die hohe Integrationsdichte bei niedrigsten
Struktur- Größen ist dafür die Basis ! Den oben skizzierten Wechsel der Architektur- Grundprinzipien und der damit einhergehenden gewaltigen Investments quer durch die gesamte Wirtschaft kann man angesichts ihrer gewaltigen Dimension etwa mit dem Zyklus der Gezeiten der Weltmeere vergleichen !
Der IBM /360 - bis /390 Architektur lag eine sog. CISC
-Design-Philosophie (Complex Instruction Set Computer)
zugrunde , für einen Computer mit komplexem
Befehlssatz. Ein
CISC-Befehlssatz zeichnet sich durch viele, verhältnismäßig
mächtige Einzelbefehle aus, die für eine komplexe
Hardwarestruktur optimiert sind. CPUs mit CISC-Befehlssatz
waren lange Zeit mikroprogrammiert. Dieser Ansatz war neben
seinem spezifischem Architektur-know-how von der ca.
1964 verfügbaren ( langsamen und niedrig integrierten)
Schaltkreisbasis und der Hauptorientierung auf eine
kommerzielle Datenverarbeitung geprägt. Charakteristisch war
in dieser Phase zudem, dass die Befehlssätze der Prozessoren
immer umfangreicher wurden , um auch komplexere
Rechenschritte „auf einmal“ mit nur einem Maschinenbefehl
ausführen zu können, um dadurch schneller und
leistungsfähiger zu werden. Die Mikroprogrammierung der
Rechenwerke war typisch , führte aber auch dazu, dass die
Komplexität immer weiter zunahm. (Der Begriff CISC selbst
wurde in den 1970-er Jahren von IBM eingeführt, um deren
klassische Befehlssätze besser zu charakterisieren).
Nachdem die Mikroelektronik- Prozessortechnologie zur
Integration- Möglichkeit sehr komplexer Strukturen in einem
Chip führte und infolge dessen eine weitgehend neuartige
Form des Architektur-Design Raum erhielt, verbreiteten sich
RISC- Computer (Reduced
Instruction Set Computer ). RISC verzichtet
zugunsten einer hohen Ausführungsgeschwindigkeit und eines
niedrigeren Decodier- Aufwands weitgehend auf komplexe
Befehle, orientiert auf geringe Verarbeitsungsbreiten (32
Bit) und war daher für eine Phase von ca. 10-15 Jahren für
die Integration von weitgehend komplexen Strukturen in
Mikroprozessoren (in einem Kristall) vorteilhaft; eine 32-
bit orientierte RISC Architektur ist natürlich deutlich
besser zu integrieren
Die weitere technische Entwicklung bei Hochleistungs-
Mikroprozessoren hat seit geraumer Zeit dazu geführt, dass
Hersteller von firmeneigenen RISC - Computern den
Wettlauf mit den Mikroprozessoren von INTEL oder AMD
aufgeben mussten, moderne Mikroprozessoren haben alle
wesentlichen Vorteile der RISC- Design übernommen.
Heute findet man auch kaum noch mikroprogrammierte
CISC-CPUs. Ab dem
Pentium Pro
verfügen die Intel-Prozessoren über eine vorgeschaltete
Funktionseinheit, die die komplexen Befehle in RISC-Befehle
übersetzt. Weitere Beispiele für CPUs mit CISC-Befehlssatz
sind der
Intel 8086,
der
Intel 80386,
der
Motorola 68000
und die CPUs der
System z-Reihe
von IBM.
(https://de.wikipedia.org/wiki/Z_Systems
)
Laut
WIKIPEDIA
sind bei aktuellen Großrechnern reine bzw. weitgehende
RISC-Chips inzwischen jedoch fast vollständig von den
Mikroprozessoren der Intel x86-Linie verdrängt, die einen
RISC-Kern mit einer CISC-Emulationsschicht verbinden. Deren
Ursprung aus dem erfolgreichen Massenmarkt-Einsatz macht die
Kleinserien der Großrechner-RISC-Chips unrentabel. DEC Alpha
wurde eingestellt, ebenso HPs PA-RISC, Suns SPARCs werden
nicht mehr produziert, PowerPC-Chips fertigt nur noch IBM
selbst, Renesas SuperH hat kaum mehr Verbreitung, XScale,
MIPS und StrongARM sind in Großrechnern selten oder
verschwunden. Die Liste der schnellsten Prozessoren
ist sehr heterogen. Man findet „RISC-Prozessoren“ wie
„CISC-Prozessoren“ wie auch Prozessoren, die von
Grafikprozessoren abstammen. Wichtig für Supercomputer ist
die Skalierbarkeit der Architektur für den parallelen
Betrieb zehntausender bis hunderttausender Kerne. Die
überwiegende Anzahl der Prozessoren der TOP500 sind
x64-kompatible „CISC-Prozessoren“ (76 Prozent: Intel Xeon
und AMD Opteron). Als „RISC-Prozessor“ steht der IBM Blue
Gene (PPC) mit 18 Prozent ganz vorn.
Der über Jahrzehnte kontinuierliche Weg der IBM -
Architekturentwicklung ist beindruckend und vorrangig auf
den Erhalt einer Spitzenposition in der aktuellen
Anwendungspyramide moderenr Datenverarbeitung und
gleichzeitig den Erhalt des enormen Kunden- Stammes und
dessen Anwendungssystemen orientiert. z Systems (früher
zSeries oder System z) (https://de.wikipedia.org/wiki/Z_Systems
) ist die aktuelle
Großrechnerarchitektur
der Firma
IBM.
Gegenüber der Vorgängerarchitektur
S/390
zeichnet sich z Systems vor allem durch die
64-Bit-Adressierung
aus. Ältere Programme, die noch mit 31-Bit- oder
24-Bit-Adressierung laufen, werden ebenfalls noch
unterstützt. Im System-Design der IBM z Systems sind alle
Komponenten komplett
redundant
ausgelegt, so dass die Modelle besonders ausfallsicher und
zuverlässig sind. Das „Z“ in z Systems steht für „Zero
Downtime“.Das
aktuelle Modell IBM z13 ist in der Lage mit maximal 85
LPARs[1]
verschiedene Betriebssysteme parallel auszuführen.
In der Geschichte der IBM Mainframes hat sich die
Ausrichtung mehrfach erweitert und ergänzt. Kommend von
traditionellen Workloads (viele Transaktionen, OLTP
Datenbanken, Batch und
Quality of Service,
QoS) öffneten sich ab 2001 Linux-Workloads (WebSphere,
Analytics und Oracle) und schließlich auch der
Java-Workloads für die Mainframe-Anwender. 10 Jahre danach
wurde das Mainframe System für Themen wie Cloud, Mobile und
Operationale Analytics vorbereitet
- Die Computerindustrie der UdSSR, der DDR und der anderen
Staaten des RGW steckte- neben den weiteren
Wettbewerbsnachteilen - in einer komplexen TECHNOLOGIE-Krise
stand vor einer hohen
ARCHITEKTUR- Bariere, die komplexe IBM -Architektur
(/370,/390) war nur mittels höchster Integrationsgrade der
Prozessorlogik weiter entwicklungsfähig. Aber auch nur wenige führende
westliche Firmen konnten sich unter den Bedingungen der
zunehmenden Globalisierung des Marktes weiter
profilieren, viele andere fielen ebenfalls dieser
Architektur-bzw. Technologie- Falle zum Opfer. |