Когда один гигабайт требовал здание: какими были первые ЭВМ

Сегодня гигабайт памяти — это даже не повод задуматься. Он легко помещается на флешке, в телефоне или в «облаке». Но если бы вы попытались хранить такой объём данных в середине XX века, вам понадобилось бы отдельное здание, огромный бюджет и энергопотребление небольшого города. Именно такими были первые электронные вычислительные машины — ЭВМ.

Компьютер размером с квартиру (и весом 27 тонн)

Первый универсальный электронный компьютер ENIAC, запущенный в США в 1946 году, выглядел скорее как промышленный объект, чем как вычислительное устройство. Он занимал более 100 квадратных метров — это площадь целой квартиры. Вес машины составлял 27 тонн, а внутри находилось около 18 000 электронных ламп, 1 500 реле, десятки тысяч резисторов и конденсаторов.

Энергопотребление ENIAC доходило до 150 киловатт — столько же может потреблять небольшой завод. Существует устойчивая легенда, что при его включении в Филадельфии на мгновения «проседало» городское электроснабжение. Даже если это преувеличение, масштаб впечатляет: один компьютер требовал инфраструктуры, сравнимой с промышленной.

Похожая картина была и в СССР. Первая советская ЭВМ — МЭСМ, запущенная в 1951 году в Киеве, занимала около 60 квадратных метров, содержала примерно 6 000 электронных ламп и потребляла 25 киловатт энергии. По современным меркам — это полноценный машинный зал, а не «рабочее место».

Сколько весил бы один гигабайт в 1950-х

Самый наглядный контраст между прошлым и настоящим — это память. В ранних ЭВМ оперативная память строилась на ферритовых сердечниках: крошечных магнитных колечках, нанизанных на проволоку. Один такой сердечник хранил один бит информации — не байт, не килобайт, а всего лишь бит.

Теперь немного математики.
Один гигабайт — это 8 589 934 592 бита. Чтобы сохранить такой объём, понадобилось бы более 8,5 миллиарда ферритовых сердечников. Даже чисто физически разместить такую конструкцию в 1950-х означало бы построить многоэтажное здание, наполненное сложнейшими магнитными матрицами, с охлаждением, обслуживанием и колоссальным энергопотреблением. Экономически и технически это было невозможно.

Реальные возможности были куда скромнее. У ENIAC вообще не существовало оперативной памяти в привычном нам виде — он хранил данные в десятичных кольцевых счётчиках и мог удерживать эквивалент всего 20 чисел по 10 разрядов каждое.

Даже в 1956 году, когда появился первый коммерческий компьютер с жёстким диском — IBM 305 RAMAC, его накопитель хранил 5 мегабайт данных. При этом сам диск был размером с два больших холодильника и весил почти тонну.

Компьютер, который ломался каждые 20 минут

Работа первых ЭВМ была далека от надёжности. Электронные лампы, на которых строились схемы, имели среднее время работы 500–1000 часов. Это звучит неплохо, пока не вспомнить, что в ENIAC их было 18 000. В результате отказ какой-нибудь лампы происходил каждые 15–30 минут.

Поэтому рядом с машиной постоянно дежурили инженеры с тележками запасных ламп, тестерами и схемами. Поддержание работоспособности компьютера было отдельной профессией.

Программирование тоже выглядело иначе. Вместо строк кода — переключение тумблеров, перестановка кабелей и ручная коммутация панелей, похожих на телефонные станции. Подготовка одной программы могла занимать дни или даже недели, а ошибка в соединении означала, что всё придётся начинать заново.

Где работали первые ЭВМ

Несмотря на все сложности, первые компьютеры сразу нашли своё место там, где без расчётов нельзя было двигаться вперёд.
Как следует из материалов, первые компьютеры — грандиозные ЭВМ — часто устанавливали на заводах. Уже в 1960-х годах они активно использовались для расчётов объёмов выпуска стали, планирования производственных циклов, инженерных и технологических вычислений.

Металлургия, машиностроение, энергетика стали одними из первых отраслей, где цифровые технологии начали работать задолго до появления персональных компьютеров. Именно там закладывался фундамент того, что сегодня мы называем цифровым производством и индустрией данных.