Знаете ли вы, что ваш смартфон в миллионы раз мощнее бортовых компьютеров космического корабля «Аполлон-11»?

19 января 2023, 22:32' добавлено

19 января 2023, 22:32В том году человек впервые ступил на Луну. Однако наши компьютерные технологии продвинулись гораздо дальше.

В 1969 году люди впервые ступили на Луну. Действительно трудно представить технические трудности высадки на Луну более пяти десятилетий назад, если вы не специалист по ракетостроению, но несомненно то, что компьютеры играли фундаментальную роль – даже тогда.

Несмотря на то, что компьютеры НАСА были жалкими по сегодняшним меркам, они были достаточно быстры, чтобы провести людей через 356 000 км космического пространства от Земли до Луны и благополучно вернуть их обратно. Фактически, во время первых полетов "Аполлона" важнейшие механизмы безопасности и двигательной установки космических аппаратов впервые управлялись программным обеспечением. Эти разработки легли в основу современных вычислений.

Изображение: Инженеры НАСА, работающие с мэйнфреймами IBM System/360 Model 75.

Важным для лунных миссий был теперь уже древний компьютер командного модуля, разработанный в Массачусетском технологическом институте под названием Apollo Guidance Computer (AGC). Компьютер использовал операционную систему, которая позволяла астронавтам вводить существительные и глаголы, которые были переведены в инструкции для их космического корабля. Для управления аппаратным обеспечением AGC имела встроенные инструкции машинного кода, использующие компилятор под названием Luminary. Вот как выглядел некоторый код для компьютера, когда он использовался для Apollo 13 и 14.

На снимке: Бортовой управляющий компьютер "Аполлон"а, тактовая частота 0,043 МГц. Изображение: НАСА

Несмотря на удобство, AGC не был особенно мощным, имея 64 КБ памяти и работая на частоте 0,043 МГц. На самом деле, он был оснащен меньше, чем современный тостер!

Карманный калькулятор или даже зарядное устройство USB-C обладают большей вычислительной мощностью, чем лучшие компьютеры, используемые для отправки астронавтов на Луну.

Помимо AGC, тысячи летных техников и компьютерных инженеров в Центре космических полетов имени Годдарда использовали мэйнфреймовый компьютер IBM System/360 Model 75s для проведения независимых вычислений и поддержания связи между земными и лунными посадочными аппаратами.

Эти компьютеры стоили 3,5 миллиона долларов за штуку и были размером с автомобиль. Каждый из них мог выполнять несколько сотен тысяч операций сложения в секунду, а их общий объем памяти находился в диапазоне мегабайт. Для 75-х годов были разработаны программы, которые отслеживали данные об окружающей среде космического корабля и здоровье астронавтов, которые в то время были самым сложным программным обеспечением, когда-либо разработанным.

Однако сегодня даже простой USB-накопитель или Wi-Fi-маршрутизатор более мощный, чем эти мэйнфреймы, не говоря уже об iPhone. iPhone 6 использует разработанную Apple 64-разрядную архитектуру Cortex A8 ARM, состоящую примерно из 1,6 миллиарда транзисторов. Он работает на частоте 1,4 ГГц и может обрабатывать инструкции со скоростью примерно 1,2 инструкции за цикл в каждом из своих 2 ядер. Это 3,36 миллиарда инструкций в секунду. Проще говоря, часы iPhone 6 в 32 600 раз быстрее, чем у лучших компьютеров эпохи Apollo, и могут выполнять инструкции в 120 000 000 раз быстрее. Вы не ошибетесь, если скажете, что iPhone можно использовать для одновременного полета 120 000 000 космических аппаратов эпохи "Аполлона" на Луну.

Компьютеры в наши дни настолько распространены, что даже карманный калькулятор обладает гораздо большей вычислительной мощностью, оперативной памятью, чем современное вычислительное оборудование эпохи Apollo. Например, калькулятор TI-84, разработанный Texas Instruments в 2004 году, в 350 раз быстрее компьютеров Apollo и имеет в 32 раза больше оперативной памяти и в 14 500 раз больше ПЗУ.

Даже зарядные устройства USB-C работают быстрее, чем компьютеры Apollo. Anker PowerPort Atom PD 2 работает с тактовой частотой, в 48 раз превышающей тактовую частоту компьютера наведения Apollo 11, и в 1,8 раза больше места для программ.

Однако такого рода сравнения не совсем справедливы. Это все равно что провести параллельное сравнение между первыми самолетами, разработанными братьями Райт, и истребителем F-18. Конечно, оба могли бы летать, но с технологической точки зрения они находятся в разных мирах. В конце концов, iPhone явно превосходит даже один из самых известных — и гораздо более современных — суперкомпьютеров, которые когда-либо существовали: суперкомпьютер IBM Deep Blue 1997 года выпуска, который победил Гарри Каспарова в историческом шахматном поединке.

Имея это в виду, можно только благоговеть перед той компьютерной мощью, которую каждый из нас держит на кончиках своих пальцев. Неважно, что мы используем их для несерьезных дел. Представьте, что вы будете держать в своей руке (или внутри нее) через 20 лет.

Перевод статьи ZME Science