為什麼俄羅斯不怕晶片卡脖子？
時間迴到十幾天前，美國一聲令下，英特爾、AMD、 颱積電，三星…幾乎當下所有主流廠商都挨個製裁瞭個遍。俄羅斯的半導體産業，再度引發人們關注：製裁後會有多大影響？結果網友的畫風卻是“沒脖子”、“卡瞭個寂寞”這樣式兒的。現在提到俄羅斯的信息技術，你想到的可能是舉世聞名的黑客和盜版網站。但要說到半導體和計算機，大腦是不是就有點一片空白瞭……一個數學強國，又繼承瞭前蘇聯的工業資源。按理說，在計算機硬件上應該不至於太差。
多次點錯科技樹的蘇聯
早在1936年電子計算機時代來臨之前，他們就用水流做瞭當時唯一能解偏微分方程的機器。這颱“水流積分器” ，靠精確到毫米的水位儲存數字、不同流速控製運算，與當時用齒輪和杠杆傳動的主流方案完全不同。1946年，美國的第一颱通用計算機ENIAC誕生。1950，蘇聯第一颱計算機МESM （МЭСМ）投入使用。從這之後，蘇聯沒有繼續追趕美國的腳步，而是逐漸走上不同的技術路綫。電子管or晶體管
早期的電子管計算機有幾個問題：體積大、運行不穩定、極其耗電。美國的ENIAC重達30噸，占地170平米，每分鍾能執行5000次運算。有傳言說，ENIAC每次開機周圍民居裏的電燈都要暗上不少。而且ENIAC每天都要燒壞幾個電子管，需要維護人員從18000個電子管中定位到故障點，有一半的時間都在修理。而蘇聯的MESM隻用瞭6000個電子管做到每分鍾約3000次運算，雖然算力稍弱一些，但耐用和省電上有一些優勢。提高算力、縮小體積、提高穩定性和節省電力是當時兩國共同的目標。50年代末60年代初，雖然兩國又先後研製齣體積更小、耗電更少的晶體管計算機。但蘇聯卻選擇繼續鍾情於電子管，把主要精力放在瞭電子管的小型化上。究其原因，一個說法是蘇聯官方認為電子管的抗乾擾能力強，用在軍工産品上更成熟可靠。而美國科技公司在市場機製下選擇瞭體積更小、耗電更少，適閤民用的晶體管路綫。美國後來在晶體管的基礎上繼續發展齣集成電路，並提齣摩爾定律。晶體管的體積不斷縮小，電路規模不斷增加，直到今天。電子管需要一定的真空空間，終於有一天蘇聯專傢發現，想要再縮小下去付齣的成本將是天文數字。等到蘇聯再次重視起晶體管，與美國集成電路相比已經落後瞭大概20年。計算機設備orPC
集成電路的下一步發展，是大規模的集成電路，也就是我們當下使用的手機、電腦方麵的芯片。但多次點錯科技樹的蘇聯，想要重振旗鼓，並不是那麼容易。蘇聯最初的計算機係統，哪怕是在一個係列的範圍內，都沒有統一的通用標準，導緻諸多外圍設備、數字存儲並不兼容。終止本土計算機的發展，並開始在IBM/360平颱的基礎上製造計算機。
當蘇聯推齣第一颱ES EVM大型機（基於IBM/360）時，美國已經過渡到下一代IBM/370平颱。到1980年代，個人計算機開始在美國大規模普及，英特爾、微軟、微軟等科技企業開始推齣微處理器計算機。這時候的蘇聯，卻保持高度懷疑態度：計算機永遠不可能是個人計算機。時間來到1985年，戈爾巴喬夫上颱後改革，放開在學校中可以使用個人計算機其中，BK-0010由此成為蘇聯唯一一颱生産數量超幾韆颱的個人計算機，但可靠性特彆差。不過值得一提的是，由於硬件生産的“硬傷”，蘇聯山寨、組裝齣來的設備，始終達不到質量標準。比如，Agat，就是基於Apple II的剋隆版，就多次遭到計算機質量和可靠性的投訴，最終因供應組件的問題而停産。二進製or三進製
除瞭在計算機發展幾次關鍵跨越上沒有跟上，蘇聯還在其他道路上走瞭彎路。1958年，莫斯科國立大學研製齣第一颱三進製計算機Setun （Сетунь）。這裏的三進製倒不是0、1、2，而是-1、0、1，也叫做平衡三進製。這樣在電路上就可以用負電壓，零電壓，正電壓來實現。三進製在錶示負數上有天然的優勢，可以節省計算指令。Setun的主要元件鐵氧體磁芯隻使用瞭約2韆個，結構簡單帶來運行穩定，在第一年運行中隻損壞瞭3個元件，而莫斯科國立大學那颱機器連續運行瞭17年。批量生産後，Setun被用於從天氣預報到組織管理優化等多種領域，還首次誕生瞭計算機輔助教學的自動化係統。Setun也收到瞭大量來自外國的訂單，似乎有望建立起一套三進製通用計算技術標準。但不知齣於什麼原因，蘇聯有關部門限製瞭Setun的産量，總共隻生産瞭50颱，並在1965年正式停産。主導Setun項目的Brusentsov後來在2011年國際信息處理聯閤會（IFIP）發錶的一篇文章中暗示到：莫名其妙的行政乾涉可能是因為Setun太便宜瞭，當時隻賣27500盧布。
時間來到1970年，同樣是莫斯科國立大學再次嘗試，研究齣更先進的Setun 70，其中的設計原則與後來的RISC架構異麯同工。不幸的是，Setun 70也沒有獲得行政力量的支持，隻在各大學內部用於輔助教學。在機房用小型終端上多媒體課這種操作，蘇聯70年代就搞齣來瞭。這種Nastavnik教學係統後來被遷移到其他計算機平颱上總共使用瞭超過30年，成為三進製計算機留下的少數遺産。後來有很多人為三進製計算機的消失感到惋惜，比如圖靈奬得主高納德就稱贊平衡三進製“也許是最優雅的”。從信息編碼角度講，e進製的存儲效率最高，但不是整數難以實現。3比2更接近e（約等於2.718），理論上來說更具優勢。雖然實際上適閤三進製的材料更難找、電路設計上也更復雜，這些理論優勢還能剩多少也沒有定論。到今天，基於二進製的IT産業已發展成熟，除瞭有零星的學術嘗試，很難再有人重新拾起這個失落的路綫瞭。
沒聯成的互聯網
電子管、三進製的選擇，個人計算機的低估……多次點錯科技樹的蘇聯，不免讓人好奇，這當中是否也有過沒點歪的。它是一種基於已有和即將新建的電話網絡綫，能自動收集處理信息，意在建立實時和遠程的國傢計算機網絡，來管理國民經濟組織之間的資源和信息分配。提齣者正是當時領導開發個人計算機Mir係列的Victor Glushkov。這一網絡允許任何終端之間進行實時通信。換言之，人們可以通過互聯網高效獲取各地信息。進一步的，Victor Glushkov還設想到瞭可支持綫上貨幣流通的電子經濟體係。不過因為這個係統過於超前，在1970年代初期遭到諸多領導官員反對。由於沒有申請到足夠的資金，OGAS也就被無限期擱置。這些點歪的和沒實現的科技，最終都跟著蘇聯解體煙消雲散。
留下瞭什麼
蘇聯解體前夕，計算機製造生産就已經停滯，大批訂單被取消，還有工廠被迫改行生産吊燈求生。這些人中，有後來的英特爾首席處理器設計師、主導瞭奔騰III架構的Vladimir Pentkovski，也有支持嚮量機之父Vladimir Naumovich Vapnik。到現在，俄羅斯還有強大的數學和計算機基礎教育，ACM/ICPC競賽上連續多年霸榜。但俄羅斯沒有足夠的IT産業來吸收這些人纔，這可能也是黑客盛行的原因之一。比如清華大學丘成桐數學中心去年底迎來數學物理學傢Nicolai Reshetikhin加盟，華為也招攬瞭22歲俄羅斯天纔少女。比如最先進的雷達上，就沿襲瞭蘇聯擅長搞模擬電路的傳統，用一種“他激晶體振蕩器”代替芯片功能。那些蘇聯産電子管皮實耐用，至今仍有許多能工作的，也成瞭無綫電愛好者和音響發燒友手中的珍稀收藏品。時不時還能在網友分享的老設備拆解中，欣賞一下仿佛來自平行世界的工業之美~如今迴過頭來看，那些被點錯的科技樹，製約瞭俄羅斯計算機工業的發展，甚至連個有代錶性的科技企業也說不上來。科技的發展要尊重客觀規律，不能盲目排外，同時也要掌握自己的核心技術。另外，沒有完整的工業體係，即便理論基礎再強大，科技也不過是空中樓閣。參考鏈接：
[1]https://www.amusingplanet.com/2019/12/vladimir-lukyanovs-water-computer.html
[2]https://en.wikipedia.org/wiki/History_of_computing_in_the_Soviet_Union
[3]https://aeon.co/essays/how-the-soviets-invented-the-internet-and-why-it-didnt-work
[4]http://ternary.3neko.ru/setun.html
[5]https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-642-22816-2_10
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