В течение некоторого времени мини-компьютеры были доминирующей силой в вычислительной технике. Но каково их место сейчас?

Статья «Мини-компьютер: машина с безграничным будущим», вынесенная на обложку журнала «Electronic Design» за апрель 1970 года, была посвящена мини-компьютерам. Они существовали уже более десяти лет и продолжали играть важную роль еще много лет, пока не появился IBM PC. Это было время, когда мэйнфреймы по-прежнему перемалывали данные, но мини-компьютеры позволяли разместить вычислительные мощности на рабочем столе или, по крайней мере, рядом с ним.

Мини-компьютеры были широко распространены в офисных, коммерческих и промышленных помещениях, обеспечивая доступ к компьютерам для широких масс. Кроме того, они обеспечивали локальное управление вычислительным оборудованием. Системы с разделением времени и несколькими терминалами, для которых ранее требовался мэйнфрейм, теперь могли обслуживаться мини-компьютерами.

По мере развития технологий появились микросхемы сверхвысокой степени интеграции (very large scale integration, VLSI), позволившие разместить функциональность мини-компьютера на одном чипе. Наши новейшие микросхемы превосходят даже самые мощные мини-компьютеры по вычислительной мощности, объему памяти и другим параметрам.

Первые мини-компьютеры были созданы на основе микро-компьютеров и однокристальных (обычно) микропроцессоров, причем одним из первых таких микропроцессоров был Intel 8008. Следующим и наиболее популярным шагом стал Intel 8080, появившийся на таких платформах, как IMSAI 8080 (Рисунок 4).

Рисунок 4.	IMSAI 8080 представлял собой клон компьютера MITS Altair 8800, построенного на базе 8-разрядного микроконтроллера Intel.

Этот класс любительских микро-компьютеров, а впоследствии и коммерческих продуктов, основывался на де-факто стандартах, таких как шина S-100 (впоследствии определенная как IEEE 696-1983), и операционных системах, таких как CP/M от Digital Research, что в конечном итоге привело к появлению MS-DOS для IBM PC.

В то время как микро-компьютеры, такие как IMSAI 8080, сделали функциональность мини-компьютеров доступной по более низкой цене, IBM Personal Computer (PC) превратил эти платформы из дорогостоящего общего ресурса в систему персонального компьютера (Рисунок 5). В основе этих платформ лежали 16-разрядные процессоры Intel 8088 и 8086, а также операционная система PC Disk Operating System (PCDOS или просто DOS) и ее аналог от Microsoft – MS-DOS.

Рисунок 5.	В IBM PC XT к двум дисководам для гибких дисков добавился жесткий диск.

Графика на ПК была полезной, но примитивной по сравнению с современными платформами. Улучшенная графика, а также более быстрое и совершенное железо позволили Microsoft Windows занять доминирующее положение в сфере настольных компьютеров и офисных приложений.

Решающую роль сыграли клонирование BIOS (Basic Input/Output System, базовой системы ввода-вывода) IBM PC, первоначально разработанной Гэри Килдаллом (Gary Kildall) для систем CP/M, и возможность использования плат расширения, фактически ставших стандартом ISA (Industry Standard Architecture). Клоны IBM PC расширили рынок, и у поставщиков аппаратуры и программного обеспечения появилась целевая платформа.

Неудивительно, что в области встраиваемых систем в коммерческих и промышленных приложениях мини-компьютеры были вытеснены более компактными решениями на базе микроконтроллеров и микропроцессоров. Сегодня у нас есть такие платформы, как Raspberry Pi, и такие системы, как Iona Pi Max компании Sfera Labs, основанные на вычислительном модуле Raspberry Pi, – и это только один из примеров таких систем (Рисунок 6).

Рисунок 6.	Программируемые логические контроллеры (ПЛК) Iona Pi Max компании Sfera Labs основаны на компьютерном модуле Raspberry Pi.

Серия Raspberry Pi демонстрирует огромный прогресс в вычислительной мощности и уменьшении размеров и энергопотребления по сравнению с мини-компьютерами. Iona Pi Max имеет собственное внутреннее расширение и может работать под управлением стандартных операционных систем, таких как Linux. Разработчики имеют доступ к множеству программных инструментов, включая несколько языков программирования и промежуточных фреймворков, а также к потрясающим возможностям коммуникаций с использованием таких стандартов, как проводной Ethernet и беспроводная связь.

Мы сосредоточились на цифровых аспектах вопроса, поскольку мини-компьютеры редко использовались для сбора аналоговых данных, за исключением научных и промышленных приложений. Однако в настоящее время аналоговые и смешанные сигналы широко распространены, особенно в промышленных приложениях, а также в устройствах Интернета вещей (IoT) и в среде периферийных вычислений.

В наши дни люди уже не задумываются о том, что в их ладони находится складной смартфон с терабайтами энергонезависимой памяти, несколькими камерами, встроенным GPS, поддержкой NFC и ИИ ускорителем. Устройства, такие как Amazon Echo Show (Рисунок 7), обеспечивают голосовое взаимодействие с помощью Alexa. Это лишь одна из множества систем, обладающих подобными возможностями.

Рисунок 7.	Echo Show компании Amazon на базе Alexa демонстрирует масштабные изменения, произошедшие с момента появления мини-компьютеров до современной облачной периферии, оснащенной искусственным интеллектом и управляемой голосом.

Многие появились на свет уже после революции мини-компьютеров, хотя я начинал с электронных ламп и мэйнфреймов. За прошедшие десятилетия технологии стремительно развивались, но удивительно, как много осталось неизменным с точки зрения назначения и функциональности. Основные изменения коснулись цены, производительности и энергопотребления.

Что изменилось радикально – конечно, это коммуникация, а революция в области искусственного интеллекта на основе нейронных сетей только начинается. Хотя большинство согласится с тем, что технологические изменения принесли пользу большинству людей, не стоит упускать из виду и другие аспекты, которые изменились с течением времени; аспекты, которые мы здесь не рассматриваем.

Интернет упростил обмен данными. Однако он также открыл возможности для попрошайничания, заимствования и краж, что было невозможно в эпоху мини-компьютеров. Попытка получить письмо с помощью мини-компьютера с текстовым процессором меркнет по сравнению с необходимостью противостоять распределенной DDoS-атаке на ваш телефон или решать проблему кражи учетных данных вашего компьютера.

Как отмечалось в статье «Мини-компьютер: машина с безграничным будущим», «В будущем мини-компьютер может быть установлен на каждой кухне и в каждом автомобиле». Мини-компьютеры так и не нашли применения в этих областях, но теперь в этих местах размещаются крошечные компьютеры, часто со многими ядрами и чипами вместо одного большого мини-компьютера.