Содержание
8-битный компьютер на 460 вакуумных лампах собрал британский пенсионер-энтузиаст Майк. Машина висит на кирпичной стене дома, греет комнату почти как киловаттный обогреватель и в будущем должна запустить простой авиасимулятор.
Проект звучит как шутка из кружка радиолюбителей, но железо настоящее. Майк опубликовал подробное описание на сайте The Tube Computer, а техническую часть вынес в отдельный разбор схемы. Там не маркетинг, а аккуратная инженерная документация с честным списком компромиссов.
460 ламп 6N3P работают как одинаковые NOR-вентили
В основе компьютера лежат 460 двойных триодов 6N3P, разработанных ещё в советской инженерной школе. В сумме это 920 триодов, и все они собраны в одинаковые логические элементы NOR.
Такой подход знаком по ранней вычислительной технике. Hackaday связывает его с идеями, близкими к архитектуре Apollo Guidance Computer, где простые повторяемые элементы упрощали сборку и отладку. У Майка из этих NOR-вентилей собраны регистры, счётчики, 8-битный АЛУ, кольцевой генератор тактового сигнала и небольшая ламповая RAM.
Физически это не настольная коробка. Лампы стоят на 46 сменных платах по десять штук. Платы подключены к пяти бэкплейнам на акриловой панели размером 190 на 130 см. Вес конструкции — около 20 кг.
- Разрядность: 8 бит
- Лампы: 460 двойных триодов 6N3P
- Логика: одинаковые NOR-вентили
- Команды: 16 операций
- Панель: 190 на 130 см, около 20 кг
- Потребление тепла: примерно 1 кВт
Набор команд включает 16 операций. АЛУ умеет сложение, XNOR, инкремент, NOT и перенос. Отдельный регистр переноса даёт машине возможность считать не только 8-битные значения, но и цепочки на 16, 32, 64 и даже 128 бит. Правда, быстро это не работает.
Авиасимулятор уже написан, но железо ещё доводят
Майк хочет запустить на ламповом компьютере простой flight simulator. Программа уже написана, но сама машина пока не дошла до состояния, в котором сможет стабильно её выполнять.
Сейчас энтузиаст доделывает систему статуса. Она нужна, чтобы компьютер нормально управлял выполнением программы и показывал состояние узлов. Вывод уже работает через блок старых flip-digit-дисплеев British Rail. Такие механические табло Bodet ставили в станционных часах в 1980-х.
По современным меркам архитектура нарочито неторопливая. У процессора нет конвейера. Одна инструкция проходит шесть циклов выборки, один цикл исполнения и один неиспользуемый цикл. Майк признаёт, что логика таймингов вышла сложнее остальной системы, но оставил схему такой.
Зато проект хорошо показывает цену «железной» логики. То, что сегодня помещается в крошечный микроконтроллер, здесь занимает стену, светится красным и требует пожарной осторожности. Для людей, которые помнят переход от ламповой техники к микросхемам хотя бы по рассказам, это почти музей в рабочем состоянии.
Низкое напряжение спасает внешний вид и пальцы
Самое важное инженерное решение Майка — питание ниже 100 В. Для 6N3P паспорт Valve Museum указывает анодный рейтинг до 150 В, а старая ламповая аппаратура часто работала на нескольких сотнях вольт.
Низкое высоковольтное питание помогло уплотнить монтаж. Под каждой ламповой панелькой компоненты стоят примерно в 2 мм друг от друга. При классических ламповых напряжениях такой минимализм был бы куда опаснее.
Майк описывает стену из горячего стекла как почти безопасную для прикосновения. Но слово «почти» здесь ключевое. Через минуту после включения лампы начинают краснеть сбоку, а комната наполняется запахом нагретой пыли.
Сам автор называет этот запах «pleasant homely aroma» — приятным домашним ароматом. Речь не о декоративной свече, а о сотнях двойных триодов, которые выжигают пыль после прогрева.
У проекта уже были жёсткие моменты. Ранние версии дважды уходили в громкое «BANG». После первого хлопка Майк в панике выдёргивал вилки. После второго его жена Джуди продолжила украшать рождественскую ёлку, а затем купила ему огнетушитель для экспериментов.
Сейчас ламповый компьютер управляет табло British Rail, а авиасимулятор остаётся следующей целью. В текущей конфигурации машина использует 460 ламп, пять бэкплейнов и панель 190 на 130 см, а огнетушитель стоит рядом после двух прошлых хлопков.
