Zwei Architekturlinien
Interorgtechnika
Beiträge zur DDR- Geschichte des EinheitsSystem der Elektronischen Rechentechnik (1968-1990)
Rechentechnik der DDR im ESER Der internationale Vertragsrahmen Arbeitsumfeld des ESER in der UdSSR Arbeitsumfeld des ESER in der DDR
Produkte und ROBOTRON-Teams Rückblicke & Anmerkungen zur IT    
 
Vorgeschichte der IT der DDR vor 1970

Zur ESER- Startperiode UdSSR/DDR

Systementwurf und Technologie

Wirtschaftlichkeit des ESER

Zwei Architekturlinien
Arbeit mit Prototypunterlagen
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Zwei Architektur-Linien bei Robotron

Der Industriestaat DDR hatte, am internationalen Vergleich der sozialistischen Staaten gemessen, pro Kopf noch Anfang der 80-er Jahre die größte Dichte an modernen Technologiefeldern. Und es bestand ...ein gravierender Versorgungsmangel bei neuen Ausrüstungen, Materialien und Bauelementen für ihre Weiterentwicklung .

Die Embargo- Politik von USA und NATO, sowie der enorme Devisenmangel als Ausdruck der Isolation am Weltmarkt und der geringen Leistungsfähigkeit der Wirtschaft einerseits, und andererseits die fehlende Möglichkeit, in Ostblockländern das zu kaufen, was hohen Anforderungen entsprach und für eine schnelle dynamische Weiterentwicklung zwingend war, waren der Grund für einen unausweichlich immer stärker anwachsenden technischen Rückstand. Die fehlende internationale Kooperation konnte durch noch so hochgesteckte Ziele der Führung des Staates nicht weggeredet werden, ganz zu schweigen von den Möglichkeiten, der sich entwickelnden globalen Wirtschaft etwas substantiell Hochwertiges entgegenzusetzen.

Eine analoge Mangelsituation bestand in der UdSSR und anderen Ländern des ESER, der Bedarf war höher als das Aufkommen und die Finanzierungsmittel und im RGW bilanzierten Transferrubel. Der isolierte sozialistische Wirtschaftsraum befand sich durch diese "negative Rückkopplung" in einer Abwärtsspirale.

In dieser Lage entstanden in der DDR verschiedene pseudomoderne technokratische Konzepte, wie CAD/CAM oder CIM. Milliarden Schulden wurden aufgenommen, um Importe aus der BRD und anderen entwickelten Staaten zu finanzieren. Darunter waren auch echtzeitorientierte moderne CAD-Rechner + Software. Auf dem Gebiet der RT wurde die 32-Bit- Rechentechnik (32-Bit VAX / Linie) politisch zu einem Wundermittel stilisiert, das unbedingt im Eigenaufkommen der DDR entwickelt und "produziert" werden musste. Führende Leiter bestimmter Wirtschaftszweige nutzten die Forderung nach derartiger fehlender Spitzen- Technik oftmals als Alibi unbefriedigender Arbeitsstände und stellten hypothetische Konzepte vom Typ  "Was wäre, wenn.. " auf.

Die Leitung des Kombinat ROBOTRON war diesem Zwang ebenso ausgesetzt, wie z.B. das Kombinat Mikroelektronik u.a. wichtige Kooperationspartner der ESER- Rechentechnik. Eindeutige Analysen der ESER- Fachleute und ihrer Partner zur Unmöglichkeit, ESER und 32-Bit (K184X) im Rahmen Robotron und im Rahmen der Zulieferindustrie als zwei parallele Linien zu bilanzieren, was nicht nur die Architekturen, sondern den gesamten technologisch- konstruktiven Inhalt und dessen Entwicklungsphilosophie betraf, wurden ignoriert bzw. durch "Ideologie" unterbunden.

Im Politbüro der SED gab es aber keineswegs einhellige Meinungen zum Gewicht der ESER- Technik. Eine interessante Quelle (Artikel)  bestätigt uns das, im Rückblick auf 25 Jahre DDR- Geschichte. Besonders die Exportrentabilität der ESER- Technik und ihr Volumen fanden auf höchster Ebene durchaus hohe Wertschätzung. Um so erstaunlicher allerdings, dass in der Kombinatsleitung Robotron keinerlei Anstrengungen spürbar waren, ESER mit hoher Priorität für die Pläne nach 1990 [ESER IV mit CMOS Gate Arays U53XX ] weiterzuentwickeln. Man war offenbar zu feige und es fehlte eine strategische Systempolitik des Ministeriums. 

Aber auch auf dem Gebiet der Arbeitsplatz- Computer wurde nicht sorgfältig geprüft und koordiniert, welche Architektur und Basis- Konstruktion für die Versorgung der DDR und als Export- Schlager geeignet wäre. Anders ist wohl nicht zu verstehen, warum bei 16 Bit- Personalcomputern der Linie A71xx Lösungen gewählt wurden , die sich von der international "state of the art" PC- Linie konstruktiv und logisch unterschieden und zwangsweise zu Doppelarbeit , Mehraufwand und letztlich bei eng begrenzter Entwicklerkapazität zu Tempoverlust führte.

Zu den "Host"- Architekturen erläuterten Verantwortliche des Fachgebietes E2 schon 1987 an verschiedenen "zentralen" Stellen und in klaren Dokumenten diese o.g. Fakten. Ein Auszug aus der>> Realisierungskonzeption für ESER Reihe 4 (.doc; 2,5 MByte , ... .doc) aus dem Jahre 1987 und ein Grundsatz- Papier an das MEE>> Grundfragen der RT_CK sind noch erhalten.

Unsere Argumente zugunsten der hohen und noch längere Zeit stabilen Export-Rentabilität der ESER- Technik in die UdSSR (es war genau bekannt, dass in der UdSSR der gleiche Technologie- Rückstand bestand) und zur hohen Einsatzdichte der ESER-Anwendungen in wichtigen DDR- Kombinaten, Staatsorganen, Handel und Verkehr, Forschung und Entwicklung usw. waren für Dresden und Berlin ideologisch unpassend ! Natürlich war in dieser Phase auf Lieferungen guter 32- Bit Rechner aus der UdSSR kaum mehr wirklich zu hoffen. Und natürlich musste in dieser Phase auch der Bedarf an dieser Technik objektiv gedeckt werden, aber war der Import fertiger Maschinen nicht wirtschaftlich sinnvoller, zumal eine "prototyp- nahe" Eigenentwicklung großer 32-bit-Rechner ohne echte Ablösekonzeption der LSI- Spezial-Schaltkreisbasis bleiben musste , wie sie z.B. bei Intel-286 /386 basierten Architekturen real war.

Es bestand keinerlei wirtschaftliche oder systemtechnische Notwendigkeit, dass  sich unter den bekannten wirtschaftlichen Fakten die Leitung des Kombinates Robotron  und das Ministerium EE  ab ca. 1886 von der Perspektive der ESER- EDVA distanzierte, denn es war für jeden Fachmann klar absehbar, dass die 32-Bit-VAX-Linie mit  Modellen größerer Leistung wenige Zeit später die gleichen technologischen  Hürden zu überwinden hat, wie die ESER- Linie, sofern eine eigene SK- Basis zum Einsatz käme. Eine Adaptions- Entwicklung der Art K18xx war nicht fähig, die Eigendynamik der Entwicklung der CMOS-Technologie der DDR, speziell der Gate Array-Technologie für logische Entwürfe zu nutzen.

Die ESER- Entwicklungsmannschaft in Karl- Marx- Stadt machte in dieser Situation die Entwicklung der ESER- Personal- Computer-Linie EC 1834 und 1835 in verstärktem Umfang zu einem Mittel, das Entwicklungs- Potential "nützlich zu parken" und damit quasi eine zweite Produklinie zu entwickeln, die perspektivisch mit ihrem hohen Leistungspotential und mit dem Charakter einer Groß- Produktion sehr bedeutsam wurde. Unsere IBM- kompatiblen PC begannen in der DDR einen Triumph- Zug und waren in der UdSSR sehr begehrt. Sie gaben der ESER- Linie auch die(!) Chance, eigene CMOS- Gate- Array- SK aus Dresden zu einer neuen Bauelementebasis des ESER reifen zu lassen>> ESER-DDR Umfeld Systementwurf Technologie.htm) . Die Umstände dafür waren günstig , denn in der DDR- Industrie war das SK- Sortiment des EC 1835 - nach dem damals vorhanden DDR- Blick "auf die Welt" weitgehend gesichert >> Koordinierungsvereinbarung zum U5300 (Auszug) . Mehr dazu auch im Abschnitt  "Vorlaufarbeiten". Zum EC 1835 und des darin verbauten ersten Gate- Arrays U5301FC003 siehe auch den Artikel "EC1835" in Wikipedia.

Und noch folgende Fakten:

  • 1989/1990 wurden noch ca. 150 Stück EC 1057 gebaut und viele traditionell exportiert.
  • Auch etwa 8.000 Stück ESER- PC EC 1834/EC 1834M wurden noch bis ca. Ende 1991(!) aus Sömmerda und Chemnitz in die UdSSR geliefert, anteilig mit importierten Baugruppen..
  • Das neue 32-Bit TOP- Modell K184X war unter DDR- Bedingungen (wegen der fehlenden eigenen Schaltkreis- Basis u.a.) praktisch nicht produktionsreif.

Beide Architektur- Linien verloren in der DDR ab 18.03.1990 abrupt ihre Bedeutung! Die nachfolgende fragwürdige Umstellung des transferablen Rubel (TRbl) auf 2,34 DM (am 01.07.1990) beschleunigte diesen Prozess enorm, beim traditionellen UdSSR- Partner gab es keine harte Valuta -nur nach Restbestände an TRbl. !

Längerfristig betrachtet war die Hochtechnologie Rechentechnik als großer Produktionsfaktor aber auch ohne derartige Fehleinschätzungen in alten oder neuen Strukturen nicht konkurrenzfähig. Selbst zwei Große der Branche orientierten in perspektivischer Vorausschau Anfang der 90-er auf den Auslauf der Fertigungen in Deutschland (IBM) bzw. waren wirtschaftlich gehalten, ihre Mainframe- Produktion in Deutschland 1994 einzustellen (Siemens). Bei PC- Fertigungen ringt 2007 der letzte große europäische Fertigungsbetrieb um schwarze Zahlen, die mit dem Branchendurchschnitt vergleichbar wären.

Nachbetrachtungen aus  Sicht des Jahres 2015 zur Technologie-Entwicklung
Im Verlaufe  der heute überschaubaren Etappen der Entwicklung der Rechnerarchitekturen seit der Ankündigung der IBM/360 Architektur (1964 ) bis etwa zum Zeitraum  des IBM Systems Z ( Enterprise 196 -z196) 2010, können wir eine enge Korrelation zwischen einer optimierten Nutzung der verfügbaren Hardware-Technologie, vorrangig des Mikroelektronik - Integrationsniveaus einerseits, und dem Charakter der Befehlssätze und der damit verbundenen Programmphilosophie, incl. der Nutzung verschiedener Assemblerniveaus bzw. Programmiermethoden beobachten.
Für die Klasse der  Computer , die der leistungsfähigen Datenverarbeitung dienen sollen, kann man grob  formuliert  feststellen, dass
im
Verlauf von der anfänglichen Dominanz der CISC - Architektur über eine geradezu inflationäre Betonung und Übertreibung der RISC- Konzepte wieder eine weitgehende Renaissance der CISC- Struktur eintrat. Die  überragenden Eigenschaften moderner Mikroprozessoren lassen allerdings derartige Merkmale ab 2010 generell in den Hintergrund treten- die hohe Integrationsdichte bei niedrigsten Strukturgrößen ist dafür die Basis !
Wichtig ist auch, dass  die Struktur bzw. das Grundkonzept der Betriebssysteme und der Anwendungsprogramme diesem Wandel folgten bzw. dass sich dabei eine gegenseitige Stimulierung / Einflussnahme vollzog, vollziehen musste. So erfolgte aus der Verlagerung von Hardwareprozessen in die  Compiler- Strukturen wiederum die Optimierung der RISC- CPU , z.B. in deren Registerstruktur usw. Der technologische Hintergrund für den Vormarsch von RISC-Architekturen war neben der Abkehr von der  Assembler-Programmierung bei Betriebssystemen u.a. die Verfügbarkeit billiger großer Hauptspeicher- Kapazitäten für die Optimierung von Programmen , die trotz längerem RISC-Code effektiv waren , sowie die Nutzung der im jeweiligen Halbleiter- Strukturniveau erreichbaren Gatterzahlen im Chip für maximale Leistung. Obwohl anfangs mehrheitlich Zweifel an den (technologisch implizierten)  Vorteilen von RISC  bestanden, begannen später auch viele namhafte  Computerhersteller damit, eigene RISC-Architekturen zu entwickeln.

Diese Trendwende
vollzog sich auch in der UdSSR und DDR, wenn auch mit dem bekannten zeitlichen Technologie-Abstand und dem damit verbundenen Performance- Rückstand. Hier ergab sich daher - neben dem generellen Einfluss der Isolation vom Weltmarkt ( Embargo , ideologische Abschottung .. ) eine weitere wichtige Komponente der Krise der Entwicklung der IT- Technik in den Ländern des RGW : Mikroelektronik- Rückstand, Architektur- Zersplitterung trotz mangelhafter Bilanz der Kräfte selbst für eine Linie , strikte Trennung der Nutzung von Ergebnissen im militärischen Sektors vom Zivilbereich (in der  UdSSR), veraltetes und inkompetentes strategisches und operatives Management der Planung der Volkswirtschaft...

Den oben skizzierten Wechsel der Architektur- Grundprinzipien und
der damit einhergehenden gewaltigen Investments quer durch die gesamte Wirtschaft kann man angesichts ihrer gewaltigen Dimension und Energie etwa mit dem Zyklus der Gezeiten der Weltmeere vergleichen!

Der Architektur /360 - bis /390  lag eine sog. CISC -Design-Philosophie (Complex Instruction Set Computer)  für einen Computer mit komplexem
Befehlssatz zugrundeEin CISC-Befehlssatz zeichnet sich durch viele, verhältnismäßig mächtige Einzelbefehle (verschiedener Länge und Adresslängen) aus, die für eine komplexe Hardwarestruktur optimiert sind . CPUs mit CISC-Befehlssatz waren lange Zeit mikroprogrammiert. Dieser Ansatz war neben seinem spezifischem Architektur-know-how  von der ca. 1964 verfügbaren ( langsamen und niedrig integrierten) Schaltkreisbasis und der Hauptorientierung auf eine kommerzielle Datenverarbeitung geprägt. Charakteristisch war in dieser Phase zudem, dass die Befehlssätze der Prozessoren immer umfangreicher wurden , um auch komplexere Rechenschritte „auf einmal“ mit nur einem Maschinenbefehl ausführen zu können, um dadurch schneller und leistungsfähiger zu werden. Die Mikroprogrammierung der Rechenwerke war typisch , führte aber auch dazu, dass ddie Komplexität immer weiter zunahm. (Der Begriff CISC selbst wurde in den 1970er Jahren von IBM  eingeführt, um deren klassische Befehlssätze besser zu charakterisieren).

Nachdem die Mikroelektronik- Prozessortechnologie zur Integrationsmöglichkeit sehr komplexer Strukturen in einem Chip führte und infolge dessen eine weitgehend neuartige Form des Architektur-Design Raum erhielt, verbreiteten sich  RISC- Computer (Reduced Instruction Set Computer ). RISC verzichtet zugunsten einer hohen Ausführungsgeschwindigkeit und eines niedrigeren Decodieraufwands weitgehend auf komplexe Befehle, orientiert auf geringe Verarbeitungsbreiten (32 Bit) und war daher für eine Phase von ca. 10-15 Jahren für die Integration von weitgehend komplexen Strukturen in Mikroprozessoren (in einem Kristall) vorteilhaft; eine 32- bit orientierte RISC Architektur ist natürlich deutlich besser zu integrieren

Die weitere technische Entwicklung bei Hochleistungs- Mikroprozessoren hat seit geraumer Zeit dazu geführt, dass Hersteller von firmeneigenen  RISC - Computern den Wettlauf mit den Mikroprozessoren von INTEL oder AMD aufgeben mußten, moderne Mikroprozessoren haben alle wesentlichen Vorteile der RISC- Design übernommen. Heute findet man auch kaum noch mikroprogrammierte CISC-CPUs. Ab dem Pentium Pro verfügen die Intel-Prozessoren über eine vorgeschaltete Funktionseinheit, die die komplexen Befehle in RISC-Befehle übersetzt. Weitere Beispiele für CPUs mit CISC-Befehlssatz sind der Intel 8086, der Intel 80386, der Motorola 68000 und die CPUs der System z-Reihe von IBM.  (https://de.wikipedia.org/wiki/Z_Systems )

Laut WIKIPEDIA  sind bei aktuellen Großrechnern  reine bzw.weitgehende RISC-Chips inzwischen jedoch fast vollständig von den Mikroprozessoren der Intel x86-Linie verdrängt, die einen RISC-Kern mit einer CISC-Emulationsschicht verbinden. Deren Ursprung aus dem erfolgreichen Massenmarkt-Einsatz macht die Kleinserien der Großrechner-RISC-Chips unrentabel. DEC Alpha wurde eingestellt, ebenso HPs PA-RISC, Suns SPARCs werden nicht mehr produziert, PowerPC-Chips fertigt nur noch IBM selbst, Renesas SuperH hat kaum mehr Verbreitung, XScale, MIPS und StrongARM sind in Großrechnern selten oder verschwunden. Die Liste der schnellsten Prozessoren  ist sehr heterogen. Man findet „RISC-Prozessoren“ wie „CISC-Prozessoren“ wie auch Prozessoren, die von Grafikprozessoren abstammen. Wichtig für Supercomputer ist die Skalierbarkeit der Architektur für den parallelen Betrieb zehntausender bis hunderttausender Kerne. Die überwiegende Anzahl der Prozessoren der TOP500 sind x64-kompatible „CISC-Prozessoren“ (76 Prozent: Intel Xeon und AMD Opteron). Als „RISC-Prozessor“ steht der IBM Blue Gene (PPC) mit 18 Prozent ganz vorn.

Der über Jahrzehnte kontinuierliche Weg der IBM - Architekturentwicklung ist beindruckend und vorrangig auf den Erhalt einer Spitzenposition in der aktuellen Anwendungspyramide moderner Datenverarbeitung und gleichzeitig den Erhalt des enormen Kunden- Stammes und dessen Anwendungs- Systemen orientiert. z Systems (früher zSeries oder System z) (https://de.wikipedia.org/wiki/Z_Systems ) ist die aktuelle Großrechnerarchitektur der Firma IBM. Gegenüber der Vorgängerarchitektur S/390 zeichnet sich z Systems vor allem durch die 64-Bit-Adressierung aus. Ältere Programme, die noch mit 31-Bit- oder 24-Bit-Adressierung laufen, werden ebenfalls noch unterstützt. Im System-Design der IBM z Systems sind alle Komponenten komplett redundant ausgelegt, so dass die Modelle besonders ausfallsicher und zuverlässig sind. Das „Z“ in z Systems steht für „Zero Downtime“.Das aktuelle Modell IBM z13 ist in der Lage mit maximal 85 LPARs[1] verschiedene Betriebssysteme parallel auszuführen.

 

In der Geschichte der IBM Mainframes hat sich die Ausrichtung mehrfach erweitert und ergänzt. Kommend von traditionellen Workloads (viele Transaktionen, OLTP Datenbanken, Batch und Quality of Service, QoS) öffneten sich ab 2001 Linux-Workloads (WebSphere, Analytics und Oracle) und schließlich auch der Java-Workloads für die Mainframe-Anwender. 10 Jahre danach wurde das Mainframe System für Themen wie Cloud, Mobile und Operationale Analytics vorbereitet

Als lakonische Zusammenfassung  mit dem Rückblick auf das Jahr 1990 kann man also feststellen:

- Die Computerindustrie der UdSSR, der DDR und der anderen Staaten des RGW steckte- neben den weiteren Wettbewerbsnachteilen - in einer komplexen TECHNOLOGIE- und ARCHITEKTUR- Sackgasse. Aber auch nur wenige führende westliche Firmen konnten sich unter den Bedingungen der zunehmenden Globalisierung  des Marktes  weiter profilieren, viele andere fielen ebenfalls dieser Architektur-bzw. Technologie- Falle zum Opfer.

- Die 1988/89 bei Robotron Fachgebiet Geräte Karl- Marx- Stadt im Verbund mit den großen Robotron- Werken in Sömmerda und Karl-Marx- Stadt und dem Betrieb Mikroelektronik Erfurt eingeleitete Focusierung auf die INTEL- Mikroprozessor - Architektur war eine Orientierung - deren Zukunfts- Stabilität heute deutlich ist.
Allerdings hatte eine isolierte DDR unter Embargo- Bedingungen keinerlei Chancen...

- die Konzentration der IT- Fachleute aus dem ehemaligen ESER- Umfeld auf "professional services " - bei der Migration bestehender Anwendungssysteme und Datenbanken, die intelligente Nutzung von modernster Mikroelektronik, vorrangig von Mikroprozessoren, für den Bau von Superkomputern Hochleistungsservern, Computernetze usw. war daher eine folgerichtige Konsequenz, ihr leistungsfähiges Know-how und "lokalen" Kenntnisse" der Wirtschaftsstrukturen zu nutzen, in sehr vielen  Fällen äußerst erfolgreich!

© Dr.Jungnickel