Что нам стоит UAV построить 3 или beyond the dark chip

Напомню, что началось все с  комментариев к статье Вредные заблуждения о нанометрах. Или почему наличие в России доступа только к 90нм – это катастрофа ^[1], где проявилась масса экспертов со свежей регистрацией  и продемонстрированным отсутствием понимания работы индустрии в целом. В моей попытке ^[2]раскрыть тему производства с самого начала экспертов было меньше, во второй ^[3]части эксперты начинают ссылаться на Росатый, хотя какое отношении ОБЧР ^[4]Росатого имеют к заявленной теме – не знаю. 

Пойду дальше.

Производство само по себе

Интересный момент – некоторые комментаторы не замечают (или не осознают) очевидного – что есть разные методы производства «чего-то».

Теоретический. Можно ли вообще сделать А через Б. Ну наверное можно – например в производстве микрочипов есть операции «пострелять нужными атомами в нужное место пластины». Но если комментаторы задают вопросы уровня «можно ли атомным манипулятором собрать с пластины лишние атомы и добавить прямо в кристаллическую решетку недостающие» или почему нельзя пустить стрелу в Солнце ^[5]  - то данный вопрос в настоящей форме не может разрешиться, поскольку спрашивающий оперирует ложной концепцией.

Лабораторный - когда нам надо получить 1 грамм, или даже единичный атом чего-то один раз, например антивещества. Тогда не надо думать над тем как его хранить и перевозить и изобретать ловушки ^[6]в тонну весом для антиперевозки -0.(0..0)1 антиграмма антивещества в условиях антигравитации.

 Есть полупромышленный метод – когда из тонны урановой смолки (минерал уранинит, месторождение Яхимов) получают 90 мг (0.09 гр) хлорида радия ^[7].

Есть промышленный метод – когда производство начинается с организации логистики нескольких составов сырья и каскада оборудования в пещере размером с всю кольцевую линию метро.

При уровне отбраковки при пуско-наладке опытного производства чего-то сложного – на опыты будет истрачено несколько десятков составов исходного сырья, и на каждом этапе выход продукта будет, поначалу, хорошо если 0.1%.

Есть экономика всего процесса – потому что любая работа стоит хотя бы МРОТ, чтобы работник не умер от голода. Хотя бы хлеба белого по четыреста грамм, и масло сливочное профессорам по сорок грамм (инженерам можно и по двадцать). И еще надо что-то делать КИП / КИПиА, и уже разобраться, наконец, с печеньем.

Еще есть методология, контроль качества и прочая бюрократия – когда детали в каждой следующей партии хотя бы такие же, как в предыдущей, и на детали есть читаемая стандартная доступная документация и каталоги. С этим тоже есть проблемы.

Вернусь к теме. До чипа еще далеко

Чипы. Можно подумать, что кроме CPU и GPU и DRAM и SSD и диодов и мостов и балластов  и драйверов (хотя бы для мониторов) больше ничего нет. Однако, если бы эксперты по комментариям хотя бы раз – при трудоустройстве - открывали системный блок, то видели бы там такую здоровую материнскую плату. Ситуация с ней тоже интересная. Процессор Z80 1975 года изготовлялся с 40 или 44 ножками, по технологии 0.004 мм (или 4000 нм) и содержал 8.5 тысяч транзисторов. Intel 80286 из 1982 года – 68 ног, 134 тысячи транзисторов и 1500 нм, соответственно. Pentium (P5) Socket 4 из 1993 года – 273 ноги, 3.100 тысяч транзисторов и 800 нм. Pentium 4 Socket 423 из 2000 – 423 ноги (позже 478 и 775) при 42.000 тысячах транзисторах и 180 нм (сколько это, 0.000180 мм ? ).

Материнские платы к Pentuim 4 шли уже 4 слойные - MSI 850 Pro2 ^[8]   и 6-слойные ^[9].

Если обратиться к литературе ^[10], то чем больше разъемов – тем больше слоев, так что у MSI MEG Z690 Unify ^[11] – 8 слоев, Asrock Z590 ^[12] – 12 слоев. Серверные платы на 2-4 процессора - в слоях еще толще. Процедура проектирования и отладки (и экранирования наводок) – не самая простая. И это еще мы не говорим про математику общей шины. К чему все это - есть нюанс, который меня заставляет крепко задуматься – ни в одной новости про производство в РФ (1 ^[13],2 ^[14], 3 ^[15] ), нет указаний на то, где раскатывают и клеят эти 10-12 слоев текстолита и какие именно этапы производства локализованы – поверхностный монтаж, или же и текстолит, и проектирование, и тестирование. И почему российская плата, еще до всех февральских изменений стоила 100-200 тысяч рублей. Проскочим само производство и CPU, и проектирование и производство чипсетов, памяти и так далее –

Перейдем к периферии

Забудем на секунду о том, что мир современной микроэлектроники несколько шире, чем потребительская электроника и чипы общего назначения. Забудем про такую интересную штуку, как проектирование радиотрактов и чипов для матана пересчета полярных кодов (Polar codes ^[16], 2005 год, Erdal Arıkan ^[17]), и того, что в мире такое оборудование производит – угадайте, сколько фирм. И как быстро вы узнаете о результатах отказа сервиса производителя поставлять новое оборудование в ваш район и сможете про это написать с телефона прямо в интернет. Это слишком скучно.

Кроме того, что некие данные надо «посчитать», их еще надо где-то «хранить», и тут вопрос плотности упаковки чипов на квадратный (и, с учетом перехода производства на склейку (или спайку) нано структур – на кубический миллиметр) уже имеет первоочередное значение. Или, может, эксперты считают, что SD и SSD первых поколений производились на 4-8-16 мегабайт, еще совсем недавно исключительно от жадности? На этом месте оставлю возможность экспертам рассказать в комментариях о производстве и корпусировке самих SSD чипов в РФ.

Но, вернемся обратно к еще более простой периферии. Первый жесткий диск HDD RAMAC 305 был выпущен в 1956 году. Внимание вопрос – какое производство жестких дисков имеется в РФ в 2022 году? Какого объема? Дело не в том, можно ли серым импортом провести через границу чемодан дисков, и даже не в том, что чемодан дисков займет лишь 2U из 42 в одной стойке.

Вопрос интересен следующим – много лет никакой альтернативы иностранным производителям СХД в России не существовало «совсем». С ростом производительности CPU появилась возможность производить системы хранения данных с обработкой исключительно на центральном процессоре, причем сравнительно недавно – года с 2016-2017. Но есть нюанс, про который забывают эксперты по комментированию – значимый процент уже имеющихся систем хранения не будет работать с жесткими дисками и SSD из бытового сегмента. Дело  даже не в SCSI command set ^[18], хотя и в этом, разумеется, тоже. И даже не в 512/4k ^[19] проблеме, а в том, что на диск, изначально выпущенный на том же заводе, что и «не-вендорский», записывается другой микрокод. Или меняется что-то еще, совсем немного – например, тестирование уровня брака в партии. Другой микрокод означает, что система хранения данных не будет работать с данным диском. Но мы его хакнем, это не может быть сложно. У меня вот была программа которая выдавала ключ для Windows в 2001 году ещё. И другая для Симсити. Могу даже поискать. ^[20] Конечно, все коды операционных систем СХД можно списать, разобрать, найти в коде как именно ОС взаимодействует с диском, списать с диска микрокод и попробовать подобрать среди доступных на рынке дисков – подходящие для замены микрокода и установки в СХД. Так иногда делают, и иногда это даже работает, пока не сломается.

Следующий вопрос,  получится ли такое делать массово? Перешить один диск можно примерно за 2 минуты (и быстрее, если считать время не от перезагрузки системы в режим обновления, но от момента нажатия кнопки «едемте голубчик») . Процедура не сложная - если есть готовый микрокод и однозначная уверенность, что именно этот микрокод устанавливается на именно эту модель дисков именно этой партии с именно этим контроллером и именно этими сервоприводами. Если. А если нет? Кто из руководства готов подписаться под распоряжением по вводу в эксплуатацию партии неправильных дисков, зная, что может случиться внезапный полный отказ, когда в дисковой группе откажет не 1 диск, а сразу 4? Ну где-то ошиблись с математикой ^[21]. Во сколько времени и денег обойдется восстановление отказавшей группы на 24 SSD диска по 4 Тб при резервировании отказа 1 диска и занятости 60% на 4 интерфейсах 10G NFS3 ? Почему 10G спросите вы? Потому что 16/32G у вас рано или поздно не будет по политике лицензирования и замены оборудования, а для 25/100/200G нужны, зачастую, новые капитальные вложения. Тут, конечно, эксперты скажут – но ведь можно заказать нужные комплектующие на ebay на подставной адрес и потом см. чемодан через границу. Можно. Только все единицы оборудования крупных вендоров имеют серийный номер и сквозную историю отгрузок – кому отгружено, когда и куда. не удивлюсь, если в следующих версиях ПО окажется, что ОС самой СХД после перезагрузки загружается с зашифрованного раздела только после ввода индивидуального (выдаваемого сертифицированному инженеру вендора)  одноразового генерируемого ключа (что сейчас уже применяется для доступа к инженерному меню некоторых СХД), а диски несут на себе индивидуальные (от партии к партии) шифрованные неизвлекаемые сертификаты соответствия (что реализуемо при наличии собственного контроллера SSD) – тогда у таких замен будет еще больше интересного.

Не менее неудобные вопросы начнутся на следующем уровне, как только я попытаюсь перейти от голого железа к людям (про это будет 4я и последняя часть). Грамотных людей, причем не только технически грамотных, но и способных эти знания эффективно (для организации) применять, и до февраля было немного (и, как нам много раз рассказывали HR – они были очень, очень жадными до денег, - 182.5 зерна в год ^[22].. и слишком много кушать ^[23] ), а после февраля и сентября их стало еще меньше. Можно, конечно, дать еще десяток телеграмм и отправить сто тысяч одних курьеров, или запретить компьютерные игры, или сказать что рано или поздно будет созвана комиссия по созданию управления для управления управлениями. Вот только .. сегодня Грузия и ЕС озвучили, что только за этот год к ним прибыло 1.57 миллиона человек, из них 600к через Грузию, (1 ^[24], 2 ^[25] ) - а есть еще Казахстан, Турция и страны Юго-восточной Азии. Что ж - буду ждать статей HR о поиске в новых реалиях, важности софт-скиллов и незакрытой ипотеки как плюс.

Литература

ЦЕРН построит контейнеры для накопления и перевозки антивещества ^[6]

Радий — элемент-убийца, который долгое время считали лекарством. История Марии и Пьера Кюри ^[7]

Motherboard Layer Stack-Up; Six-Layer Motherboard Stack-Up; Figure 8. Six Layer Stack-Up - Intel Pentium 4 Design Manual ^[9]

Методы определения необходимого количества слоев многослойной печатной платы ^[10]

Технические принципы и симуляции физического уровня стандарта 5G NR ^[26]

Huawei, 5G, and the Man Who Conquered Noise ^[16]

An overview of channel coding for 5G NR cellular communications ^[27]

Design of Polar Codes in 5G New Radio ^[28]

Технические принципы и симуляции физического уровня стандарта 5G NR ^[26]