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

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   и 6-слойные.

Если обратиться к литературе, то чем больше разъемов – тем больше слоев, так что у MSI MEG Z690 Unify – 8 слоев, Asrock Z590 – 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 (1,2, 3 ), 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, 2005 год, Erdal Arıkan), 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, хотя и в этом, разумеется, тоже. И даже не в 512/4k 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. 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. 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.. и слишком много кушать ), 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, 2 ) - 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

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

Motherboard Layer Stack-Up; Six-Layer Motherboard Stack-Up; Figure 8. Six Layer Stack-Up - Intel Pentium 4 Design Manual

Методы определения необходимого количества слоев многослойной печатной платы

Технические принципы и симуляции физического уровня стандарта 5G NR

Huawei, 5G, and the Man Who Conquered Noise

An overview of channel coding for 5G NR cellular communications

Design of Polar Codes in 5G New Radio

Технические принципы и симуляции физического уровня стандарта 5G NR