Центральный процессор космического шаттла, 32-битная машина на 420 тысяч инструкций в секунду, собранная из двух 60-фунтовых алюминиевых блоков, управляла двигателями, датчиками, дисплеями и навигацией. Но куда интереснее другое. Левый блок — это I/O Processor (IOP). И он не просто периферия, а отдельный программируемый компьютер, устроенный хитрее самого CPU.
IOP — один из первых многопоточных компьютеров в истории. У него один физический процессор, но он крутит 25 виртуальных в два такта, переключаясь между ними каждый цикл. Такой подход, barrel processor, гарантировал каждому из 24 сетевых портов предсказуемую долю процессора — даже если один канал перегружен, другие не страдают. При этом у виртуальных машин два совершенно разных набора инструкций. BCE (Bus Control Element) гоняет данные между сетью и памятью, а MSC (Master Sequence Controller) управляет BCE и общается с основным CPU. У BCE нет ни арифметики, ни условных переходов — только команды вроде Transmit Data или Wait.
Вся эта магия держится на микрокоде, записанном на PROM-страницах — платах с белыми чипами в золотых корпусах. Каждый чип хранит биты в крошечных металлических перемычках. Чтобы запрограммировать такую микросхему, через неё пропускали импульсы в 17 вольт и просто пережигали ненужные перемычки. Одна PROM-страница хранила 1024 72-битных микроинструкции.
Сеть шаттла тоже любопытна: данные передавались по витой паре с помощью Manchester encoding — схемы, придуманной ещё в 1946 году в Манчестерском университете. Она заменяет каждый бит на перепад напряжения: 0 — низкий-высокий, 1 — высокий-низкий. Это устраняет проблему синхронизации и избавляет от постоянной составляющей сигнала. На стыке с линией стояли гибридные модули IBM — керамические подложки с микроскопическими транзисторами, резисторами и конденсаторами, запаянные в золото.
К концу жизни шаттла всю эту конструкцию (CPU + IOP) заменили одним блоком AP-101S — легче на 300 фунтов и заметно быстрее. Но оригинальный IOP остаётся одной из самых странных и изящных инженерных машин своего времени.