15 января 2009 года мир аплодировал капитану Чесли Салленбергеру, который посадил Airbus A320 на Гудзон. В этом «Чуде на Гудзоне» ключевую роль сыграла вспомогательная силовая установка (APU, дополнительный бортовой двигатель), разработанная компанией Honeywell. Сегодня невозможно представить гражданскую авиацию, космос или промышленную автоматизацию без этого американского гиганта. Honeywell — пионер в авионике, ведущий поставщик систем управления и климатического оборудования.

Именно поэтому так парадоксально, что в 1980-х годах этот титан высоких технологий был поставлен на грань краха в целой стратегической области — производстве больших компьютеров — из-за ошибки, которая теперь изучается на первом курсе физики полупроводников. Речь идет о катастрофе мейнфрейма DPS-88 (Orion), которая стала хрестоматийным примером явления, известного как электромиграция.

Всем привет, я давно читаю Хабр. Наконец решился опубликовать серию небольших статей о том, как мейнфреймы повлияли на нашу жизнь. Мейнфреймы заложили основы для современной ИТ индустрии, а также с ними связано множество забавных историй. Одна из них сегодня. Дальше я планирую опубликовать краткую историю Honeywell и Burroughs, ведь это две главные компании из конкурентов IBM, с оборудованием которых мне повезло познакомиться. 

Семь гномов против Белоснежки

Чтобы понять масштаб ошибки, необходимо увидеть, в какой войне участвовала Honeywell. С 1960-х годов рынок больших ЭВМ (электронно-вычислительных машин) был полностью захвачен IBM, которую конкуренты называли «Белоснежкой». За право существовать в её тени боролись семь других крупных производителей, получивших прозвище «Семь гномов» (был период 5 гномов и 7+1).

К ним традиционно относили:

1. Honeywell

2. Univac

3. Burroughs

4. NCR

5. Control Data Corporation (CDC)

6. RCA

7. General Electric (GE)

Honeywell, изначально специализировавшаяся на контрольно-измерительных приборах, видела в компьютерах стратегический путь развития. Компания имела свою линейку мейнфреймов, свою архитектуру и операционную систему General Comprehensive Operating System (GCOS). Однако она была хронически недофинансирована и не могла догнать IBM.

Наследство General Electric

Поворотный момент наступил в 1970 году. Один из «гномов», General Electric, разочаровался в своём компьютерном подразделении и принял решение уйти с рынка, чтобы сосредоточиться на более прибыльных проектах (например, разработке двигателей для Boeing 747).

Honeywell, напротив, увидела в этом свой шанс и приобрела бизнес GE. Это был колоссальный шаг, который позволил компании получить новых клиентов, получить пополнение в группу инженеров, унаследовать уже развитую операционную систему GE (GECOS), которая была переименована в GCOS и стала основой для всех последующих разработок.

В течение 1970-х годов Honeywell стала активно развивать три направления:

1. Мейнфреймы GE/Honeywell (линейка H-6000): Прямая конкуренция IBM в крупном бизнесе.

2. Миникомпьютеры Level 6: Попытка закрепиться в новом, растущем сегменте.

3. Нишевые разработки: Например, печально известный кухонный компьютер Honeywell H316, который, хотя и был коммерческим провалом, обеспечил Honeywell рост узнаваемости бренда. 

К концу 70-х Honeywell была сильна, уверена в себе, имела команду ведущих инженеров, лучших программистов и большой портфель контрактов в гражданской и военной авиации. Компания была готова к финальному рывку.

Последний бросок к вершине  

Осознавая, что в одиночку с IBM не справиться, Honeywell заключила два стратегически важных международных союза:

• Франция (CII-Honeywell Bull): После того как европейские конкуренты, такие как Olivetti, покинули гонку, Honeywell объединилась с французским гигантом Bull. Цель: совместное продвижение архитектуры GCOS и доминирование на европейском рынке.

• Япония (NEC): Для получения доступа к передовым технологиям в области Сверхбольших Интегральных Схем (СБИС/VLI), Honeywell лицензировала технологии у японской NEC. Правда, это было уже после событий, о которых я рассказываю сегодня.

Вооружённая технологиями GE, финансируемая союзом с Bull и ведомая амбициями, Honeywell представила свой новый флагман. Они были уверены, что большая война на рынке мейнфреймов будет идти ближайшие 50 лет, а главным противником будет IBM.

Honeywell DPS-88: Машина, которая должна была победить IBM

В начале 1980-х Honeywell вывела на рынок мейнфрейм DPS-88 (кодовое название Orion). Это был настоящий технологический шедевр своего времени. К сожалению, очень мало доступно фотографий конкретно этой модели. Кстати, название данного мейнфрейма чаще писали как Honeywell Bull DPS-88 и дальше цифры конкретной модификации, то есть два бренда в одном названии.

Характеристики DPS-88:

• Производительность: В четыре раза быстрее, чем предыдущий флагман DPS-8/70.

• Технология: Использовались передовые микросхемы CML (Current Mode Logic), которые обеспечивали очень высокую скорость переключения.

• Плотность Упаковки: Чипы были смонтированы на сложных многослойных керамических подложках (субстратах) с высокой плотностью размещения компонентов.

• Охлаждение: Из-за невероятной плотности и тепловыделения, DPS-88 была одной из немногих систем, требовавших водяного охлаждения.

DPS-88 должен был стать билетом Honeywell в высшую лигу, позволив ей наконец покинуть группу «гномов» и конкурировать напрямую с топовыми моделями IBM System/370 и её преемниками.

Стоимость базовой модели составляла 1 740 000 долларов, а полностью оснащенная комплектация стоила уже 4 510 000 долларов. План был продать не менее 10 штук в первый год. Если бы продажи превысили 50 единиц за 5 лет, то Honeywell точно встали бы наравне с IBM. Холодная война и гонка вооружений перешли в новую стадию после начала афганской операции в 1979 году. Чем больше затягивается война, тем больше поставляется мейнфреймов в бункеры по всему миру. Но затем случилось то, что превратило технологический триумф в финансовую катастрофу. 

Роковая ошибка в выборе материалов

Ошибка, стоившая Honeywell миллиарды и репутацию, произошла на этапе перехода от прототипа к массовому производству в 1982 году. Оригинальная архитектура DPS-88 использовала золотые проводники и контакты для соединения высокоплотных микросхем на керамических подложках. Золото было выбрано не из роскоши, а из соображений надежности и стабильности в условиях высоких токов и температур.

На этапе массового производства, в рамках агрессивной программы снижения затрат, менеджмент принял решение заменить дорогие золотые проводники на медные. Медь не только дешевле, но и обладает схожей, даже немного лучшей, электропроводностью. Решение казалось логичным и экономически обоснованным.

В течение нескольких месяцев после установки, новые мейнфреймы DPS-88 начали выходить из строя. Отказы были хаотичными, на первый взгляд не связанными, но всегда приводили к обрывам или коротким замыканиям внутри подложек. Как известно, нагрузки на блоки мейнфреймов распределяются не равномерно. Техники Honeywell метались из одного офисного здания в другое, из города в город, с континента на континент и везде видели разную картину и одну катастрофу: мейнфрейм Honeywell DPS-88 глючит, непредсказуемо прерывает работу, часть блоков неожиданно вылетает то на время, то навсегда. Мы можем только гадать, как выглядела работа этих техников в начале проблем, когда они еще не знали причину.

Электромиграция: Физика наносит ответный удар

Причина была найдена быстро, но её масштабы были ужасающими. Это была электромиграция.

Электромиграция (Electromigration) — это физическое явление, при котором происходит перенос массы ионов (атомов) внутри проводника под действием силы, вызванной движением электронов. Проще говоря, это «бомбардировка» атомов проводника электронами, которые летят с очень высокой скоростью.

Как электромиграция происходит в DPS-88:

1. Высокая плотность тока: В схемах DPS-88 токи были очень плотными (много ампер на единицу площади сечения) из-за высокой производительности.

2. Перенос импульса: Электроны, проходя через медные проводники, сталкивались с атомами меди и передавали им свой импульс.

3. Образование дефектов: Со временем это приводило к тому, что атомы меди начинали перемещаться, оставляя за собой пустоты (voids) в одном месте и образуя «бугры» (hillocks) в другом.

4. Отказ когда пустота становилась слишком большой, проводник разрывался — это приводило к обрыву цепи. Когда «бугор» разрастался, он мог коснуться соседнего проводника, вызывая короткое замыкание.

Медь, в отличие от золота, оказалась чрезвычайно чувствительна к этому явлению в условиях высокой температуры и плотности тока DPS-88. Что самое страшное, дефект был отложенным — он проявлялся не сразу, а через месяцы эксплуатации, когда системы уже были установлены у клиентов.

Последствия для компании Honeywell

Скандал с DPS-88 стал крупнейшим репутационным и финансовым провалом Honeywell в её компьютерной истории.

1. Массовый Отзыв и Замена: Honeywell пришлось отозвать большинство поставленных систем DPS-88 и срочно заменить их новой моделью — DPS-90 (которая, по иронии, использовала более надежные, но очень дорогие технологические решения).

2. Финансовый Удар: Затраты на R&D, производство замены и потерю доверия исчислялись сотнями миллионов долларов, что было катастрофично для компьютерного подразделения.

3. Репутационное Забвение: Доверие клиентов в мейнфреймовом бизнесе — это святое. Клиенты, чья ключевая IT-инфраструктура вышла из строя из-за физического дефекта, потеряли веру в Honeywell как в конкурента IBM.

Катастрофа DPS-88 стала последней каплей и привела к стратегическому признанию поражения. После 1985 года Honeywell, по сути, сдалась IBM в архитектурной войне. Она начала внедрять поддержку каналов IBM FIPS и периферийных подсистем IBM. Это означало, что Honeywell, по сути, превратилась из прямого конкурента в поставщика нишевых систем GCOS, которые могли сосуществовать в мире IBM. Компания продала свой завод по производству магнитной периферии, признав, что не может конкурировать с IBM даже в производстве вспомогательного оборудования.

В это же время внешний мир добил мечту Honeywell о компьютерном гиганте. После 1981 года бурно развивался рынок персональных компьютеров, что начало "убивать" рынок мейнфреймов, делая его всё менее прибыльным. И совершенно неожиданной поворот сюжета: в 1982 году Франсуа Миттеран национализирует своего технологического чемпиона, что ослабило влияние Honeywell на совместное предприятие и нарушило его стратегические планы. К слову, та национализация убила множество достойных компаний. В середине 80-х выходили новые поколения мейнфреймов Honeywell, но репутация была сильно подмочена. А в конце 1980-х годов Honeywell приняла окончательное решение. В 1991 году она полностью продала свою долю в CII-Honeywell Bull и полностью вышла с рынков мейнфреймов, миникомпьютеров, микрокомпьютеров и терминалов.

Эпилог

История Honeywell в компьютерном бизнесе — это история о великих амбициях, технической гениальности и одной роковой ошибке, вызванной экономией на физических принципах.

Большинство «Семи гномов» не пережили 1990-е годы (RCA, Univac, Burroughs были поглощены или исчезли). А Honeywell? Она выжила. Корпорация вернулась к своей сути — к авиации, космонавтике и системам управления.

Сегодня, когда вы летите на самолете, знайте, что его системы Honeywell работают безупречно. И, вероятно, в их схемах используются самые надежные материалы. Урок 1980-х был выучен, и он стоил целой империи.