tiistai 28. huhtikuuta 2015

Uusi löytö talliin - IBM 1800


IBM 1800. On se upea.


Joskus se päivä paistaa risukasaankin, tällä kertaa aivan uskomattoman kokoisen ja upean IBMn muodossa. Olin kerännyt vuosien aikana kokoelman 80-luvun tietokoneita, en itseäni varten vaan lähinnä siksi, että joku muu tulisi tarvitsemaan niitä kokoelmiinsa tulevaisuudessa. Oma kiinnostukseni kun on ollut mineissä ja mainframeissa, jenkkejä myöten olen yrittänyt jotain jättiläistä saada tallin nurkkaan.

Reilu vuosi sitten aloin hukkaamaan kasarikokoelmaa ja kyselin kaikilta koneiden noukkijoilta tietääkö kukaan mitään tosi vanhaa tietokonetta jossain päin Suomea. Yksi Atari 800:sta kiinnostunut kaveri vinkkasi, että Outokummussa on vanha, rekan kokoinen tietokone toimettomana.

Koska fiksaationi mainframe-tietokoneisiin on melko huolestuttavalla tasolla (ainakin tyttöystävän mielestä) oli pakko kaivaa kaverilta kaikki tieto koneesta. Yhteystiedot tulivat mistä kysyä lisää ja pari kuvaa, joista sitten lähti jakkara alta. Tunnistin heti mistä on kyse, IBM 1800, ikäluokka jotain 60...70-lukua. Ja mainframe-harrastajalle IBM on se ainoa oikea mainframe ja ikäluokkakin se mieluisa, ennen LSI:tä ja jälkeen putkien.

Puhelin käteen ja soittamaan. Alkuun vastaanotto oli hiukan nihkeä, koska oletus oli kai että olen "gold digger", toisin sanoen koneiden sulattaja. Mutta sain vakuutettua millä asialla olen ja sain kutsun tulla katsomaan konetta.


Vierailu Vuonoksella


Kone sijaitsi Outokummussa Vuonoksen kaivoksen rikastamolla. Koneen näkeminen paikan päällä pisti hiljaiseksi, se oli seissyt samoilla sijoillaan 30 vuotta siitä asti, kun virta viimeisen kerran katkaistiin, samaan aikaan kun itse taputtelin vielä hiekkakakkuja. Voisi sanoa että tunne oli kuin aikakoneella olisi lentänyt 70-luvulle, ainoastaan jotkin uudemmat tietokonerojut rikkoivat illuusiota. IBM:n kunto oli melkoisen hyvä, mitä se oli pölyä kerännyt ja vierailevat tähdet olivat nyppineet joitain osia matkaansa.


1800:n kokoonpano.


Koneen alkuperäinen käyttötarkoitus on ollut luonnollisesti rikastamon prosessinohjaus. Kone hankittiin Outokumpu Oy:lle 1971 kun Vuonoksen kaivos avattiin. Kaivos suljettiin 1985, mutta jostain syystä viimeinen tuloste 1443 tulostimessa oli 18. helmikuulta 1986. Ehkä varastoja ajettiin tyhjäksi vielä seuraavana vuonna.


Rikastamon valvomo. Voisi toki olla Enterprisen komentosiltakin.


Tämän koneen säilyminen on todellinen ihme monessa mielessä, koska nämä koneet ovat olleet yleensä leasing-sopimuksella ja ovat palautettu tuhottavaksi. Arvostus tälläisiä kohtaan löytyy aika kapeasta piiristä ja jalometallien (oletettu) määrä on johtanut monesti romutukseen. Eikä 1800 ole se kaikkein seksikkäin mainframe, 360 tai sisarmalli 1130 ovat huomattavasti halutumpia, kuin "tylsä" prosessinohjaustietokone. Mutta nähtävästi tässä tapauksessa kone on unohtunut riittävän pitkäksi ajaksi, jotta se on muuttunut romusta palaksi historiaa ja välttänyt romumiehen.


Vuonoksen kaivoksen alkuperäinen 40 metriä korkea murskaamo.


Nykyinen tehtaanjohtaja ymmärsi hyvin aparaatin arvon, iso kiitos ja hatunnosto hänelle, että tämä siirtoprojekti saatiin läpi kunnialla. Tongimme yhdessä huoneesta löytyviä kirjoja ja muita esineistöä ja mm. selvisi että kone oli nimetty Heiliksi, tästä löytyi ihan kehystetty nimeämistodistus. Tietokoneiden nimeäminen ei ollut mitenkään poikkeuksellista aikanaan, 1970 Suomessa oli noin 150 tietokonetta.

Mikä on tärkeintä, Heili on suomalainen kone suomalaisella taustalla, eikä mikään kasvoton, uitettu kone valtameren toisen puolen ilman historiaa (vaikka olisi sitten se Graalin malja, IBM 360). Heili on ollut yksi prosessinohjausjärjestelmien pioneeriprojekteista, josta sitten koko ala Suomessa oikeastaan alkoi. Joten kyllähän näihin punaisiin laatikkoihin on latautunut aika annos Suomen tietokonehistorian alkuaikoja.

Viimeinen tuloste. Alimmalla rivillä randomeja merkkejä, ilmeisesti pääkytkimestä vedetiin juurikin tuolla hetkellä. On vaikea sanoa miksi Fortran-koodia on viimeisenä työnä tulostettu, ehkä muistoksi..?


Tehtaanjohtaja lupasi lahjoittaa Heilin pajalleni, niin eihän siinä muu auttanut kuin alkaa järjestää kyytiä. Yksi ongelma oli etäisyys Lahden ja Outokummun välissä, joten homman pitäisi onnistua kerralla. Lisäksi fakta että IBM oli tullut alkujaan katon kautta rakennukseen sisään ja se oli nyt toisessa kerroksessa, ei tehnyt projektista yhtään sen helpompaa.Ainoa tapa saada se ulos, oli uittaa se kapeasta rappukäytävästä ulos.


Siirto Lahteen


Siirto-operaation suunnitteluun meni tovi. Kyselin ulkomaalaisilta alan harrastajilta mielipiteitä miten homma pitäisi tehdä ja luin kaikki IBM:n manuaalit läpi mitä Bitsaversista löytyi. Ulkomaan supporteista oli suuri apu (kiitokset Carl, Bob, Henk, Clare, Ed ja monet muut!)...ja varmasti jatkossakin tarvitsee apua, kun tätä rupeaa herättämään ruususen unestaan.

Kiintolevyohjaimen diagnostiikkapaneeli.


Yksi päivä käytettiin talkoolaisten kanssa pelkästään koneen ulkopeltien ja johdotusten purkuun. Mittakaavsta kertoo jotain se, että kokoonpanon kokonaispaino kaikkine kilkkeineen on yli kolmen tonnin luokassa, pelkästään johtoja menee kaappien välillä korotetun lattian alla noin parin sadan kilon edestä.

Parempi puolisko merkitsemässä virtalähteiden johdotuksia.


Seuraava ongelma kohdattiin kahden jääkaappipakastinyhdistelmän kokoisen CPU:n kanssa. Se painaa 900kg, eikä se mene minkään pianorobotin päällä. Ainoa vaihtoehto oli laskea paino 600kg:n nurkille poistamalla virtalähteet ja muut painavat komponentit.

Räkkien teräsrakenteesta päätellen tämä on suunniteltu kestämään ydinsodat.


Seuraavalla viikolla sitten suoritettiin itse siirto. Tilasin paikalle Joen Konehaalaus Oy:n kaverit, jotka olivat kyllä aivan huippuporukkaa, kaikki muut kamat menivät rappusista nopeasti alas ilman akrobatiaa, mutta taas kerran törmäsimme uuteen ongelmaan CPU:n kanssa; oli fysikaalinen mahdottomuus saada CPU:ta alas rappusia kiipijän päällä. Tila ei yksinkertaisesti riittänyt, homma jäi 5 sentistä kiinni.

Vaihtoehdot A. sahata pala pois CPU:sta tai B. purkaa kaikki ylimääräinen paino pois, tarkoittaen jokaisen Gate Array:n (sisäovet joissa on kaikki "äly") poistoa ja uittaa CPU vanerin päällä rappusista. Aika ilmiselvää ettei sahaaminen ollut vaihtoehto, joten nyppäsimme nuo ovet pois saadaksemme vielä painoa alas.

Tuleehan se kun tarpeeksi yrittää.


Loppu olikin sitten legendaa, kun saimme CPU:n kyytiin. "Älyovien" poisto oli paras päätös, vaikka varoiteltiin ettei sitä saa enää kasaan, jos liittimet nyppii irti. IBM on kuitenkin merkinnyt kaikki johdot ja liittimet sen verran selvästi, ettei tätä väärin voi kasata. Ensimmäinen ovi neljästä oli takaisin kiinni puolessa tunnissa, ei tämä rakettitiedettä ole saada kasaan, se rakettitiedeosio tulee myöhemmin, sitten kun tämä pitää saada käyntiin.

Haalaritkin valahtaneet allekirjoittaneella, takana 23 tuntia ja lähemmäs 800 kilometriä...


Koko komeus perillä.


Mitä 60-luvun IBM:t ovat syöneet


1800 on teollisuuden prossessinohjaukseen tarkoitettu sisarmalli 1130:sta, joka on puolestaan tieteellisiin ja kaupallisiin sovelluksiin tarkoitettu kone. 1800 ei omana aikanaan ole ollut harvinainen, 1965:stä jonnekin 70-luvun alkuun koneita valmistettiin noin 2000 kappaletta. Suomessakin koneita on ollut käsittääkseni useita ainakin paperitehtailla.

Viimeiset tiettävästi käytössä olleet 1800:set olivat kanadalaisessa ydinvoimalassa vielä 2010. Ne korvatiin nyky-PC:llä, joka ajaa emulaationa alkuperäistä softaa.

CPU:n sisuksia.


Alkuperäinen design on vuodelta 1965 ja mikä mielenkiintoista, tämä 1800 on suunniteltu toisella tietokoneella (käsittääkseni IBM 700/7000:lla) jo silloin. Kyseessä ei ole mikään nykyaikaisen CADin kaltainen WYSIWYG-ohjelmisto, vaan koneen toiminta on kuvattu porttitasolla tietokoneelle, joka on luonut sitten osalistat, kytkentäkuvat, tarrat johtoihin, jokaisen SLT-kortin paikan ja vielä NC-ohjelmat automaattisella wire wrapping -koneelle, joka on langoittanut taustalevyt. Hämmentävää.


IBM:n keraamisia SLT-piirejä, toimintaperiaattena diodi-transistorilogiikka ja tarvitsee toimiakseen useampaa eri käyttöjännitettä.


Suorituskyky tällä koneella on melko vaatimaton kokoonsa nähden, mutta ei ole siltikään reilua verrata sitä Tiimarin taskulaskimeen koneen luonteen takia. Joitain speksejä kerrotakoon mm.

- kellotaajuus noin 4MHz
- 200 000 käskyä / s (ilman muistinosoitusta)
- 128kb ferriittirengasmuisti, 5Mb kiintolevyt & 156kb / s
- 1Mb / s DMA
- 16-bittinen arkkitehtuuri
- noin 30 käskyä sisältäen kerto- ja jakolaskut raudalla
- digitaalista ja analogista IO:ta useita satoja tuloja/lähtöjä
- tehontarve noin 20kW

Kellotaajuus on suhteellisen korkea, mutta käytännössä se ei näy suorituskyvyssä samassa suhteessa. Jokainen käsky muodostuu I, E ja A -syklista tai useammasta ja jokainen sykli vie kahdeksan kellojaksoa.

Tämän ikäinen kone sisältää muutamia melko eksoottisia tekniikoita, joista tuskin kukaan nykypäivän ihminen ole kuulutkaan, esim. kiintolevyohjaimen TROS (Transformer Read Only Storage), joka on induktiivinen ROM-muisti mikrokoodille. Toinen aikamoinen erikoisuus on hydrauliikalla liikkuvat lukupäät kiintolevyssä. Syy on hiukan epäselvä, koska askelmoottoreita oli olemassa jo aikaa sitten, eikä voice coiliin perustuvatkaan tainneet tuntemattomia tuona aikana. Ehkä joku oli jo patentoinut edellä mainitut tavat ja IBM:n piti keksiä jotain korvaavaa.

IBM 2311 hydraulinen kiintolevy. Tilaa 5Mb ja vaihdettavat 14" discpackit


Vaikkakin tekniikka onkin hiukan omaperäistä, on silti kyseessä erittäin etevä kone, kun ajatellaan että tämä tehtiin aikaa ennen kuin ihminen oli käynyt kuussa. Lisäksi kiintolevyohjain on itsessään hieno näyte insinöörityöstä, se osaa itse hakea tietoa levyltä tai siirtää muistiin dataa itsenäisesti ilman CPU:n apua.

Ferriittirengasmuisti on varmasti tutumpi monelle, mutta tässä on siihenkin lisätty pieni twisti; jokaisella 16-bittisellä sanalla on kaksi apubittiä, pariteetti- ja suojausbitti. Siihen aikaan ei luotettu muistin varmuuteen, eikä siihen, etteikö softa kirjoita vahingossa väärälle muistialueelle vaikkapa bugin tai huolimattoman ohjelmoijan takia.

Lisämuistin yksi 16kb:n (tai 8kw:n) kansi avattuna.



Kesän vapaa-ajan ongelmat ratkesivat


Tavoite olisi entisöidä koko toosa alkuperäiseen kuntoon ja nimenomaa toimivaksi peliksi, koska kyllähän näitä vitriineissä on vaikka kuinka, mutta harvempi niistä oikeasti toimii. Kaipa tämä kelpaa useampaakin museoon ja messuun näytille.

Jenkeistä tuli jo alkuperäiset kytkentäkuvat, joista selviää sitten aivan kaikki. Varaosiakin on luvattu, jos jotain on puuttuu tai on särkynyt. Aikaa ja vaivaa tälläinen ottaa ja paljon, vaikka järki olisi koneessa tallella. Kaikki kumi- ja muoviosat ovat laskeneet pisimmät hiilivetyketjut aikaa sitten ilmakehään, joten uustuotanto-osia pitää tehdä aika liuta, ennen kuin Heili on alkuperäisessä loistossaan.

"Älyoven" sisältöä,


Seuraavaksi olisi tarkoitus testata kaikki virtalähteet, esiladata konkata, varmistaa että kaikki SLT:t ovat oikeilla paikoillaan ja sitten kai vain pääkytkimestä sormet ristissä (ja toinen käsi taskussa). Oletettavasti joitain tuloksia on luvassa kesän aikana.

Koska tässä oli vasta pintaraapaisu tästä vempaimesta, on lisää tarinaa luvassa jatkossa!



Ps. Kiitokset tämän projektin onnistumisesta: Mondo Minerals, Joenkonehaalaus Oy, Kymen Koneenrakennus Oy, West Mac Oy, ulkomaan harrastajat Henk, Carl, Al, Ed, Bob, Clare ja tietysti ystäville ja muille auttaneille jotka olen unohtanut tässä mainita!

Pps. Jos tiedät jotain Heilin historiasta tai olet joskus käyttänyt sitä, ole hyvä ja ota yhteyttä!

20 kommenttia:

  1. Onko sulla mitää hajua mikä prosessinohjausohjelmisto tossa on sisässä? Selviäisi varmaan selaamalla noi kansiot läpi.

    VastaaPoista
    Vastaukset
    1. Kyllä jotain hajua on, Heilille oli ostettu PPCP (Process and Production Control Program), jota oli hiukan muokattu käyttöön sopivaksi. PPCP oli käsittääkseni kirjasto prosessinohjausohjelmia, joita sitten ajettiin MPX:n (Multiprogramming Executive Operation System) päällä. MPX oli sitten (eräänlailla) moniajava käyttöjärjestelmä, jossa noita koodinpätkiä suoritettiin (ja käännettiin, MPX:ään sisältyi Fortran-tulkki ja makroassembleri). Aika hienoa settiä viiden kymmenen vuoden takaa...


      Ps.

      Vuonoksen prosessinohjauksesta löytyy paperi Springeriltä: http://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-642-65798-6_6

      MPX:stä sitten Bitsaverisista: http://bitsavers.trailing-edge.com/pdf/ibm/1800/GC26-3718-4_1800_Multiprogramming_Executive_Introduction_Jun70.pdf

      Poista
    2. Minkä firman tuote PPCP muuten oli?

      Poista
    3. PPCP oli käsittääkseni IBM:n myymä, mutta ei suoranaisesti heidän tekemä. Tuossa kuva PPCP oppaan etusivulta:

      https://drive.google.com/file/d/0B_DR111cK6W-cVJjVFE2Sm1ZT0E/view?usp=sharing

      ...luulisin että aihetta kannattaa tutkia tarkemmin. Suomalaisia on näköjään ollut kehittämässä tätä, mutta netistä ei löydy mitään. Kirjoittelen postauksen aiheesta, kunhan jotain selviää.

      Poista
  2. Todella hieno kone, olisiko tätä mahdollista päästä joskus katsomaan?

    VastaaPoista
    Vastaukset
    1. Toki kaikki kiinnostuneet pääsevät tätä katsomaan! Oma ideani museosta on sellainen, että kävijät pääsevät myös osallistumaan koneiden käyttöön, eikä näitä vain haudottaisi vitriineissä.

      Mutta varmaan pitkälle kesään menee. Nyt on niin paljon "oikeita" töitä, että haittaavat harrastuksia kohtuuttoman paljon ;)

      Pistele sähköpostia niin katsotaan aika!

      Poista
  3. Huikea tarina ja upea kone! Erittäin suuri arvostus näkemällesi vaivalle ja omistautumisellesi. Täytyy palata blogiin seuraamaan miten tarina jatkuu.

    VastaaPoista
    Vastaukset
    1. Kiitos! Todellakin tämä projekti vaati aikaa, vaivaa, pelimerkkejä ja "lievää" mielenhäiriötä ;) Toteutumiseen meni vuosi siitä hetkestä, kun ensikerran kuulin tästä koneesta. Ja nyt vasta se työ alkaakin... Tarina jatkuu varmasti (ja luvassa todennäköisesti yllättäviä juonenkäänteitä)!

      Poista
  4. Nostan hattua ja kumarran projektillesi!
    Äitini oli aikanaan Vuonoksessa töissä, mutta ei noissa puuhissa. On hienoa, että joku entisöi tuollaisiakin, ovathan ne kuitenkin suomen tietokonehistoriaa ja siinä mukana tallettuu ja tulee julkisuuteen kaivoshistoriaakin.
    Toivottavasti projekti ei kohtaa suuria vastustuksia kamojen suhteen.

    VastaaPoista
    Vastaukset
    1. Kiitos teillekin! Tässä harrastuksessa yksi puoli on rauta toinen puoli sen raudan historia. Teen täyden historiikin kyllä aikanaan tästäkin koneesta blogiin.

      Kuntoon Heili tulee varmasti, mutta millä aikataululla, se on sitten se kysymysmerkki. Osia saa valtameren toisen puolen ja lopu voi tehdä itse. Lähinnä pitää vain oppia tämän temput ja hankkia jostain riittävän monikanavainen skooppi/funktiogeneraattori/logiikka-analysaattori helpottamaan hommaa. Samaa sähköä ja logiikan sääntöjä se tottelee kuin muutkin aparaatit ;)

      Poista
  5. Mul on ton 2311n diagnostiikka ja testaus laite. Saat sen.

    VastaaPoista
    Vastaukset
    1. ISO kiitos! :D ...koneen mukana tuli 2841:n IO-(/mikrokoodi)-testeri, mutta 2311:lle ei ole mitään. Muutenkin nuo 2311:set ovat aika hurjassa kunnossa, öljyt ovat tulleet aikaa sitten ulos. Ja pitäisi keksiä tapa millä mitata lukupäiden paine 100% varmuudella (ei tekisi mieli tuhota päitä ja levyjä). Et muuten ole sattunut toimimaan IBM:n huoltomiehenä muinoin?

      Laitatko vaikka sähköpostia. niin jutellaan lisää!

      Poista
  6. Hienoa, että olet tuon pelastanut. Pitääpä pistää täällä Outokummussa viestiä liikkeelle mikäli vielä löytyisi niitä, jotka tuolla ovat aikanaan operoineet.

    VastaaPoista
    Vastaukset
    1. Jos koneita käyttäneitä kavereita sattuu löytymään, niin yhteystietoni saa antaa. Olisi kiva kuulla millainen kapistus tämä oli käyttää silloin joskus (...ja kuka veti pääkytkimestä viimeisen kerran ;)

      Alkuperäisen ohjelmoijan kanssa olen jo jutellut puhelimitse ja aika paljon Heilin alkuvaiheista on tietoa, mm. tämä tuli ensin leasing-koneena ja myöhemmin se ostettiin omaksi. Pitäisi miestä haastella jossain vaiheessa ihan kasvotusten, siitä haastattelusta varmaan saisi jo ihan oman postauksen tähän blogiin.

      Kuvat kyseiseltä ajalta kiinnostaisivat kanssa, outokumpulaiset voisivat kollata valokuva-albumit läpi, jos vaikka Heilistä ja Vuonoksen touhuista löytyisi kuvia!

      Poista
  7. Jotain tietoa operaattoreista ja pääsuunnittelijasta on jo hakusessa, mutta varmistan vielä asiaa. Kyselen myös kuvista, joita voisi myös löytyä Outokummun Kaivosmuseon kokoelmistakin.

    VastaaPoista
  8. Eksyin vahingossa tälle sivulle ja näin tuttuja kuvia.
    Olin 70 luvulla töissä prosessiohjaajana päivävuorossa tuolla Vuonoksen rikastamolla useamman vuoden. Osallistuin päivävuorossa nimenomaan erilaisiin tutkimusprojekteihin, jotka koskivat proessin ohjausta tietokoneen avulla. Tähän liittyi kolme osapuolta: Tuo Heili, prosessiohjaamo ja Outokumpu Oy:n kehittämä röntgen lieteanalysaattori nimeltään Courier, jota Outotec myy ympäri maailmaa vielä tänäkin päivänä. Eli tarkoitus oli, että analysaattorin antamien metallianalyysien mukaan tietokone ohjaisi prosessia automaattisesti. Pätkittäin se onnistuikin melko hyvin, mutta liikkuvia osia oli siihen aikaan vielä ihan liian paljon. Ainakin jos ottaa huomioon nuo pioneerivälineet. Courier koppikin oli joku, olikohan Hooverin kylmähuone, röntgen kone ostettu sairaalasta jne. Myös prosessissa oli paljon huolia, jotka eivät johtuneet tietokoneesta. Noita työkavereitakin muistan vielä jonkin verran, vaikka osa tahtoo jo pikkuhiljaa unohtua. Mutta enpä olisi uskonut ikipäivänä, että tämä kone on vielä olemassa.

    VastaaPoista
    Vastaukset
    1. Hyvä että eksyit tänne, tämähän oli mielenkiintoista!

      Muistatko oliko Courierin kaverina Honeywellin 316? Vuonokselta löytyi kaksi 316:sta, "Hilijuska" ja "Outokumpu 316". Sen verran olen saanut selville, että Hilijuska on kuulemma peräisin Pyhäsalmen kaivoksen Courier-analysaattorista. Miten se sitten joutui Vuonokseen satojen kilometrien päähän, onkin kysymysmerkki.

      Muuten, Heilin irtaimiston mukana tuli kansio, jossa on //JOB-kortteja ja Polaroid-kuvia prosessikäppyröistä (peräisin TekTronixin näytöltä?), selvästikin jostain testeistä. Vuosi on 1973. Tässäpä kuvaan linkki, näyttääkö yhtään tutulta? https://plus.google.com/u/0/+JohannesThelen/photos/photo/6338830033732956882?pid=6338830033732956882&oid=114704705421528969208

      Voit laittaa myös sähköpostia, yhteystiedot löytyvät tuolta oikealta ylhäältä.

      Poista
  9. Kirjoittaja on poistanut tämän kommentin.

    VastaaPoista
  10. Onnea Heili projektille!
    -katselin koneen "specsejä", viekö se tosiaan noinpaljon tehoa?
    - tehontarve noin 20kW

    VastaaPoista
    Vastaukset
    1. Kyllä se jotain sitä luokkaa on, pelkkä CPU on ulkomuistista 3.1kW. Tuohon kun lisää vielä 6 kaappia noin 1kW/kipale, kiintolevyt, kiintolevyohjaimen, yhden nopean tulostimen, 7 kaukokirjoitinta, plotterin ja reikäkortinlukijan, ollaan karkeasti 20kW:n tehontarpeessa (tämä tietysti vaatii että kaikki laitteet ovat polvillaan yhtäaikaa). Ja mikä tässä on hauskaa, saman verran on tarvittu huoneeseen jäähdytystehoa... Alkuperäinen syöttö oli Heilille 64A, hurjia vehkeitä!

      Poista