Người đàn ông về hưu biến phòng trống thành siêu máy tính thời Liên Xô

Một kỹ sư về hưu tại Anh, chỉ xưng danh là "Mike", đã dành nhiều năm để chế tạo một máy tính hoạt động hoàn toàn bằng bóng chân không 75 năm tuổi, với linh kiện chính là 460 bóng 6N3P thời Liên Xô. Dự án này không chỉ là một thú vui kỳ công mà còn là một minh chứng sống động cho thấy công nghệ máy tính thời kỳ đầu hoạt động như thế nào, từ đó mang lại giá trị giáo dục và giải trí to lớn.

Mike đã vượt qua nhiều thách thức về kỹ thuật để tạo ra một hệ thống có khả năng tính toán 16-bit, điều khiển một màn hình cơ khí tái chế từ nhà ga xe lửa cũ và thậm chí có kế hoạch chạy một trình mô phỏng khí cầu. Dự án này cho thấy niềm đam mê bất tận của con người với công nghệ cổ điển, đồng thời là một trải nghiệm "ấm áp" cho căn phòng của chính Mike.

Hành trình hồi sinh công nghệ cổ xưa

Dự án của Mike không chỉ là việc đấu nối linh kiện. Toàn bộ hệ thống sử dụng 460 bóng chân không 6N3P thời Liên Xô, được mua lại với giá rẻ trên mạng sau hơn 50 năm bị lãng quên trong kho. Vấn đề lớn nhất phát sinh từ chính sự không đồng nhất trong sản xuất của Liên Xô giữa thế kỷ trước và tuổi thọ đã giảm sút của các bóng đèn.

“Nhiều bóng đèn đã được sử dụng và lưu trữ trong hơn 50 năm, nên tuổi thọ của chúng là một dấu hỏi lớn,” Mike giải thích trên Hackaday.

Một bóng 6N3P mới có tuổi thọ lý thuyết khoảng 500 giờ, nhưng với những bóng đã qua sử dụng, tình trạng thực tế là điều không thể đoán trước. Mike cho biết: “Tôi đã tính toán các giá trị linh kiện và kiểm tra kết quả, nhưng trong nhiều trường hợp lý thuyết không khớp hoàn toàn với thực tế. Vì vậy, tôi đã xây dựng một bộ kiểm tra để thử nghiệm các giá trị khác nhau và cuối cùng tìm ra một phạm vi phù hợp.”

Kiến trúc độc đáo với 920 triode

Điểm đặc biệt của hệ thống này nằm ở số lượng: 460 bóng 6N3P thực chất chứa đến 920 triode bên trong, một linh kiện hoạt động dựa trên nguyên lý nhiệt điện tử để giải phóng electron. Những bóng đèn này được gắn trên 46 bảng mạch PCB, mỗi bảng chứa 10 bóng, và các bảng này được kết nối với nhau qua 5 bảng mạch backplane.

Toàn bộ máy tính sử dụng cổng logic NOR, kiến trúc tương tự như máy tính dẫn đường Apollo Guidance Computer đã đưa con người lên Mặt Trăng. Nhờ đó, hệ thống có kích thước nhỏ gọn hơn so với các máy tính bóng chân không cổ điển khác.

Sau khi bật nguồn, hệ thống cần từ 10 đến 15 phút để ổn định và các bóng đèn bắt đầu nóng dần lên. Mike hài hước mô tả căn phòng của mình trở nên "ấm áp và dễ chịu", mặc dù sức nóng tỏa ra rất lớn.

Khả năng xử lý và ứng dụng

Với bộ hướng dẫn 16-bit và bộ nhớ lệnh 4-bit, máy tính của Mike có thể thực hiện các phép toán 16-bit và xử lý một tập hợp hạn chế 16 lệnh. Hiện tại, hệ thống được cấu hình để tính toán chuỗi Fibonacci 64-bit và một dự án hấp dẫn hơn cho các cháu của Mike: xây dựng một trình mô phỏng khí cầu R80.

“Ý tưởng cơ bản là vào những năm 1920, việc phát triển thương mại khí cầu R80 của Anh đã được chính phủ phê duyệt. Khi bấm các nút điều khiển trên màn hình, bạn có thể điều khiển toàn bộ hoạt động của khí cầu,” Mike chia sẻ.

Người dùng có thể điều chỉnh chấn lưu, van xả khí, công suất động cơ, bánh lái và thiết bị neo đậu. Toàn bộ trải nghiệm được hiển thị trên một màn hình cơ khí tái chế từ đồng hồ nhà ga British Rail, một chi tiết vừa cổ điển vừa thú vị.

Niềm đam mê và rủi ro

Mike thừa nhận rằng niềm đam mê với máy tính bóng chân không là "một cơn nghiện". Đây là hệ thống thứ ba ông chế tạo kể từ chiếc đầu tiên vào năm 2021. Tuy nhiên, cuộc chơi này cũng không thiếu phần mạo hiểm.

“Tôi thiết kế chiếc máy tính để nó thể hiện hoạt động ở mức cơ bản nhất của máy tính. Tôi luôn để sẵn bình chữa cháy và hệ thống này vẫn hoạt động tốt, không giống hệ thống trước đã phát nổ hai lần,” Mike kể lại.

Hệ thống vẫn cần được bảo trì thường xuyên và vì được treo trên tường, Mike phải dùng thang để tiếp cận các bóng đèn. Ông vui vẻ kết luận: “Đây có lẽ là một trong số ít máy tính cần đến tua vít chỉnh nhỏ và một chiếc thang lớn.” Bên cạnh giá trị giải trí và kỹ thuật, dự án này còn là một minh chứng cho sự sáng tạo không biên giới của con người khi kết hợp giữa quá khứ và hiện tại.