我军苏30所用CPU比你家电脑落后好几代 但仍优于F22

2017年03月03日 17:38 新浪军事 微博
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  一直以来,人们对苏/俄航空电子系统的印象是“落后”,可具体怎么“落后”其实也不是那么清楚。其实,随着全球化时代的到来,一些先进的电子元器件得以出现在全球商品市场,这让中、俄这些长期被西方禁运的国家受益匪浅。

  今天,北国防务(微信ID:sinorusdef)特约撰稿人杨政卫就从机载CPU的角度切入,给大家讲讲苏-30、苏-35、T-50等三款20多年来俄罗斯最具代表性战斗机所用的计算机系统,大家可以从侧面感受俄罗斯航电的发展。

  △苏-30MK的座舱虽然略显凌乱,但对于苏/俄已经是进步

  苏-30这些4+战机开启了俄罗斯新式航电整合的序幕,如苏-30MK采用了联盟式航电整合(即每个次系统有专用计算机,各司其职,然后把这些连结在一起)。

  其中值得注意的是,俄罗斯用80386、80486等进口CPU(中国引进的苏-30MKK使用的应该是486DX2-50)做成了中央计算机如BTsVM-386与BTsVM-486等,这些计算机并不是真的单一的中央计算机,而是用来当次系统的中央计算机,然后再整合起来。例如某型双座战机用了6台BTsVM-386,两两一组互为备份,用于3个大的次系统,再加以整合。

  △在计算机领域自负的印度,为苏-30MKI用上了国产计算机

  现代电子产业的发展速度可谓一日千里,486DX2-50这类CPU在如今看来已经是“古董级”,那么主力战机用“古董”靠谱么?首先我们都知道在苏-30研发的那个时代商用计算机刚进入“奔腾”(586),所以军用品用到486已经算很快了。

  而根据俄罗斯国家航空系统科学研究院(GosNIIAS,负责航空电子设备的综合以及软件的开发)的分析,386等级的CPU其实就已经足够担任中央计算机,第五代战机因为要处理更复杂的信号以及人工智能,才有更快的需求。

  并且航电系统先进与否的重点还在于其架构,早期F-22中央计算机的CPU性能还不如苏-30,量产型的提升也不大,但先进的航电架构让它的领先位置毋庸置疑,俄罗斯最新的T-50与之相比也还有差距。

  △苏-35的座舱特写,相比4+的苏-30MK进步明显

  4++的苏-35开始要进化成单点式整合,但采取较次一级的整合方式,也就是几大专业次系统仍有专用计算机系统,中央计算机负责任务层级以及复合数据处理。但每个专用计算机系统自己也都是接近第五代的规格,也就是只用一台计算机处理整个次系统的事,因此可靠性得以提升。

  例如所有飞控有关的就整合在KSU-35的一台计算机内,只是有4台作为备份,雷达方面有专用的Solo-35.01与Solo-35.02计算机,导航系统以Baget-53-31M为中央计算机。这些计算机都是一台就可以处理整个次系统的事,而且可以再分配资源,因此性能与可靠性都得以提高。其中又用导航系统的Baget-53-31M作为全机的中央计算机。

  △苏-35的KSU-35控制系统运算核心

  苏-35的架构里,等于是在每个大系统内实现第五代计算机的规格,但以全机来说,等于还是以中央计算机去整合几个特种计算机。纯就架构论,这一架构的整合程度没有F-22的CIP高,有些非得用F-22的架构不可的功能它办不到。但得益于晚了十几年的电子技术,运算能力不会较差,而且用的模块较少,总重量不见得较重,而且确保苏-35的研制进度。

  苏-35时代的计算机架构的代表,是所谓的“EKVS”架构,EKVS-E以往被认为是苏-35的雷达计算机的名称,内含Solo-01与Solo-02两种计算机,但根据较新的数据,EKVS是一种规格,全名是“单一的耦合式运算系统”,意思大概是把数据偶合到单一的运算核心做运算。

  △T-50的座舱,与苏-35颇为类似

  即便到了俄罗斯第五代战机T-50上,仍有专用计算机与特殊计算机之分,不过开始过渡到类似F-22的整合式航电。例如它的雷达系统的计算机称作N-036EVS,它由两台Solo-21计算机以及一个转换器构成,101KS光电统有自己的计算机,通信系统也有自己的计算机,电子战系统的计算机则是Solo-21.402,不过在规划上,雷达、无线电系统应该会统一由一个运算系统处理,因此Solo-21.402或许只是测试阶段所用的专用计算机,未来或许会让N-036EVS处理电战系统的任务,或是将N-036EVS与Solo-21.402整合成一个运算系统。

  而全机的中央计算机仍是导航系统的中央计算机,根据苏霍伊的采购合约可知,这个中央计算机目前称作BTsVM IMA BK。

  看起来T-50的计算机架构与苏-35很像,仍是以中央计算机整合特种计算机。不过T-50开始过渡到IMA架构。所谓的IMA,是“整合式模块化航电”的简称,这是一个由国家航空系统科学研究院于2004年主导的计划,其内容就是发展类似美国“通用整合处理机”(CIP)那样的模块化航电系统,藉由在机壳的插槽内安置不同的模块,就可以做出不同的计算机系统。而BK则是指作战系统。因此IMA BK是“作战系统的整合式模块化航电”的简称。

  △T-50拥有众多雷达传感器,它们使用统一的计算机

  国家航空系统科学研究院主导IMA计划,协同航电厂家制定规格,目的是让大家都有通用的软件模块与硬件模块,这样类似的东西就不用自己生产,可以互通有无。模块也因此得以大量生产降低成本。例如计算机里不外乎有处理模块、存储模块、通信接口模块等,以前厂商各做各的,而在IMA架构下,大家的模块可以通用,这样有时就可以直接买别人的模块来用。

  除了硬件通用外,软件也通用,这么做的其中一个好处是,不只在一个计算机内可以重新分配资源,就连不同的IMA架构计算机间也可以共享资源。例如如果中央计算机、雷达计算机、通信计算机都是用IMA架构来做,那么必要时不同计算机间甚至可以互相分配资源。

  T-50的中央计算机确定要用IMA架构来做,名称暂时称为BTsVM IMA BK。但俄罗斯航电厂家也开始在一些次系统计算机甚至特种计算机中使用IMA技术。例如苏-35的Baget-53-31M中央计算机,里面就用到IMA计划产出的数据处理与影像等模块。而且研发商RPKB甚至在研发一种完全用IMA BK做出的运算系统UVVS,一台UVVS的性能就能取代苏-35的中央系统,包括2台Baget-53-31M、电视信号处理系统、数字模拟转换器等,UVVS预计未来会担任苏-35的中央系统,一方面是性能提升,二方面是全国产化。另外研制Solo系列计算机的GRPZ也用IMA架构研制最新的Solo IMA BK。

  IMA BK的初期目标,是类似CIP这样用一个计算机就处理包括最底层系统在内的任务。未来甚至要更进一步,直接在最底层系统(指空调、防火、液压等最底层基本系统)运用IMA BK技术。

  简单的说,到时候底层系统的数字或模拟数据并不是传到中央系统的转换器,而是就地转换后就透过高速通信接口给中央计算机,这样就能减少传输线的使用。除此之外这远程转换器也会有处理能力,这等于让底层系统也成为中央运算系统的一环。(作者署名:对鼎盛军事)

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