460 vakum tüpü kullanılarak çalışan 8-bit bilgisayar yapıldı

Elektronik geliştiricisi Mike, yarı iletkenler ve modern entegre devreler öncesindeki bilgisayar teknolojisini 460 vakum tüpüyle çalışan 8-bitlik özel bir sistemde yenidenhayata geçirdi. “The Tube Computer MK3” adı verilen proje, 1950’lerden kalma Sovyet yapımı 6N3P çift triyot vakum tüpleri ile germanyum diyotları temel alıyor. Duvara monte edilen bilgisayar, işlem mantığını tek bir silikon çipte toplamak yerine yüzlerce ayrı elektronik bileşene ve geniş bir devre alanına dağıtıyor.

AYRIK MİMARİ

Sistemde toplam 460 adet 6N3P vakum tüpü bulunuyor. Bunlar, her birinde 10 tüp yer alan 46 devre kartına dağıtılmış durumda. Beş arka panel PCB’siyle birbirine bağlanan kartlar, 190 x 130 santimetrelik akrilik bir çerçeve üzerine monte edildi. Bilgisayarda mikroişlemci veya mikrodenetleyici bulunmuyor; tüm mantık işlemleri ayrık elektronik bileşenler üzerinden gerçekleştiriliyor. Bu yapı, transistör ve entegre devrelerin yaygınlaşmasından önce hesaplama sistemlerinin neden geniş fiziksel alanlara ihtiyaç duyduğunu çalışan bir örnek üzerinden gösteriyor.

BEŞ TEMEL İŞLEM

Bilgisayarın aritmetik mantık birimi, toplama, elde, NOT, artırma ve XNOR olmak üzere yalnızca beş temel işlemi gerçekleştirebiliyor. Modern işlemcilerdeki kademeli komut işleme yapısı sistemde bulunmuyor. Her komut önce altı aşamalı bir getirme döngüsünden geçiyor, ardından tek bir yürütme aşamasında tamamlanıyor. Vakum tüplerinin çalışma sıcaklığına ulaşması gerektiği için bilgisayar açıldıktan sonra yaklaşık 10 ila 15 dakika beklemek gerekiyor. Bileşenlerin ortak sistem durumuna getirilmesi için her başlangıçta manuel sıfırlama işlemi de uygulanıyor.

YOĞUN BAKIM

Projede kullanılan vakum tüpleri kullanılmış stoklardan temin edildi ve ortalama kullanım ömürlerinin yaklaşık 500 saat olduğu belirtiliyor. Bu nedenle sistem düzenli parça değişimine ve teknik bakıma ihtiyaç duyuyor. Çalışma sırasında yüzlerce tüp önemli miktarda ısı üretiyor; cihaz bulunduğu ortamın sıcaklığını yükseltiyor ve yanmış tozu andıran belirgin bir koku bırakıyor. Tüplerin zaman zaman patlayarak arızalanabilmesi nedeniyle bilgisayar yangın söndürücü gibi güvenlik ekipmanları hazır bulundurularak çalıştırılıyor. Bu özellikler, yarı iletkenlere geçişte güç tüketimi, güvenilirlik ve bakım ihtiyacının neden belirleyici hale geldiğini de somut biçimde ortaya koyuyor.

UÇUŞ SİMÜLASYONU

Donanımın sınırlı işlem kapasitesine rağmen The Tube Computer MK3, kullanıcı girdilerini işleyerek İngiliz R80 zeplinine ait bir uçuş simülasyonunu çalıştırabiliyor. R80’in kumanda köprüsünü gösteren görsel üzerine yerleştirilen membran tuşlar, bilgisayarın giriş kartına 5 voltluk sinyaller gönderiyor. Kullanıcı bu kontroller aracılığıyla balast, gaz tahliyesi, motor gücü ve irtifa dümenleri gibi uçuş parametrelerini yönetebiliyor. Hesaplanan sonuçlar ise mekanik çevirmeli ekran üzerinden gösteriliyor.

ÇALIŞAN TARİH

Proje, erken dönem elektronik bileşenleri modern yazılım ve simülasyon mantığıyla aynı sistemde buluşturuyor. Vakum tüplerinin ısınma süresi, kısa kullanım ömrü, yüksek ısı üretimi ve geniş fiziksel alan ihtiyacı gibi sınırlamalar çalışan bilgisayar üzerinde doğrudan görülebiliyor. Mike’ın geliştirdiği sistem, modern yarı iletken teknolojisinin sağladığı küçülme, güvenilirlik ve düşük bakım ihtiyacından önce bilgisayarların nasıl çalıştığını işlevsel bir donanım üzerinden sergiliyor.