Подключение Стиральной Машины к Электросети
Большинство будущих владельцев стиралок, впервые приобретающих машинку-автомат, заранее подготавливают место, подводят необходимые коммуникации и, в большинстве случаев, прокладывают новую проводку с отдельным заземляющим проводом. Такой подход позволяет максимально защитить от внештатных ситуаций, как себя, так и новое оборудование. Но чтобы все выполнить правильно, перед началом работ, обратитесь в сервисцентр, выполняющий ремонт стиральных машин в Киеве.
Наши специалисты подробно расскажут о требованиях к электропроводке и, при необходимости, помогут выполнить монтаж по разумной цене, соблюдая все правила подключения стиральной машины к электросети. Но не всегда имеется возможность пригласить специалистов. О том как выполнить подключение стиральной машины к электросети своими руками и какие ошибки допускают пользователи при монтаже, мы расскажем в этой небольшой статье.
Как правильно подключить стиральную машину к электросети
Если в выбранном для “домашней прачки” помещении устанавливается первая автоматическая стиральная машина, подключение к электросети должно выполняться профессиональным электриком.
Но если вы имеете некоторые познание в электричестве можно выполнить подготовительные работы и подключение к электросети стиральной машины своими руками, соблюдая ряд несложных рекомендаций.
- Схема подключения стиральной машины к электросети должна быть разработана профессионалами, с учетом особенностей строения, состояния существующей электропроводки, а также наличия и характеристик заземляющего контура.
- В процессе монтажа избегать непосредственного соединения медных и алюминиевых жил проводов.
- Для организации проводки использовать медные провода с сечением жил, соответствующим мощности подключаемых бытовых приборов. Поскольку большинство стиралок потребляют мощность не более 3.5 кВт, чаще всего применяют провода с жилами не менее 1,5 кв. мм.
- Внутренний корпус электророзетки для подключения стиралки должен быть изготовлен из качественной керамики, а снаружи – предусмотрена влагозащита.
- Подключение стиральной машины электросети нельзя осуществлять через удлинитель или через какие-либо переходники.
- Запрещено объединять на щитке клеммы “зануления” и “земли”.
- Не используйте для заземления бытовых приборов металлические трубы различных инженерных сетей.
При этом следует учитывать, что в домах старой постройки заземление на этажные электрощитки в большинстве домов не выведены. И чтобы подключение стиралки соответствовало всем правилам, понадобиться проложить отдельную шину заземления, непосредственно от заземляющего контура.
В частных домах обустроить заземление придется самостоятельно, забив как минимум три полутораметровых штыря (уголка) в землю и соединив их между собой сварным соединением. После этого останется вывести проводник заземляющего контура на внутридомовой электрощит и подсоединить к нему заземляющие проводники внутренней электропроводки.
Необходимость устройства защитного отключения
Обычно розетка для стиралки включается через отдельный “пакетник” на вводном щитке, но желательно установить и дополнительную защиту.
Подключение стиральной машины к электросети с УЗО используют также как временный вариант при отсутствии в жилище надежного заземления. При этом нужно использовать модели, в которых ток утечки не превышает 30 mA, а величина предельной нагрузки соответствует мощности стиралки.
Существует несколько вариантов подключения этого элемента защиты:
- на группу электропотребителей;
- отдельно на конкретный бытовой прибор.
В первом случае УЗО устанавливают на вводном щитке и защита обслуживает весь дом. Среди недостатков такой схемы – пропадание электричества во всем жилище при неисправности в одном из электроприборов.
Второй вариант более подходящий. Обычно в “защищенную” группу подключают наиболее опасные в плане поражения электротоком приборы.
И если в одном из них произошел пробой на корпус, отключится только “защищенный луч”, при этом весь дом останется с освещением и можно будет быстро найти сломавшееся устройство и отключить его от электросети.
Третий вариант наиболее распространенный и предусматривает защиту только конкретного бытового прибора. Так часто выполняется схема подключения стиральной машины через УЗО к электросети, что делает стиралку максимально безопасной для пользователей.
Схема подключения к квартирной электросети
Если вы запланировали покупку стиралки автомата, предварительно необходимо подготовить место, где будет устанавливаться этот бытовой прибор. К нему нужно подвести канализацию, трубу водопровода, а также электричество. Обычно трехжильный кабель с медными проводниками прокладывается от вводного щитка к электророзетке, куда будет подключаться шнур стиралки.
В случаях, когда щиток расположен в другом конце жилища или далеко в коридоре, провод к стиралке можно подвести к ближайшей распредкоробке.
Но необходимо убедиться, что его сечение достаточно для подключения такого мощного прибора как стиралка-автомат. Также необходимо убедиться, что в коробке не придется соединять медные и алюминиевые проводники между собой. В таких случаях можно использовать специальные клеммники.
В цепи машинки обязательно должен присутствовать автомат защиты и прибор автоматического аварийного отключения, а к электророзетке должен быть подведен проводник, подключенный к заземляющему контуру.
Если ремонт в жилище не планируется, то для прокладки проводки можно использовать пластиковые кабельные короба-каналы, в которые можно уложить провода не только к стиралке, но и другим электроприборам.
Часто встречающиеся ошибки монтажа
К сожалению не всегда подключение стиральной машины своими руками к электросети выполняется согласно вышеописанных рекомендаций, что становится не только причиной выхода со строя “внутренностей” стиралки, но и к тому, что машинка “бьет током”. Наиболее распространенные ошибки это:
- подключение машинки без заземления;
- отказ от использования дополнительной защиты УЗО;
- использование в качестве заземления нулевого проводника электросети;
- подключение машинки в розетку, не рассчитанную на высокую нагрузку;
- игнорирование рекомендации производителя отключать шнур машинки из розетки после окончания стирки. В случае неудобного доступа к розетке, отключают автомат.
В случае неудобного доступа к розетке, отключают автомат.Если соблюдать все рекомендации или доверить подключение стиральной машины к электросети профессионалам, стиралка наверняка проработает намного дольше и вы будете избавлены от многих неприятных неожиданностей.
Правила Подключения Стиральной Машины
Жизнь без машинки-автомат для стирки белья в современных реалиях невозможна. Еще относительно недавно «большая стирка» была долгим и нудным процессом, занимающим в некоторых случаях не один день. Сейчас все намного проще – вещи в машину можно закидывать поэтапно, по мере их загрязнения. Результат впечатляет – на выходе получаем абсолютно чистое белье.
Единственный нюанс – эксплуатировать стиралку сразу после доставки домой не получится, как, например, пылесос или электрочайник. Такой сложный вид бытовой техники требует правильного подсоединения к инженерным сетям.
С чего начать установку? Обратиться к профессионалу, все сделать самому или попросить помощи соседа? Однозначного ответа, к сожалению, нет.
При вызове мастера можно нарваться на «доморощенного» специалиста. Желая сэкономить и выполняя монтаж без посторонней помощи, есть вероятность допустить ошибку или просчет. Однако если вы хоть в небольшой степени представляете, что такое трубопровод, подвод воды, канализация и электросеть, имеете набор инструментов, то установить стиральную машину самостоятельно наверняка сможете. Конечно же без наших советов не обойтись.
Чтобы не допустить ошибок, внимательно ознакомьтесь и учитывайте в работе наши рекомендации. Технический процесс состоит из нескольких важных этапов, выполнять каждый из которых нужно особенно качественно, с учетом определенных нюансов.
Перед приездом покупки домой подберите для нее наиболее подходящее место. Современная техника для стирки предполагает стационарное положение. Ее не получится мгновенно перетащить из кухни в коридор или ванную комнату. Поэтому заранее нужно выбрать, где стиралка будет «проживать» постоянно. С учетом подготовленного места проводите и выбор определенной модели по габаритам.
Большинство хозяек традиционно располагают агрегат в ванной. Такой выбор вполне обоснован и оправдан – в помещении есть подводка к канализации и водопроводу. Однако не каждая ванная обладает необходимым для машинки свободным пространством. Особенно это касается городских квартир советской планировки. Тогда можно подумать, как подключить стиралку на кухне. Если хватает площади, есть доступ к коммуникациям, такое размещение будет неплохим вариантом. Многие люди помещают технику в коридор, закрывая ее аккуратным шкафчиком. Заказав его изготовление в индивидуальном исполнении, можно создать оригинальный предмет интерьера.
Как подготовить стиральную машину к установке
Долгий процесс подбора места, выбора подходящей модели, оформления покупки окончен, и вы – счастливый обладатель современного, многофункционального устройства для стирки белья.
Итак, грузчики доставили домой коробку с долгожданной помощницей. Что делать? Для начала – снимите эту коробку. Удалите крепежные элементы, с помощью которых производилась фиксация частей и всего устройства в целом во время его транспортировки.
Данные фиксаторы (бруски, болты и скобы) предохраняли вращающиеся компоненты от случайного повреждения.
Скобы вы найдете на задней части. Они используются для фиксирования электрического шнура и шланга, а также обеспечивают нужную для перевозки жесткость. Бруски находятся между корпусом стиралки и бачком. Их легко извлечь, если слегка наклонить агрегат вперед. Болты крепят барабан, их месторасположение – на передней части.
В отверстия, оставшиеся от транспортировочных болтов, следует поместить пластмассовые заглушки, которые производитель поставляет в комплекте.
ВАЖНО! Не запускайте машину до удаления всех крепежей – барабан безвозвратно будет выведен из строя. Не выбрасывайте освободившиеся крепежные элементы! Они нужны при обращении в сервис.
Как правильно подключить машинку-автомат к канализации
Методов отвода отработанной после стирки воды существует несколько. Самый простой – поместить сливной шланг в раковину, унитаз или ванную. Размещайте «крючок» на уровне не меньше, чем на 60 см выше уровня самой техники.
Вместе с тем, такой способ слива не вполне удобен, так как на время стирки ограничивает использование названных приспособлений по непосредственному назначению.
Некоторые модели сифонов под умывальником, кухонной мойкой или ванной предполагают наличие специального придатка для подсоединения отводящего шланга машинки-автомат. Проследите, чтобы отвод размещался правильно – выше уровня сифонного колена. Игнорируя это правило либо подключая устройство для стирки напрямую к канализационной трубе, вы рискуете получить эффект засасывания грязной воды в рабочее пространство машины. В результате в ней появится неприятный запах.
Однако без использования сифона все же можно обойтись. Подсоединение отводной трубы напрямую к канализационной возможно в случае, если последняя имеет диаметр 4-5 см. Лучше всего при этом использовать специальный уплотнитель, а выполненный в S-образной форме сливной шланг поместить в трубу таким образом, чтобы предотвратить его прикосновение к стокам. Необходимо также обеспечить расположение верхнего края шланга не ниже, чем 50 см от уровня пола.
ВАЖНО! При отсутствии в конструкции защитного обратного клапана, устанавливать его необходимо с учетом имеющихся ограничений уровня, на котором расположен сливной шланг. Ответственные производители указывают в технической документации максимальный и минимальный показатель этого уровня.
Как подключить стиралку к водопроводу
При подключении техники к водопроводящим сетям главное, что нужно учитывать – давление в трубах (стандарт – не менее 1 атм.). Кроме того, для эффективной стирки, долгого срока службы машины необходимо, чтобы используемая вода была чистой. Если указанные характеристики находятся на критически низком уровне, их без проблем можно улучшить с помощью подкачивающего насоса и очистных фильтров.
Существует несколько вариантов подвода воды к машинке.
Врезка с использованием обжимной муфты
Подключение подобным способом предполагает выполнение следующего порядка действий. Возьмите гнущийся шланг диаметром ¾ дюйма, обеспечьте его подсоединение с одной стороны к машине-автомат, другим концом – к заранее подготовленному отдельному вентилю.
В случае металлического водопровода он врезается при помощи обжимной муфты.
Конструкция подобного элемента состоит из двух половинок, которые по очереди надеваются на трубу, при этом стягивание производится болтами, а также резьбового отвода, на который в свою очередь необходимо накрутить кран (наилучший вариант – шаровый). Для подачи воды высверливаем прямо через муфту отверстие в водопроводе.
Врезка в металлопластик фитингом
Если у вас дома используются металлопластиковые трубы, рекомендовано применять для организации отвода стоков специальное изделие – тройник, именуемый фитингом. Для его монтажа вырежьте небольшой (с учетом размеров тройника) кусок трубы в определенном месте. В выполненный проем вставьте фитинг и присоедините к нему шаровый кран. Для исключения протечек обеспечьте уплотнение соединений резиновыми манжетами.
Другие методики подключения
Машину можно подключить к смесителю. Неудобен такой метод необходимостью каждый раз перед стиркой откручивать шланг смесителя.
Вариант более подходит, как временный. Если в одном помещении с техникой находится унитаз, то можно организовать подключение к трубе, подающей воду в сливной бак. При этом, вероятно, понадобится шланг достаточно большой длины, а для его подсоединения опять же используется тройник.
ВАЖНО! При сверлении или вырезке кусков труб не забудьте перекрыть водопровод!
Эксплуатация стиральной машины без водопровода
Можно ли использовать машинку-автомат, например, в дачном домике, где нет центрального водоснабжения? Ответ многих удивит — можно! Для подачи воды и нормального функционирования техники используется бак достаточно большого объема, находящийся на высоте не менее метра. От него подводим шланг к стиралке. То есть необходимо оборудовать своеобразную водонапорную башню в домашних условиях. Более затратным способом является приобретение специализированного насосного оборудования.
Как подсоединить стиралку к электропитанию
Итак, подвод чистой и отвод отработанной воды обеспечен.
Но без электричества запустить машинку не получится. Важно понимать, что стиральная машина-автомат является агрегатом, где одновременно используется вода и высокое напряжение. Помещение при этом может быть значительно увлажнено (ванная комната). Случайное взаимодействие влажности и электричества может привести к непоправимым и трагическим происшествиям. Поэтому при выполнении подключения к электросети лучше всего в очередной раз вспомнить об осторожности и безопасности.
Для начала ОБЯЗАТЕЛЬНО нужно заземлить распределительный щит. При этом используйте шину не тоньше 3 мм. Современные модификации бытовой техники для стирки предполагают подсоединение к трехпроводной розетке. При необходимости использования удлинителя выбирайте модель с заземляющими контактами.
Наилучший выход – организовать отдельный провод для подачи электропитания к машинке прямо от счетчика. Для этого рекомендуем обратиться за помощью к специалисту. Для большей безопасности не отказывайтесь от покупки устройства защитного отключения (УЗО).
ВАЖНО! Подсоединять шину заземления к отопительным батареям, водо- и газопроводам СМЕРТЕЛЬНО ОПАСНО!
Как отрегулировать ножки стиралки
Важная составляющая нормальной работы машины-автомат – ее ровное горизонтальное положение. В противном случае агрегат будет греметь, так как барабан будет касаться других элементов. При этом механизмы быстро изнашиваются и ломаются. Показатель максимально возможного отклонения составляет всего 2 градуса.
Чтобы установить стиральную машинку правильно, предусмотрена специальная конструкция ножек. С помощью подкручивания добиваемся идеального горизонтального расположения. Проверять результат можно с помощью строительного уровня.
ВАЖНО! Не подкладывайте под ножки кусочки резины, коврики, линолеум и деревянные бруски. Машинка должна стоять непосредственно на полу. Наилучший вид пола при этом – бетонный.
Как проверить готовность к эксплуатации
Осмотрите еще раз выполненные соединения и подключения, сверьтесь с инструкцией и произведите пробный пуск.
Для этого последовательно нужно совершить следующие действия:
- Выбрать режим стирки (можно какой-нибудь универсальный), белье при этом загружать не стоит.
- Запустить заполнение бака водой, засечь потраченное на наполнение до указанной отметки время и сверить полученные данные с инструкцией. Осмотрите соединения и подводящий шланг на наличие протечек. При необходимости устранить и опять включить машину.
- Спустя 5-8 мин. вода нагреется до необходимой температуры. Убедитесь, что во время работы отсутствуют какие-либо посторонние стуки, шумы и другие нетипичные звуки. Их наличие говорит о возможной неисправности. Большинство современных модификаций техники для стирки работает практически бесшумно.
- Проверить работу режима отжима, затем наблюдать за ходом слива воды.
На этом процедура проверки работоспособности стиралки окончена. Если все прошло хорошо, можно без проблем эксплуатировать технику. Но не стоит игнорировать установки производителя, изложенные в техническом паспорте устройства.
Надеемся, что приведенные рекомендации помогут вам самостоятельно подключить стиральную машину без особых усилий и сложностей. Теперь можно наслаждаться всеми прелестями использования домашней помощницы!
Ричард Фейнман и машина связи
Подпишитесь на наш блог для получения более интересных статей
У. Дэниела Хиллиса для Physics Today
Перепечатано с разрешения Phys. Сегодня 42 (2), 78 (1989). Авторское право 1989 г., Американский институт физики.
Photo by Faustin Bray
Однажды, когда я обедал с Ричардом Фейнманом, я упомянул ему, что планирую основать компанию по созданию параллельного компьютера с миллионом процессоров. Его реакция была однозначной: «Это определенно самая глупая идея, которую я когда-либо слышал». Для Ричарда безумная идея была возможностью либо доказать ее ошибочность, либо доказать ее правоту.
В любом случае, ему было интересно. К концу обеда он согласился провести лето, работая в компании.
Интерес Ричарда к вычислительной технике восходит к его дням в Лос-Аламосе, где он руководил «компьютерами», то есть людьми, которые управляли механическими калькуляторами. Там он сыграл важную роль в настройке некоторых из первых табулирующих машин с программируемыми подключаемыми модулями для физического моделирования. Его интерес к этой области возрос в конце 1970-х годов, когда его сын Карл начал изучать компьютеры в Массачусетском технологическом институте.
Я познакомился с Ричардом через его сына. Я был аспирантом в лаборатории искусственного интеллекта Массачусетского технологического института, и Карл был одним из студентов, помогавших мне с моим дипломным проектом. Я пытался спроектировать компьютер, достаточно быстрый для решения задач здравого смысла. Машина, как мы предполагали, будет содержать миллион крошечных компьютеров, соединенных коммуникационной сетью.
Мы назвали это «Машина связи». Ричард, всегда интересовавшийся деятельностью своего сына, внимательно следил за проектом. Он скептически отнесся к этой идее, но всякий раз, когда мы встречались на конференции или я приезжал в Калифорнийский технологический институт, мы не спали до утра, обсуждая детали планируемой машины. Первый раз, когда он, казалось, поверил, что мы действительно собираемся его построить, было собрание за обедом.
Ричард прибыл в Бостон на следующий день после регистрации компании. Мы были заняты сбором денег, поиском помещения для аренды, выпуском акций и т. д. Мы обосновались в старом особняке недалеко от города, и когда появился Ричард, мы все еще оправлялись от шока, вызванного получением первых нескольких миллионов долларов. долларов в банке. Никто не думал ни о чем техническом в течение нескольких месяцев. Мы спорили о том, как должна называться компания, когда Ричард вошел, отсалютовал и сказал: «Ричард Фейнман приступает к исполнению своих обязанностей.
Хорошо, босс, какое у меня задание?» Собравшаяся группа не совсем окончивших Массачусетский технологический институт была поражена.
После спешной частной беседы («Я не знаю, вы его наняли…») мы сообщили Ричарду, что его заданием будет консультирование по применению параллельной обработки в научных задачах.
«Похоже на бред,» сказал он. «Дайте мне что-нибудь реальное».
Итак, мы отправили его купить канцтовары. Пока его не было, мы решили, что часть машины, о которой мы больше всего беспокоимся, — это маршрутизатор, доставляющий сообщения от одного процессора к другому. Мы не были уверены, что наш дизайн сработает. Когда Ричард вернулся с покупки карандашей, мы дали ему задание проанализировать роутер. 9{12]$ провода. Вместо этого мы планировали соединить процессоры в 20-мерный гиперкуб, чтобы каждому процессору нужно было напрямую общаться только с 20 другими. Поскольку многие процессоры должны обмениваться данными одновременно, многие сообщения будут конкурировать за одни и те же провода.
Задача маршрутизатора состояла в том, чтобы найти свободный путь через эту 20-мерную пробку или, если он не мог, удержать сообщение в буфере, пока путь не освободится. Наш вопрос к Ричарду Фейнману заключался в том, предоставили ли мы достаточно буферов для эффективной работы маршрутизатора.
В течение первых нескольких месяцев Ричард начал изучать принципиальные схемы маршрутизаторов, как если бы они были объектами природы. Он был готов выслушать объяснения того, как и почему все работает, но в основном предпочитал разбираться во всем сам, моделируя работу каждой из цепей с помощью карандаша и бумаги.
Тем временем остальные из нас, счастливые, что нашли, чем занять Ричарда, занялись заказом мебели и компьютеров, наняли первых инженеров и договорились с Агентством перспективных исследовательских проектов Министерства обороны (DARPA) оплатить разработку первого прототипа. Ричард проделал замечательную работу, сосредоточившись на своем «задании», лишь изредка останавливаясь, чтобы помочь с проводкой в компьютерном зале, настроить механический цех, пожать руку инвесторам, установить телефоны и весело напомнить нам, какие мы все сумасшедшие.
Когда мы наконец выбрали название компании Thinking Machines Corporation, Ричард был в восторге. «Это хорошо. Теперь мне не нужно объяснять людям, что я работаю с кучей психов. Я могу просто сказать им название компании».
Техническая сторона проекта явно напрягала наши возможности. Мы решили упростить ситуацию, начав с 64 000 процессоров, но даже тогда объем работы был огромным. Нам пришлось разработать собственные кремниевые интегральные схемы с процессорами и маршрутизатором. Нам также приходилось изобретать механизмы упаковки и охлаждения, писать компиляторы и ассемблеры, придумывать способы одновременного тестирования процессоров и так далее. Даже такие простые проблемы, как соединение плат вместе, приобрели совершенно новый смысл при работе с десятками тысяч процессоров. Оглядываясь назад, если бы мы хоть немного понимали, насколько сложным будет проект, мы бы никогда не начали.
‘Организуйте этих парней’
Я никогда раньше не руководил большой группой, и я явно перестарался.
Ричард вызвался помочь. «Мы должны организовать этих парней, — сказал он мне. «Позвольте мне рассказать вам, как мы это сделали в Лос-Аламосе».
У каждого великого человека, которого я знал, было определенное время и место в их жизни, которое они использовали в качестве точки отсчета; время, когда все работало так, как предполагалось, и совершались великие дела. Для Ричарда это время было в Лос-Аламосе во время Манхэттенского проекта. Всякий раз, когда что-то шло не так, Ричард оглядывался назад и пытался понять, чем сейчас отличается от того, что было тогда. Используя этот подход, Ричард решил, что мы должны выбрать эксперта в каждой важной области машины, такой как программное обеспечение, упаковка или электроника, чтобы стать «лидером группы» в этой области, аналогично лидерам групп в Лос-Аламосе.
Вторая часть кампании Фейнмана «Давайте организуемся» заключалась в том, что мы должны начать серию регулярных семинаров с приглашенными докладчиками, у которых может быть интересное отношение к нашей машине.
Идея Ричарда заключалась в том, что мы должны сосредоточиться на людях с новыми приложениями, потому что они будут менее консервативны в отношении того, какой компьютер они будут использовать. На наш первый семинар он пригласил Джона Хопфилда, своего друга из Калифорнийского технологического института, чтобы он рассказал нам о своей схеме построения нейронных сетей. В 19В 83 году изучение нейронных сетей было таким же модным, как изучение экстрасенсорного восприятия, поэтому некоторые люди считали Джона Хопфилда немного сумасшедшим. Ричард был уверен, что отлично впишется в Thinking Machines Corporation.
То, что изобрел Хопфилд, было способом построения [ассоциативной памяти], устройства для запоминания паттернов. Чтобы использовать ассоциативную память, ее тренируют на серии паттернов, таких как изображения букв алфавита. Позже, когда в памяти появляется новый паттерн, она способна вспомнить аналогичный паттерн, который она видела в прошлом. Новое изображение буквы «А» будет «напоминать» память о другой «А», которую оно видело ранее.
Хопфилд понял, как такую память можно построить из устройств, похожих на биологические нейроны.
Похоже, что метод Хопфилда не только работал, но и хорошо работал на Connection Machine. Фейнман выяснил детали того, как использовать один процессор для имитации каждого из нейронов Хопфилда, с силой связей, представленной в виде чисел в памяти процессоров. Из-за параллельной природы алгоритма Хопфилда все процессоры могут использоваться одновременно со 100% эффективностью, поэтому машина соединений будет в сотни раз быстрее, чем любой обычный компьютер.
Алгоритм для логарифмов
Фейнман довольно подробно разработал программу для вычисления сети Хопфилда на машине соединений. Больше всего он гордился подпрограммой вычисления логарифмов. Я упоминаю его здесь не только потому, что это умный алгоритм, но и потому, что это особый вклад, который Ричард внес в основное направление компьютерных наук. Он изобрел его в Лос-Аламосе.
Рассмотрим задачу нахождения логарифма дробного числа от 1,0 до 2,0 (алгоритм можно без особого труда обобщить).
{-k]$ могла использоваться всеми процессорами. Все вычисления заняли меньше времени, чем деление.
Концентрация на алгоритме базовой арифметической операции была типичной для подхода Ричарда. Он любил детали. При изучении маршрутизатора он обращал внимание на действие каждого отдельного вентиля и при написании программы настаивал на понимании выполнения каждой инструкции. Он не доверял абстракциям, которые не могли быть напрямую связаны с фактами. Когда несколько лет спустя я написал статью о Connection Machine для журнала Scientific American, он был разочарован тем, что в ней упущено слишком много деталей. Он спросил: «Как кто-то должен знать, что это не просто куча дерьма?»
Настойчивое внимание Фейнмана к деталям помогло нам раскрыть потенциал машины для численных вычислений и физического моделирования. В то время мы были убеждены, что Connection Machine не будет эффективна при «обработке чисел», потому что первый прототип не имел специального оборудования для векторов или арифметики с плавающей запятой.
Оба они были «известны» как требования для обработки чисел. Фейнман решил проверить это предположение на проблеме, с которой он был хорошо знаком: квантовой хромодинамике.
Квантовая хромодинамика — это теория внутренней работы атомных частиц, таких как протоны. Используя эту теорию, в принципе можно вычислить значения измеримых физических величин, таких как масса протона. На практике для таких вычислений требуется столько арифметических операций, что самые быстрые компьютеры в мире могут работать годами. Один из способов сделать это вычисление — использовать дискретную четырехмерную решетку для моделирования сечения пространства-времени. Поиск решения включает в себя суммирование вкладов всех возможных конфигураций определенных матриц на звеньях решетки или, по крайней мере, некоторой большой репрезентативной выборки. (По сути, это интеграл Фейнмана по траекториям.) Сложность этого заключается в том, что вычисление вклада даже одной конфигурации включает в себя умножение матриц вокруг каждой маленькой петли в решетке, а количество петель растет пропорционально четвертой степени размер решетки.
Поскольку все эти умножения могут выполняться одновременно, существует множество возможностей, чтобы все 64 000 процессоров были заняты.
Чтобы выяснить, насколько хорошо это будет работать на практике, Фейнману пришлось написать компьютерную программу для КХД. Поскольку единственным компьютерным языком, с которым Ричард действительно был знаком, был Basic, он создал параллельную версию Basic, на которой написал программу, а затем смоделировал ее вручную, чтобы оценить, насколько быстро она будет работать на Connection Machine.
Он был взволнован результатами. «Эй, Дэнни, ты не поверишь, но твоя машина действительно может сделать что-то [полезное]!» Согласно расчетам Фейнмана, машина соединений, даже без специального оборудования для арифметики с плавающей запятой, превзошла бы машину, которую Калифорнийский технологический институт создавал для выполнения вычислений КХД. С этого момента Ричард все больше и больше подталкивал нас к рассмотрению численных приложений машины.
К концу лета 1983 года Ричард завершил свой анализ поведения маршрутизатора и, к нашему большому удивлению и удовольствию, представил свой ответ в виде набора дифференциальных уравнений в частных производных. Для физика это может показаться естественным, но для компьютерного разработчика рассматривать набор логических схем как непрерывную дифференцируемую систему немного странно. Уравнения маршрутизатора Фейнмана были в терминах переменных, представляющих непрерывные величины, такие как «среднее число битов 1 в адресе сообщения». Я гораздо больше привык рассматривать анализ с точки зрения индуктивного доказательства и анализа случаев, чем брать производную от «числа единиц» по времени. Наш дискретный анализ показал, что нам нужно семь буферов на чип; Уравнения Фейнмана предполагали, что нам нужно всего пять. Мы решили перестраховаться и проигнорировать Фейнмана.
Решение игнорировать анализ Фейнмана было принято в сентябре, но следующей весной мы уперлись в стену. Чипы, которые мы разработали, были слишком велики для производства, и единственным способом решить проблему было сократить количество буферов на чип до пяти.
Поскольку уравнения Фейнмана утверждали, что мы можем сделать это безопасно, его нетрадиционные методы анализа становились все лучше и лучше для нас. Мы решили пойти дальше и сделать чипы с меньшим количеством буферов.
К счастью, он был прав. Когда мы собрали чипы, машина заработала. Первой программой, запущенной на машине в апреле 1985 года, была игра Конвея «Жизнь».
Клеточные автоматы
Игра «Жизнь» является примером интересующего Фейнмана класса вычислений, названного [клеточными автоматами]. Подобно многим физикам, посвятившим свою жизнь последовательному переходу на все более низкие уровни атомарной детализации, Фейнман часто задавался вопросом, что находится на самом дне. Одним из возможных ответов был клеточный автомат. Идея состоит в том, что «континуум» на своих самых низких уровнях может быть дискретным как в пространстве, так и во времени, и что законы физики могут быть просто макро-следствием среднего поведения крошечных клеток. Каждая ячейка может быть простым автоматом, который подчиняется небольшому набору правил и общается только со своими ближайшими соседями, как вычисление решетки для КХД.
Если бы Вселенная действительно работала таким образом, то, по-видимому, это имело бы проверяемые последствия, такие как верхний предел плотности информации на кубический метр пространства.
Понятие клеточных автоматов восходит к фон Нейману и Уламу, которых Фейнман знал в Лос-Аламосе. Недавний интерес Ричарда к этому предмету был вызван его друзьями Эдом Фредкиным и Стивеном Вольфрамом, оба из которых были очарованы клеточно-автоматными моделями физики. Фейнман всегда спешил указать им, что он считает их конкретные модели «чудаковатыми», но, как и в случае с Connection Machine, он считал эту тему достаточно сумасшедшей, чтобы вложить в нее немного энергии.
Существует много потенциальных проблем с клеточными автоматами как моделью физического пространства и времени; например, найти набор правил, который подчиняется специальной теории относительности. Одна из самых простых задач — просто сделать физику такой, чтобы все выглядело одинаково во всех направлениях. Наиболее очевидный образец клеточных автоматов, такой как фиксированная трехмерная сетка, имеет предпочтительные направления вдоль осей сетки.
Можно ли реализовать даже ньютоновскую физику на фиксированной решетке автоматов?
У Фейнмана было предложенное решение проблемы анизотропии, которое он пытался (безуспешно) разработать в деталях. Его идея заключалась в том, что лежащие в основе автоматы могут быть связаны не в регулярной решетке, такой как сетка или узор из шестиугольников, а в случайном порядке. Волны, распространяющиеся через эту среду, будут в среднем распространяться с одинаковой скоростью во всех направлениях.
Клеточные автоматы начали привлекать внимание Thinking Machines, когда Стивен Вольфрам, который также работал в компании, предложил использовать такие автоматы не как модель физики, а как практический метод моделирования физических систем. В частности, мы могли бы использовать один процессор для моделирования каждой ячейки и правил, которые были выбраны для моделирования чего-то полезного, например гидродинамики. Для двумерных задач существовало изящное решение проблемы анизотропии, поскольку [Фриш, Хаслахер, Помо] показали, что гексагональная решетка с простым набором правил обеспечивает изотропное поведение на макроуровне.
Вольфрам использовал этот метод на Connection Machine для создания прекрасного фильма о турбулентном потоке жидкости в двух измерениях. Просмотр фильма заставил всех нас, особенно Фейнмана, увлечься физической симуляцией. Мы все начали планировать дополнения к оборудованию, такие как поддержка арифметики с плавающей запятой, которая позволила бы нам выполнять и отображать различные симуляции в реальном времени.
Объяснитель Фейнман
Тем временем у нас было много проблем с объяснением людям, что мы делаем с клеточными автоматами. Глаза, как правило, тускнели, когда мы начинали говорить о диаграммах переходов состояний и конечных автоматах. Наконец, Фейнман предложил нам объяснить это следующим образом:
«Мы заметили, что в природе поведение жидкости очень мало зависит от природы отдельных частиц в этой жидкости. Например, течение песка очень похоже на движение песка. поток воды или поток шарикоподшипников. Поэтому мы воспользовались этим фактом, чтобы изобрести тип воображаемой частицы, которую нам особенно легко смоделировать.
Эта частица представляет собой совершенный шарикоподшипник, который может двигаться за одну скорость в одном из шести направлений. Течение этих частиц в достаточно большом масштабе очень похоже на течение природных жидкостей».
Это было типичное объяснение Ричарда Фейнмана. С одной стороны, это приводило в ярость экспертов, работавших над проблемой, потому что в ней даже не упоминались все остроумные проблемы, которые они решили. С другой стороны, это радовало слушателей, поскольку они могли уйти от него с реальным пониманием явления и того, как оно связано с физической реальностью.
Мы попытались воспользоваться талантом Ричарда к ясности, заставив его критически оценить технические презентации, которые мы сделали в представлении наших продуктов. Перед коммерческим анонсом Connection Machine CM-1 и всех наших будущих продуктов Ричард критически оценивал запланированную презентацию предложение за предложением. «Не говорите «отраженная акустическая волна». Скажи [эхо]». Или: «Забудьте обо всех этих «локальных минимумах».
Просто скажите, что в кристалле застрял пузырь, и вам нужно его вытряхнуть». Ничто не злило его больше, чем то, что простое казалось сложным.
Иногда трудно было заставить Ричарда дать такой совет. Он притворялся, что ему не нравится работать над любой проблемой, выходящей за рамки его заявленной области знаний. Часто в Thinking Machines, когда его просили дать совет, он грубо отказывался со словами: «Это не мой отдел». Я так и не смог понять, что это был за его отдел, но это и не имело значения, так как большую часть времени он тратил на решение проблем «не моего отдела». Иногда он действительно сдавался, но чаще всего возвращался через несколько дней после своего отказа и замечал: «Я думал о том, о чем вы спрашивали на днях, и мне кажется…» Это срабатывало лучше всего. если бы вы были осторожны, чтобы не ожидать этого.
Я не хочу сказать, что Ричард не решался делать «грязную работу». На самом деле, он всегда был добровольцем для этого. Многие посетители Thinking Machines были шокированы, увидев, что у нас есть нобелевский лауреат, паяющий печатные платы или красящий стены.
Но что Ричард ненавидел или, по крайней мере, делал вид, что ненавидит, так это то, что его просили дать совет. Так почему люди всегда просили его об этом? Потому что даже когда Ричард ничего не понимал, казалось, он всегда понимал лучше, чем остальные из нас. И все, что он понимал, он мог заставить понять и других. Ричард заставил людей почувствовать себя ребенком, когда взрослый впервые обращается с ним как со взрослым. Он никогда не боялся говорить правду, и каким бы дурацким ни был твой вопрос, он никогда не заставлял тебя чувствовать себя дураком.
Очаровательная сторона Ричарда помогла людям простить его непривлекательность. Например, во многом Ричард был сексистом. Всякий раз, когда приходило время для его ежедневной тарелки супа, он оглядывался в поисках ближайшей «девушки» и спрашивал, не принесет ли она его ему. Неважно, была ли она поваром, инженером или президентом компании. Однажды я спросил женщину-инженера, которая только что стала жертвой этого, беспокоит ли ее это.
«Да, это действительно меня раздражает», — сказала она. «С другой стороны, он единственный, кто когда-либо объяснял мне квантовую механику так, как будто я мог ее понять». В этом заключалась суть обаяния Ричарда.
Своеобразная игра
Следующие пять лет Ричард работал в компании время от времени. Со временем к машине были добавлены аппаратные средства с плавающей запятой, и по мере того, как машина и ее преемники пошли в коммерческое производство, они все больше и больше использовались для задач численного моделирования, которые Ричард впервые применил в своей программе QCD. Интерес Ричарда сместился с конструкции машины на ее применение. Как оказалось, создание большого компьютера — хороший повод поговорить с людьми, которые работают над одними из самых интересных научных проблем. Мы начали работать с физиками, астрономами, геологами, биологами, химиками — каждый из них пытался решить какую-то проблему, которую раньше было невозможно решить. Выяснение того, как выполнять эти вычисления на параллельной машине, требует понимания деталей приложения, а это как раз то, чем любил заниматься Ричард.
Для Ричарда решение этих проблем было чем-то вроде игры. Он всегда начинал с самых простых вопросов, например: «Какой самый простой пример?» или «Как узнать, правильный ли ответ?» Он задавал вопросы до тех пор, пока не сводил проблему к какой-то важной головоломке, которую, как он думал, он сможет решить. Затем он принимался за работу, строчил в блокноте и смотрел на результаты. Пока он был в процессе решения такого рода головоломок, его невозможно было прервать. «Не надоедай мне. Я занят», — говорил он, даже не поднимая глаз. В конце концов он либо решал, что проблема слишком сложна (в этом случае он терял интерес), либо находил решение (в этом случае он проводил следующий день или два, объясняя ее всем, кто слушал). Таким образом, он работал над проблемами поиска в базе данных, геофизического моделирования, сворачивания белков, анализа изображений и чтения страховых форм.
Последний проект, над которым я работал с Ричардом, касался имитации эволюции. Я написал программу, моделирующую эволюцию популяций существ, размножающихся половым путем, на протяжении сотен тысяч поколений.
Результаты были неожиданными, поскольку приспособленность популяции прогрессировала внезапными скачками, а не ожидаемым устойчивым улучшением. В палеонтологической летописи есть некоторые свидетельства того, что реальная биологическая эволюция также может проявлять такое «прерывистое равновесие», поэтому мы с Ричардом решили более внимательно изучить, почему это произошло. К тому времени он почувствовал себя плохо, поэтому я отправился и провел с ним неделю в Пасадене, и мы разработали модель эволюции конечных популяций, основанную на уравнениях Фоккера-Планка. Когда я вернулся в Бостон, я пошел в библиотеку и нашел книгу Кимуры на эту тему, и, к моему большому разочарованию, все наши «открытия» были изложены на первых нескольких страницах. Когда я перезвонила и рассказала Ричарду, что нашла, он был в восторге. «Эй, мы поняли это правильно!» он сказал. «Неплохо для любителей».
Оглядываясь назад, я понимаю, что почти во всем, над чем мы работали вместе, мы оба были любителями. В цифровой физике, нейронных сетях, даже параллельных вычислениях мы никогда не понимали, что делаем.
Но вещи, которые мы изучали, были настолько новыми, что никто другой точно не знал, что они делают. Успеха добились любители.
Рассказывать хорошие вещи, которые вы знаете
Я помню наш разговор примерно за год до его смерти, когда мы гуляли по холмам над Пасаденой. Мы шли по незнакомой тропе, и Ричард, восстанавливающийся после серьезной операции по поводу рака, шел медленнее, чем обычно. Он рассказывал длинную и забавную историю о том, как он читал о своей болезни и удивлял своих врачей, предсказывая их диагноз и свои шансы на выживание. Я впервые услышал, как далеко зашел его рак, поэтому шутки не казались такими забавными.
Я колебался. «Мне грустно, потому что ты умрешь».
— Да, — вздохнул он, — меня это тоже иногда раздражает. Но не так сильно, как ты думаешь. И после еще нескольких шагов: «Когда вы станете такими же старыми, как я, вы начнете понимать, что все равно рассказали большую часть хороших вещей, которые вы знаете, другим людям».
Несколько минут мы шли молча. Потом мы подошли к месту, где пересекалась еще одна тропа, и Ричард остановился, чтобы осмотреть окрестности. Внезапно улыбка осветила его лицо. «Эй, — сказал он, забыв все следы печали, — держу пари, я могу показать тебе лучшую дорогу домой».
Так он и сделал.
Посетите главную страницу или подпишитесь на наш блог.
Тамико Тиль:Устройство связи
o Главная страница
o CM Legacy: Technology
o CM-1/CM-2 Design Legacy
o Статьи
o Галереи изображений
o «Фейнман»
Футболка СМ-1
[ Портфолио
]
Соединительные машины CM-1 и CM-2
Музей современного искусства Нью-Йорка приобретает CM-2 для своей постоянной коллекции дизайна
Спустя тридцать лет после запуска в 1987 году CM-2 выставлен в рамках выставки:
«Мыслящие машины: искусство и дизайн в компьютерную эпоху, 1959–1989»
MoMA NY, 13 ноября 2017 г.
– 8 апреля 2018 г.
Я участвовал в панельной дискуссии в MoMA 14 ноября 2017 г.:
«Мыслящие машины: вечер с Берил Корот, Забет Паттерсон и Тамико Тиль»
Смотреть запись > здесь
См. также страницы о Наследии дизайна CM-1/CM-2 и нерассказанную историю о том, как
Connection Machine изменила представление Стива Джобса о потенциале дизайна.
1986: Первый коммерческий суперкомпьютер с искусственным интеллектом, созданный по образцу человеческого мозга
.
Что позволило процессорам обмениваться данными быстрее, чем предыдущие конструкции SIMD, так это внутренняя сеть, 12-мерная логическая структура из n кубов, предложенная Нобелевским лауреатом по физике Ричардом Фейнманом, который провел лето, работая с нами. В этой жестко запрограммированной физической структуре данные программного обеспечения структуры для связи и передачи данных между процессорами могут изменяться по мере необходимости в зависимости от по характеру проблемы. Связи между процессорами были важнее чем сами процессоры, отсюда и название «Connection Machine».
В 1987 году CM-1 был заменен более мощным CM-2 в том же корпусе и с аналогичной архитектурой. В 1991 году конструкция гиперкуба CM-1/CM-2 была заменена CM-5 с совершенно другой формой и архитектурой. Каждый в свое время получил престижную премию Гордона Белла как самый мощный суперкомпьютер в мире, CM-2 в 1989 году и CM-5 в 1993 году.
Внешний вид соединительных машин CM-1/CM-2:
С 1983 по 1985 год я руководил упаковкой и промышленным дизайном
Connection Machine CM-1 в Thinking Machines Corporation, работающая с консультантами по промышленному дизайну.
Аллен Хоторн и Гордон Брюс, а также консультант по машиностроению Тед Билодо. СМ-2, выпущенный
в 1987 году был более продвинутый преемник (включая оборудование с плавающей запятой), содержащийся в том же физическом пакете.
Форма машины должна была отражать как ее функции, так и увлечения ее создателей: мечта о создании «Machina Sapiens», нового рода живых мыслящих машин. Описание истории дизайна, теории и концепций визуального дизайна см. в моей статье:
- Тиль, Тамико. «Дизайн
of the Connection Machine» (pdf или html) в Design Issues , MIT Press, Cambridge, MA, Vol. 10, No. 1, Spring 1994. pp. 5-18.
Переиздано в книга «Спроектированный мир: образы, объекты, среды». Редакторы: Ричард Бьюкенен, Деннис Дордан и Виктор Марголин, 2010 г.
Как Connection Machine вдохновила Стива Джобса:
Моя давняя подруга Джоанна Хоффман была менеджером по маркетингу первого Macintosh и компьютера NeXT, а также «правой рукой» Стива Джобса, как ее изобразила Кейт Уинслет в фильме «Стив Джобс».
В 19В 86-м году, когда вышла Connection Machine, Джобс попросил ее нанять дизайнера для создания его нового компьютера NeXT. На что Джоанна ответила: «Слишком поздно, Тамико уехала в Европу, чтобы стать художницей!» Но машина произвела на него неизгладимое впечатление, и с этого момента конструкции Джобса стали не просто полезными — они стали визуально возвышенными.
См. «Устаревшие конструкции CM-1/CM-2» >>
Профессор Йельского университета Дэвид Гелернтер описывает КМ как скульптуру:
«Были даже герои компьютерного дизайна: параллельные суперкомпьютеры CM-1 и CM-2 1980-х годов, разработанные командой под руководством Тамико Тиля, были элегантными и очаровательными. В Йельском университете посетители часто останавливались в машинном зале, чтобы полюбоваться вещь так же, как скульптура «. Гелернтер, Дэвид. «За пределами серого ящика», журнал ID, Vol. 45 № 2, март/апрель 1998 г., стр. 60.
Наследие машин подключения — нерассказанная история в истории ИИ
В начале/середине 1980-х как ИИ, так и параллельная обработка считались интересными только для ученых из башни из слоновой кости, а не для реальных вычислений и решения проблем.
Однако радикально новый подход Дэнни Хиллиса к вычислениям привлек ученых к Thinking Machines, которые увидели ценность и перспективность вычислительной парадигмы, сосредоточенной на структурах, необходимых для самих данных, а не на все более и более быстрых последовательных процессорах.
Временные рамки «Сегодняшняя история ИИ» не включают работу, которую Дэнни и другие ученые проделали в «Мыслящих машинах» и «Машинах связи». Их вклад был забыт. Но мои интервью с несколькими коллегами показывают, как идеи, методы программирования, программное и аппаратное обеспечение сформировали технологии современного мира. Несколько примеров:
- Нобелевский физик Ричард Фейнман использовал Connection Machine для работы над своими основополагающими идеями для новой области: квантовых вычислений.
Брюстер Кале рассказывает о своем термине «Большие данные» и о том, как он использовал Connection Machine для разработки первой поисковой системы на естественном языке.
Дэнни Хиллис рассказывает о том, как Google стала первой в мире компанией по поиску и искусственному интеллекту, сначала используя методы параллельного программирования, которые Сергей Брин изучил на Connection Machine, а затем с приобретением последующей компании Дэнни MetaWeb, чей технический директор Джон Джаннандреа теперь является Google глава ИИ.
Даже аппаратное обеспечение, обеспечивающее глубокое обучение сегодня, состоит из чипов, которые по сути являются миниатюрными машинами подключения, как и графические процессоры, созданные nVidia, которые обеспечивают успех виртуальной реальности сейчас, 30 лет спустя.
См. интервью «Connection Machine Tech Legacy» >>
Существующие машины:
На пике своего развития я слышал, что в 70 установках по всему миру использовались различные машины соединения (CM-1, CM-2, CM-2a, CM-200 и преемник CM-5 в совершенно другом корпусе).