Однако от названия «Плантация» пришлось отказаться. Выяснилось, что президентская администрация уже задействовала это слово для обозначения операции по перебазированию президента на случай возникновения чрезвычайной ситуации. В конечном итоге компьютерную систему окрестили «Урожай», решив, что урожай — это тоже неотъемлемая составная часть любой плантации.
Интересно отметить, что Кульбак, который возглавлял департамент АНБ, занимавшийся разработкой компьютеров, не испытывал большого энтузиазма в отношении перспектив использования компьютеров для решения дешифровальных задач. По воспоминаниям Кемпейна, Кульбак никогда не вмешивался в работу разработчиков, не чинил им препятствий. Просто он не был энтузиастом компьютерного направления в дешифровании.
В 1955 году корпорация «ИБМ» приступила к разработке своего самого амбициозного компьютера «ИБМ 7030». Покупателей на него нашлось всего два — АНБ и Комиссия по атомной энергетике (КАЭ). В апреле 1958 года АНБ и КАЭ утвердили окончательный проект «ИБМ 7030». Пять лет спустя в АНБ был установлен первый изготовленный экземпляр «ИБМ 7030». Разработка и производство «ИБМ 7030» оказались убыточными «ИБМ», что породило там настороженное отношение к суперкомпьютерам, и на долгое время лидерство в области их создания захватила компания «Крей».
«ИБМ 7030» стал супермозгом компьютерной системы «Урожай». К нему были подключены вспомогательные устройства, составлявшие половину всего оборудования «Урожая». Одним из них было так называемое «Звено поточной обработки» («ЗПО»), предназначенное для ускорения выполнения трудоемких дешифровальных операций. Другое предоставляло удаленный доступ к «Урожаю» через несколько десятков удаленных терминалов. По некоторым оценкам, «Урожай» по своей производительности превосходил серийно выпускаемые компьютеры в 50-200 раз.
Во время Второй мировой войны в распоряжении «ОП-20Г» была дешифровальная машина, способная проверять полторы тысячи ключей к немецкой шифровальной машине «Энигма» в секунду в поисках ключа, который позволил бы прочесть перехваченную шифровку немцев. С использованием «ЗПО» число проверяемых ключей возросло до 3 миллионов в секунду— впечатляющий прирост производительности! Менее 4 часов требовалось «ЗПО», чтобы обработать порядка 7 миллионов шифровок длиной до 500 символов, отыскивая в этих шифровках любое из 7 тысяч ключевых слов типа «субмарина» или «батальон» — то есть, в среднем 30 тысяч перехваченных сообщений в минуту.
Для доставки перехваченных сообщений со станций перехвата по всему миру для обработки в штаб-квартиру АНБ служила высокоскоростная система связи. Она была введена в эксплуатацию в конце 1941 года и с тех пор неоднократно модернизировалась. В середине 1960-х годов ее пропускная способность составляла 25 миллионов слов в день.
В 1957 году перехваченные сообщения поступали из АНБ в администрацию президента США в обработанном виде в среднем примерно через 9 часов после того, как они были перехвачены. Президент Эйзенхауэр потребовал, чтобы это время было сокращено до десятков минут. Через месяц на совещании в Белом доме с участием Эйзенхауэра выступил Торделла с предложениями по созданию системы передачи особо важной разведывательной информации — КРИТИКОММ. Эйзенхауэр одобрил предложения Торделлы, и в результате через полгода время доставки радиоразведывательной информации на стол президенту США сократилось до 50 минут. Еще через полгода это время упало до 13 минут, а в конечном итоге оно стало составлять от 3 до 5 минут.
Когда «Урожай» был введен в эксплуатацию, мало кто осознавал блестящее будущее, которое ему было уготовано. Это была громоздкая компьютерная система, которая своей сложностью в обращении ставила в тупик самые светлые умы в АНБ. Нередко можно было услышать насмешливые реплики в адрес «Урожая» со стороны сотрудников АНБ типа «Он — само совершенство, но работать не может». Но после того, как дешифровальщики осознали потенциальные возможности «Урожая» в своей работе, он стал их верным помощником на протяжении целых 14 лет: АНБ перешло на использование более совершенных чем «Урожай» компьютерных систем только в 1976 году.
По мере того, как компьютеры становились все более полезными и при разработке шифров, и при их взломе, возникли опасения, что СССР создаст собственные компьютерные системы, которые превзойдут по своим возможностям американские. Полученная информация вселяла оптимизм: в конце 1950-х годов в США функционировали порядка 3 тысячи компьютеров, десятая часть которых представляла собой суперкомпьютеры стоимостью более миллиона долларов. СССР же имел в своем распоряжении всего 400 компьютеров, из которых только 50 обладали высокой производительностью. И хотя советский электроламповый компьютер «М-20» по быстродействию был сравним с американским «ИБМ 709», положение резко изменилось с развитием компьютерного производства на основе полупроводниковых технологий. По оценкам АНБ, СССР мог догнать США в этой области только через 2–3 года и только при условии, что мобилизует все имевшиеся у него ресурсы. Признаков, что это произойдет в ближайшее время и что в СССР ведется работа над проектом, подобным американской «Молнии», замечено не было.
После того, как «Урожай» отслужил свое и был заменен другими компьютерными системами, суперкомпьютерный центр АНБ, подобно человеческому мозгу, в котором есть правое и левое полушария, оказался разделен на две части. Их назвали «Карильон» и «Магнетит». Сначала «Карильон» включал в себя компьютеры «ИБМ 360», которые затем были заменены на «ИБМ 3033». А «Магнетит» состоял из единственного суперкомпьютера «Крей-1». Он был сделан из 200 тысяч интегральных схем, 3400 печатных плат и более 100 километров медного провода, которые были размещены так компактно, что если бы не мощное фреоновое охлаждение, немедленно бы расплавились из-за выделяемое при работе тепла.
«Крей-1» был разработан американским инженером Сеймуром Креем, начавшим свою карьеру в 1951 году после окончания Миннесотского университета в компании под названием «Инженерная исследовательская ассоциация». Она занималась производством дешифровальных машин для военно-морских сил США. Компанию возглавлял будущий заместитель директора АНБ Говард Энгстром. Крей мечтал о том, чтобы построить суперкомпьютер, который был бы способен выполнять от 150 до 200 миллионов операций в секунду. Такой суперкомпьютер по своему быстродействию в сотни раз превосходил бы серийно выпускаемые компьютеры своего времени.
В 1976 году Крей осуществил свою мечту. Первый экземпляр «Крея-1» был установлен в суперкомпьютерном центре АНБ. В 1985 году его сменил «Крей-2». Внешне он походил на предмет обстановки из борделя, а не на суперкомпьютер из правительственного агентства по взлому шифров. В АНБ «Крей-2» прозвали «Пузырьки», поскольку для его охлаждения использовалась пузырящаяся жидкость, изготовленная на основе фтора.
Во второй половине 1980-х годов среди разработчиков суперкомпьютеров началась настоящая гонка за право именовать свое детище самым быстрым суперкомпьютером в мире. Наибольшее беспокойство в АНБ вызывали японские производители суперкомпьютеров и комплектующих для них. Американская суперкомпьютерная промышленность зависела от японцев в том, что касалось основных компонентов, из которых изготавливались суперкомпьютеры— таких как, например, микросхемы. Это стало следствием сворачивания производства полупроводниковых элементов в США в 1980-е годы. В результате в 1986 году АНБ оказалось почти в полной зависимости от японской компании «Киосера», которая производила компоненты для 171 из 196 микросхем, использовавшихся для изготовления суперкомпьютеров в США. При самом худшем варианте развития событий японцы могли сократить или вовсе прекратить поставку в США своих компонентов, и тогда американцы отстали бы на десятилетия от своих заокеанских соперников в области изготовления суперкомпьютеров.
Озабоченное такой неблагоприятной возможностью, АНБ построило собственное промышленное предприятие по производству микроэлектронных компонентов— Лабораторию специальных технологий. Она приступила к выпуску микросхем в 1991 году. Тем самым АНБ решило еще одну проблему— сохранение в строжайшем секрете информации об электронных компонентах, которые использовались при создании специализированных устройств для взлома шифров. Эти компоненты— так называемые специализированные интегральные схемы (СИС) — зачастую являлись ядром дешифровальных систем. С помощью всего лишь одной СИС можно было запросто реализовать алгоритм функционирования любой зарубежной шифрсистемы. Такая СИС ни при каких обстоятельствах не должна была попасть в чужие руки. Поэтому в Лаборатории специальных технологий для СИС был придуман механизм самоуничтожения: их покрывали защитным слоем, попытка снять который приводила к разрушению микросхемы.
