Cray-1

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 28. prosince 2017; kontroly vyžadují 39 úprav .

Cray-1  je legendární superpočítač navržený Seymourem Crayem a postavený společností Cray Research Inc. v roce 1976. Špičkový výkon stroje je 133 Mflops .

Cray-1 je první superpočítač od Cray Research , který založil „otec superpočítačů“ Seymour Cray poté, co opustil CDC.

Historie vytvoření

Počínaje rokem 1972 s novým počítačem vzal Cray v úvahu chyby svého předchozího neúspěšného CDC 8600 , stejně jako klady a zápory konkurenčního CDC STAR-100

Nejprve se vyhnul tranzistorům ve prospěch integrovaných obvodů (IC), které poskytovaly logickou hustotu s vysokou spolehlivostí, které nebylo možné dosáhnout s tranzistory. To umožnilo zvýšit čas na takt na 12,5 ns (80 MHz) bez ztráty výkonu, namísto ambiciózních 8 ns (125 MHz) v CDC 8600. Za druhé, opustil víceprocesorový systém ve prospěch vektorového procesoru , jako konkurenční projekt CDC STAR-100.

Dále Cray vzal v úvahu nedostatky STAR-100. Počítač potřebuje během provádění programu provádět vektorové i skalární výpočty. STAR-100 vykazoval vysokou rychlost ve vektorových výpočtech, ale byl pomalý ve skalárních. Síla STAR-100 se proto projevila pouze ve speciálních úlohách, kde bylo vyžadováno zpracování velkého množství dat. Pro Cray-1 postavil Seymour Cray procesor, který rychle prováděl jak skalární, tak vektorové výpočty. Toho bylo dosaženo vytvořením tzv. "vektorových registrů" - malých paměťových modulů, které byly umístěny blízko procesoru a pracovaly velmi rychle (ale byly velmi drahé). Centrální procesor tedy přebíral data z registrů a zapisoval data také do registrů, přičemž implementoval nový princip práce s pamětí „registr-registr“, zatímco CDC STAR-100 používal starý způsob práce s pamětí – „načíst -store", to je přímé čtení a zápis do paměti (což bylo pomalé). CDC STAR-100 používal feromagnetická jádra pro hlavní paměť, zatímco Cray-1 používal polovodiče pro paměť. Kromě toho byl CDC STAR-100 zkonstruován tak, aby byl kompatibilní s předchozími modely společnosti CDC 6600 a CDC 7600 , zatímco Cray-1 začínal na nové desce a nemusel být kompatibilní s předchozími modely, což Crayův úkol značně ztěžovalo. jednodušší. V roce 1974 ukázaly první testy stroje výkon 80 MFLOPS.

Architektura Cray-1

RAM od 1 do 4 megaslov, velká sada registrů procesoru, skládající se ze skupiny vektorových registrů 64 prvků, blok skalárních registrů, blok adresních registrů. Každá skupina registrů je spojena se svým pipeline procesorem.

Tento systém mohl provádět skalární operace s vektorovými daty, adresami, čísly s pohyblivou řádovou čárkou (řád - 15, mantisa  - 49). Rychlost - 180 milionů operací za sekundu s pohyblivou řádovou čárkou. Toto letadlo používá příkazy 16 nebo 32 bitů. V krátkých příkazech je operačnímu kódu přiděleno 7 bitů, 3 pole adresy po 3 bitech, každé určovalo číslo registru pro uložení operandů. V dlouhých - 22 bitů, abyste mohli najít operand v obecném poli OP. Jeden z registrů určuje délku vektoru, druhý - registr masky.

Centrální procesor Cray-1 se skládal z 500 desek plošných spojů, z nichž každá měla na obou stranách 144 mikroobvodů. Celkem bylo získáno 144 000 mikroobvodů, které byly chlazeny freonem. Pro lepší chlazení a cirkulaci freonu v chladicím systému byl centrální procesor vyroben ve stylu „věže“ s 12 sloupci uspořádanými do tvaru oblouku o délce 270 stupňů (ve tvaru písmene „C“ – od "Cray", při pohledu shora) a chladicí systém byl umístěn na základně této věže. Vznikl tak charakteristický, originální a rozpoznatelný vzhled počítače připomínající pohovku.

Stroj byl nabízen ve třech verzích: A, B a C, které se od sebe lišily pouze velikostí paměti: 1 milion slov, 500 tisíc slov a 250 tisíc slov. Z těchto modifikací byly skutečně prodány pouze Cray-1A a Cray-1B. Cray-1C nikdy nenašel kupce, a proto nebyla postavena ani jedna instance této úpravy.

Úspěch na trhu

V roce 1975 společnost představila veřejnosti počítač Cray-1. Nadšení pro stroj bylo takové, že mezi laboratořemi Los Alamos a Livermore  – hlavními spotřebiteli ultrarychlých počítačů v té době – se rozpoutala skutečná tajná válka. Každá z laboratoří prostřednictvím své lobby v americkém ministerstvu energetiky naplnila cenu vozu a všemožně zabránila svému konkurentovi v nákupu prvního exempláře. Nakonec zvítězila Los Alamos National Laboratory a v březnu 1976 [1] obdržela kopii s pořadovým číslem 001 na 6 měsíců k testování. Programátoři laboratoře dali vozu nadšené recenze a na základě těchto recenzí bylo prvním oficiálním zákazníkem Cray-1 v roce 1977 americké Národní centrum pro výzkum atmosféry , které zaplatilo 8,86 milionu dolarů (7 955 000 dolarů za auto plus 1 milion dolarů za disky). ). Stroj vstoupil do střediska 11. července 1977 [2] a do služby vstoupil v prosinci 1977, kde nahradil stárnoucí a přepracovaný CDC 7600 a pracoval ve středisku až do roku 1989. [3] Zákazníci si mohli Cray-1 pronajmout za 210 500 $ měsíčně [4] , 1 hodina práce na Cray-1 stála 7 500 $. [5]

Národní centrum pro výzkum atmosféry při nákupu počítače požadovalo, aby byl do stroje přidán modul pro opravu chyb. Po dlouhé diskusi s tím Cray souhlasil. Z tohoto důvodu jsou všechny stroje Cray-1 kromě sériového čísla 001 o 4 palce vyšší a obsahují 8 dalších modulů na stojan. Sériové číslo 001 po práci v Los Alamos využívalo Cray Research po celém světě jako dočasný počítač, na kterém mohl zákazník trénovat při čekání na doručení své kopie. Sériové číslo 001 ukončil svou kariéru ve Velké Británii v květnu 1989.

Instance stroje se sériovým číslem 002 byla ponechána společnosti Cray Research, když byly objeveny problémy s pamětí ve stroji prodaném do Los Alamos. Livermore National Laboratory zakoupila 4 stroje Cray-1 v roce 1978.

trhu superpočítačů byly START -100 a Cyber®76 od CDC , TI ASC od Texas Instruments , ILLIAC IV Burroughs , IBM 370/195 , STARAN od Aerospace a Hypercube od IMS Associates[4] Na základě předchozích zkušeností vedoucí pracovníci Cray Research odhadli, že budou schopni prodat ne více než tucet strojů Cray-1. Celkem bylo od roku 1975 do roku 1984 prodáno 61 strojů Cray-1 [6] , což s sebou přineslo velký finanční úspěch a porážku konkurentů: po vstupu na trh Cray-1 společnost Texas Instruments přestala prodávat svůj stroj TI ASC a již nikdy neobchodovala se superpočítači se CDC podařilo prodat pouze 4 stroje CDC STAR-100 a IBM ztratilo zájem o trh se superpočítači.

Další vývoj

V roce 1985 Cray představil model další generace, Cray-2 . Zatímco Seymour Cray pracoval na Cray-2 5 let , v roce 1982 paralelní tým inženýrů vedený Stevem Chenem postavil Cray X-MP multiprocesorový počítač založený na Cray-1 .

Software

V roce 1978 byl pro Cray-1 vydán první standardní softwarový balíček, který se skládal ze tří hlavních produktů:

Operátoři

Počítače Cray-1 ve vládních výzkumných institucích USA [9]
Operátor množství Účel
Národní laboratoř Los Alamos 5 vývoj jaderných zbraní
Národní laboratoř Livermore čtyři vývoj jaderných zbraní
Sandia National Laboratories 2 vývoj jaderných zbraní
Laboratoř leteckých zbraní jeden vojenský výzkum
Národní centrum pro výzkum atmosféry jeden výzkum atmosféry
Národní bezpečnostní agentura 2 zpravodajské zpracování, kryptografická analýza
Výzkumné centrum NASA Ames jeden aerodynamické studie
Výzkumné centrum NASA Lewis jeden dynamika tekutin
University of Minnesota jeden základní výzkum

Uživatelé

Pro představu o tom, k jakým účelům byly počítače používány, uvádíme seznam uživatelů:

Seznam uživatelů stroje [10]

Muzea

Fotografie Cray-1

Viz také

Poznámky

  1. ↑ Časopis Cray Chips 7. září 1989 . Získáno 31. července 2013. Archivováno z originálu 5. května 2015.
  2. ↑ The Cray-1: Není to váš běžný superpočítač (downlink) . Získáno 6. června 2013. Archivováno z originálu 5. května 2015. 
  3. ↑ CRAY 1-A: 1977-1989 Archivováno 7. června 2015 na Wayback Machine v SCD Supercomputer Gallery
  4. ↑ 12 Computerworld, 11. července 1977 . Získáno 2. října 2017. Archivováno z originálu 13. září 2018.
  5. ↑ PC Magazine, 15. května 1984, s.124 . Získáno 2. října 2017. Archivováno z originálu 13. září 2018.
  6. ↑ Nejlepší týmový hráč. Design News 6. března 1995 (odkaz není k dispozici) . Získáno 3. června 2013. Archivováno z originálu 5. května 2015. 
  7. ↑ Dokumentace CAL archivována 3. července 2013 na Wayback Machine na bitsavers.org
  8. ↑ Dokumentace CFT archivována 3. července 2013 na Wayback Machine na bitsavers.org
  9. ↑ Soni, AH Research Needs In Supercomputing Archivováno 8. dubna 2017 na Wayback Machine . // Počítače ve strojírenství  : dvouměsíčník Americké společnosti strojních inženýrů . — NY: Springer-Verlag New York, Inc. , březen 1986. - Sv. 4 - ne. 5 - S. 41 - ISSN 0745-9726.
  10. ↑ Seznamy zákazníků AFWL předložené Carol C. Warnerovou, United Information Services, Inc., ředitelkou pro vztahy s federální vládou . Washington, DC: United Telecommunications, Inc. , 18. srpna 1982. - S. 780-787 - 787 s.
  11. ↑ Cray-1, sériové číslo 003 Archivováno 5. května 2015 na Wayback Machine , získané v roce 1977 americkým Národním centrem pro výzkum atmosféry
  12. ↑ Cray-1A, sériové číslo 006 Archivováno 3. července 2013 ve Wayback Machine , pracující v Livermore National Laboratory
  13. ↑ Cray-1A, sériové číslo 009, zakoupený společností SAAB Aerospace z druhé ruky v roce 1983 a instalován v Národním superpočítačovém centru v Linkopingu , archivováno 6. ledna 2011.
  14. ↑ Prezentace SAAB . Získáno 16. února 2013. Archivováno z originálu 5. května 2015.
  15. ↑ Univerzitní prezentace . Získáno 16. února 2013. Archivováno z originálu 26. března 2010.
  16. ↑ Cray-1A S/n 011 Archivováno 3. března 2016. , získané v roce 1979 British Atomic Weapons Establishment (AWE)
  17. ↑ Cray-1A, sériové číslo 038 Archivováno 18. února 2012 ve Wayback Machine , pracující v Livermore National Laboratory

Literatura

Odkazy

 Cray vývoj
Cray Research
Společnost Cray Computer Corp.
  • Cray-3
  • Cray-3/SSS
  • Cray-4
Cray Research Superservers
Společnost Cray Inc.
Software