7439
17
Cray-1 - легендарный суперкомпьютер спроектированный Сеймуром Крэйем и созданный компанией Cray Research Inc. в 1976 году. Пиковая производительность машины - 133 Мфлопса. Cray ознаменовал начало суперкомпьютерной эры, стал символом успешности заполучивших его компаний и примером для подражания среди производителей-конкурентов.
Наиболее интересная часть - это АНАТОМИЯ СУПЕРКОМПЬЮТЕРА
Одной из инженерных задумок Крэя на стадии проектирования являлось использование в Cray-1 всего трех типов интегральных схем: элементов логики, чипов оперативной памяти и регистров, что позволяло значительно повысить надежность и отказоустойчивость системы. Впрочем, общее количество микросхем в системе в итоге достигло 350 тысяч штук, и, чтобы упаковать такое количество в сравнительно небольшой корпус, Крею и его инженерам пришлось изрядно потрудиться.
×
В итоге они решили объединить индивидуальные двухсторонние печатные платы в модули с размерами 15х23 см. Каждый модуль содержал пять слоев: на двух внешних с обеих сторон располагались микросхемы, общее количество которых доходило до 288 штук, тогда как три внутренние платы предназначались исключительно для обеспечения электрических соединений между ними. Еще на этапе проектирования суперкомпьютера создатели подразумевали, что модуль будет «одноразовым»: при выходе из строя хотя бы одной микросхемы его заменяли работоспособным, ремонт вышедшего из строя компонента системы не предусматривался. Всего в Cray-1 было использовано 113 различных комбинаций модулей общей численностью 1662 штук.
Вставлялись в такие слоты.
Крей прекрасно понимал, что одним из главных лимитирующих факторов в компьютерных системах является скорость, с которой электрический сигнал перемещается посредством соединительных проводов: чем они длиннее, тем больше время задержки. Решение проблемы конструктор видел в придании новому компьютеру многогранной формы, благодаря чему сокращалась длина проводов, а также увеличивалась плотность расположения компонентов системы. В довершение к этому центральный процессор Cray-1 был со всех сторон окружен чипами оперативной памяти, в результате чего время доступа к каждому из них было одинаковым.
И содинялись.
Для соединения электронных модулей были применены провода трех типов – 30, 60 и 120 см длины, время прохождения электрического сигнала в которых составляло, соответственно, одну, две и четыре наносекунды. Трудности пайки проводов в собиравшейся системе заключались в том, что провода практически не маркировались: присутствовало всего два цвета – синий и серый. По словам инженера Cray Research Ли Хибги (Lee Higbie), процедуру пайки немного облегчало то, что кабели разной длины припаивались по очереди: «Вначале мы разбирались с проводами длиной 30 см, затем – 60 и 120 см. Последних в системе всего пара штук».
Холодильник.
Большинство сотрудников, занимавшихся сборкой первого суперкомпьютера Cray Research, составляли женщины, которых Крэй нанимал при наличии у них опыта работы ткачихами. Их дисциплина и стремление к совершенству оказались незаменимыми при точном припаивании сотен километров проводов.
Из-за сверхплотной интеграции компонентов внутри суперкомпьютера Cray-1 выделял огромное количество тепла, поэтому ему необходима была серьезная система охлаждения. Инженеры Cray Research разработали соответствующую установку, использовавшую в качестве охладителя жидкий фреон. Между модулями с электронными компонентами были установлены медные пластины с тефлоновым покрытием, собиравшие тепло и отводившие его к краям стойки.
Они крепились к основной «охлаждающей магистрали», состоявшей из идущих вдоль каждой из 12 панелей алюминиевых «кожухов», внутри которых располагались стальные трубки. По ним протекал жидкий фреон, охлаждавшийся в нижней части системы, где и находилась холодильная установка. Температура «магистрали» составляла 12 градусов Цельсия, тогда как в центральной части модулей с электронными компонентами она доходила до 54 градусов. В целом температура суперкомпьютера была ниже комнатной, что позволяло установить его даже в помещение, не оборудованное системой воздушного кондиционирования.
Из-за сверхплотной интеграции компонентов внутри суперкомпьютера Cray-1 выделял огромное количество тепла, поэтому ему необходима была серьезная система охлаждения. Инженеры Cray Research разработали соответствующую установку, использовавшую в качестве охладителя жидкий фреон. Между модулями с электронными компонентами были установлены медные пластины с тефлоновым покрытием, собиравшие тепло и отводившие его к краям стойки.
Они крепились к основной «охлаждающей магистрали», состоявшей из идущих вдоль каждой из 12 панелей алюминиевых «кожухов», внутри которых располагались стальные трубки. По ним протекал жидкий фреон, охлаждавшийся в нижней части системы, где и находилась холодильная установка. Температура «магистрали» составляла 12 градусов Цельсия, тогда как в центральной части модулей с электронными компонентами она доходила до 54 градусов. В целом температура суперкомпьютера была ниже комнатной, что позволяло установить его даже в помещение, не оборудованное системой воздушного кондиционирования.
Вся электроника суперкомпьютера была упакована в многогранник с шестнадцатью гранями (четыре из которых отсутствовали для доступа к внутренностям системы) высотой 195 см и диаметром 150 см. Как и для всех последующих суперкомпьютеров Сеймура Крея, покупатель был волен самостоятельно выбрать цвет окраски граней своего Cray-1. Вес всей системы составлял 5,25 тонны, энергопотребление – 115 кВт.
Суммарная же потребляемая мощность Cray-1 вместе с системой хранения данных и охлаждающей установкой составляла 250 кВт! Неудивительно, что за одну только подачу питания на суперкомпьютер отвечал отдельный агрегат под названием «Устройство распределения энергии» (Power Distribution Unit) высотой в два метра, работавший от собственного дизельного генератора.
Суммарная же потребляемая мощность Cray-1 вместе с системой хранения данных и охлаждающей установкой составляла 250 кВт! Неудивительно, что за одну только подачу питания на суперкомпьютер отвечал отдельный агрегат под названием «Устройство распределения энергии» (Power Distribution Unit) высотой в два метра, работавший от собственного дизельного генератора.
Архитектурное превосходство Cray-1 сделало из него непревзойденного чемпиона по быстродействию. Средняя производительность суперкомпьютера составляла 80 MFLOPS. При выполнении некоторых операций скорость работы Cray-1 повышалась до 150 MFLOPS. Пиковая же производительность составляла 250 MFLOPS. Для сравнения: популярные в то время мейнфреймы Cyber 176 и IBM 360/195 были способны лишь на 4-7 MFLOPS. По словам Джека Лоренца (Jack Lorenz), президента компании United Computer Systems, ставшей одним из первых коммерческих клиентов на Cray-1: «Если на CDC 6600 одна задача могла выполняться на протяжении 24 часов, то при использовании Cray-1 это время сокращалось в 12 раз».
- Помню, я использовал карандаш третьего номера и разлинованную квадратной сеткой бумагу.
- Да, но ведь этого мало... - растерялся собеседник.
- Да, чуть не забыл, это важно. Очень помогает писать на оборотной стороне бумаги, чтобы линии разметки не доминировали в чертеже.
- Вы знаете, что компания Apple недавно приобрела ваш суперкомпьютер для разработки следующего Макинтоша?
- Забавно, а я на днях купил Макинтош для разработки следующего Крэя.
- Почему вы применяете в своих машинах такую простую систему команд?
- Видите-ли - все дело в моей памяти. Я не в состоянии понять сложную систему команд, она не помещается у меня в голове, - пожаловался Крэй.
Однажды с одним из суперкомпьютеров Cray случилась проблема. Слетел загрузчик. Инженеры позвонили в техподдержку Cray Computer Corporation.
- У нас проблема, на нашем Cray-1 слетел загрузчик.
- Ситуация нештатная - мы в первый раз сталкиваемся с такой проблемой. Подожите пожалуйста на линии, я посмотрю, что можно сделать.
...
- Это очень старая модель, и мы не можем сейчас найти загрузчика, чтобы прислать его Вам. Пожалуйста, не волнуйтесь, я вас сейчас соединю с мистером Креем.
- А как он поможет, ведь...
- Он поможет.
...
- Сеймур Крэй слушает.
- Здравствуйте мистер Крэй, у нас потерялся загрузчик, и в техподдержке сказали, что у вас не осталось его кода...
- Пишите.
- Что?
- Берите ручку и пишите. A0 BF 10 05 ...
Крэй диктовал 4 килобайта загрузчика по памяти.
- Мистер Крэй, как у вас получается делать такие быстрые компьютеры?
- Знаете, однажды я говорил с одним знакомым физиком. И он сказал - "знаешь, Сеймур, каждый раз, когда в физике начинается застой, бог изобретает новые элементарные частицы". Мне кажется, с суперкомпьютерами происходит что-то похожее.
- Скажите, Сеймур, я видел ваш Форд на парковке - почему вы купили именно эту машину? Я вот сейчас думаю, какую машину мне покупать, и никак не выберу...
- Все просто. Я пошел в ближайший автосалон, подошел к ближайшему продавцу, ткнул пальцем в ближайший автомобиль, и сказал: я ее покупаю.
- Но...
- Это самый оптимальный способ, коллега. Он позволяет мне посвящать максимум времени разработке суперкомпьютеров. Рекомендую.
- Каждый может сделать быстрый процессор. Проблема - сделать быструю систему.
Сейчас технология ЭСЛ как самостоятельная в чистом виде почти не используется, однако на её основе родилась технология LVDS, а вот она уже используется куда не ткни: от интерфейсов ЖК матриц до SATA интерфейсов жестких дисков.
На рынке можно было найти 1500, но избирательно, не все позиции, в основном всех интересовали всякие ЛП и другие элементарные элементы которые можно было загнать в линейный режим и использовать в аналоговых схемах.
Один корпус 1800 серии без радиатора попал случайно, вместе с каким то хламом.
Всё остальное как то на глаза не попадалось, хотя специально и не искал.
Много слышал про это легендарное чудо. Как раз в свою юность.
Да все недосуг было погуглить тему.
С удовольствием плюсую.
Intel Pentium 75-200 МГц (1996) до 75-200 мегафлопсов
И тут ещё внешние устройства не показаны для ввода вывода.
Творят, живут, побеждают играючи? ;-)
И перекрыли Енисей,
А также в области балета
Мы впереди планеты всей