Версія за 17:50, 13 листопада 2014

Первый суперкомпьютер CRAY-1

• Історія створення

В 1972 році Крей пристив до створення нової ЕОМ яку назвали вперше "суперкомп'ютером". Цю машину назвали CRAY-1.

Він відмовився від транзисторів на користь інтегральних мікросхем (ІС), котрі надавали таку щільність пакування логічних елементів при високій надійності, яку неможливо було досягти за допомогою транзисторів. Це дозволило без втрати продуктивності підвищити час на такт до 12,5 нс (80 МГц), замість амбітних 8 нс (125 МГц) в CDC 8600. Ще він відмовився від багатопроцесорної системи на користь векторного процесора.

Для Cray-1 Сеймур Крей створив процесор, який швидко виконував і скалярні і векторні обчислення. Цього вдалося домогтися через створення так званих «векторних регістрів» - модулів пам'яті невеликого обсягу, які розташовувалися близько до процесора і працювали дуже швидко (але коштували дуже дорого). Таким чином центральний процесор брав дані з регістрів і записував дані теж в регістри, реалізуючи новий принцип роботи з пам'яттю «регістр-регістр». У Cray-1 для пам'яті використовувалися напівпровідники. Cray-1 починався з нового аркуша, і сумісності з попередніми моделями не було потрібно, що значно полегшувало завдання Крею. У 1974 році перші тести машини показали продуктивність 80 MFLOPS.

• Архітектура Cray-1

ОП (від 1 до 4 мегаслов), великий набір процесорних регістрів, що складаються з групи векторних регістрів по 64 елемента, блок скалярних регістрів, блок адресних регістрів. Кожна група регістрів пов'язана зі своїм конвеєрним процесором.

Дана система могла виконувати скалярні операції над векторними даними, над адресами, числами з плаваючою комою (порядок - 15, мантиса - 49). Швидкодія 180 млн операцій за секунду з плаваючою комою. У даній ВС використовуються команди довжиною 16 або 32 розряди. У коротких командах 7 розрядів виділяється під код операції, 3 адресних поля по 3 розряду, визначали номер регістра для зберігання операндів. У довгих - 22 розряду для того, щоб можна було знайти операнд в загальному полі ОП. Один з регістрів визначає довжину вектора, другий - регістр маски.

Центральний процесор Cray-1 складався з 500 друкованих плат, на кожній з яких з обох сторін розташовувалося по 144 мікросхеми. Всього виходило 144.000 мікросхем, які охолоджувалися фреоном. Для кращого охолодження і циркуляції фреону в охолоджувальній системі центральний процесор був виконаний у стилі «вежі» з 12 колонами, складеними у формі дуги довжиною 270 градусів (у вигляді літери «C» - від «Cray», якщо дивитися зверху), а охолоджувальна система була розташована в підставі цієї вежі. Так був створений характерний, оригінальний і впізнаваний вигляд комп'ютера, що нагадує диван.

Машина пропонувалася в трьох модифікаціях: A, B і C, які відрізнялися один від одного тільки розмірами пам'яті: 1000000 слів, 500 тисяч слів і 250 тисяч слів відповідно. З цих модифікацій реально продавалися тільки Cray-1A і Cray-1B. На Cray-1C так і не знайшлося покупця, і відповідно не було побудовано жодного примірника цієї модифікації.