IBM 7030 Stretch - IBM 7030 Stretch

IBM Stretch
IBM 7030-CNAM 22480-IMG 5115-gradient.jpg
Konzole pro údržbu IBM 7030 v Musée des Arts et Métiers , Paříž
Design
Výrobce IBM
Návrhář Gene Amdahl
Datum vydání Květen 1961 ( Květen 1961 )
Prodané jednotky 9
Cena 7 780 000 USD (ekvivalent 67 380 000 USD v roce 2020)
Kryt
Hmotnost 70 000 liber (35 malých tun; 32 t)
Napájení 100 kW při 110 V.
Systém
Operační systém MCP
procesor 64bitový procesor
Paměť 2048 kilobajtů (262144 x 64 bitů)
MIPS 1,2 MIPS

IBM 7030 , také známý jako Stretch , byl IBM je první tranzistorové superpočítač . Jednalo se o nejrychlejší počítač na světě od roku 1961 až do uvedení prvního CDC 6600 do provozu v roce 1964.

Původně byl navržen tak, aby splňoval požadavek formulovaný Edwardem Tellerem v Národní laboratoři Lawrence Livermore , první příklad byl dodán do Národní laboratoře Los Alamos v roce 1961 a druhá přizpůsobená verze, IBM 7950 Harvest , Národní bezpečnostní agentuře v roce 1962. The Stretch na Atomic Weapons Research Establishment v Aldermaston , Anglie byla silně využívají výzkumní pracovníci tam av ære Harwell , ale jen po vývoji S2 Fortran Compiler, který byl první, kdo přidá dynamická pole , a který byl později portován na Ferrantiho Atlas of Počítačová laboratoř Atlas v Chiltonu.

7030 byl mnohem pomalejší, než se očekávalo, a nedokázal splnit své agresivní výkonnostní cíle. IBM byla nucena snížit svou cenu z 13,5 milionu USD na pouhých 7,78 milionu USD a stáhla 7030 z prodeje zákazníkům nad rámec těch, kteří již mají sjednané smlouvy. Časopis PC World označil Stretch za jednu z největších selhání projektového řízení v historii IT .

V IBM se zdálo , že zastínění menší Control Data Corporation je těžké přijmout. Vedoucí projektu Stephen W. Dunwell byl zpočátku učiněn obětním beránkem za svou roli v „neúspěchu“, ale jak se stal úspěch systému IBM System/360 očividným, dostal oficiální omluvu a v roce 1966 byl jmenován IBM. Kolega .

Navzdory tomu, že Stretch nedokázal splnit své vlastní výkonnostní cíle, sloužil jako základ pro mnoho konstrukčních prvků úspěšného systému IBM System/360, který byl dodán v roce 1964.

Historie vývoje

Na začátku roku 1955 chtěl doktor Edward Teller z Radiační laboratoře Kalifornské univerzity nový vědecký výpočetní systém pro trojrozměrné hydrodynamické výpočty. Od IBM a UNIVAC byly vyžádány návrhy na tento nový systém, který se bude jmenovat Livermore Automatic Reaction Calculator nebo LARC . Podle výkonného ředitele IBM Cuthberta Hurda by takový systém stál zhruba 2,5 milionu dolarů a běžel by na jednom až dvou MIPS . Dodávka měla být dva až tři roky po podpisu smlouvy.

V IBM pracoval na návrhu designu malý tým v Poughkeepsie včetně Johna Griffitha a Gene Amdahla . Těsně poté, co skončili a chystali se předložit návrh, je Ralph Palmer zastavil a řekl: „Je to chyba.“ Navrhovaný design by byl postaven buď s tranzistory s bodovým kontaktem, nebo s tranzistory s povrchovou bariérou , přičemž oba budou pravděpodobně brzy překonány tehdy nově vynalezeným difuzním tranzistorem .

IBM se vrátila do Livermore a uvedla, že odstupují od smlouvy, a místo toho navrhla dramaticky lepší systém: „Nechystáme se pro vás postavit ten stroj; chceme postavit něco lepšího! Nevíme přesně, co to bude trvat ale myslíme si, že to bude další milion dolarů a další rok, a nevíme, jak rychle to poběží, ale rádi bychom stříleli deset milionů instrukcí za sekundu. “ Na Livermora to neudělalo dojem a v květnu 1955 oznámili, že UNIVAC vyhrál zakázku LARC , nyní nazývanou Livermore Automatic Research Computer . LARC by nakonec byl dodán v červnu 1960.

V září 1955, v obavě, že Los Alamos National Laboratory může také objednat LARC, IBM předložila předběžný návrh na vysoce výkonný binární počítač založený na vylepšené verzi designu, který Livermore odmítl, který obdrželi se zájmem. V lednu 1956 byl projekt Stretch formálně zahájen. V listopadu 1956 získala společnost IBM zakázku s agresivním výkonnostním cílem „rychlost alespoň 100krát vyšší než IBM 704 “ (tj. 4 MIPS). Dodávka byla naplánována na 1960.

Během návrhu se ukázalo jako nutné snížit rychlost hodin, čímž bylo jasné, že Stretch nemohl splnit své agresivní výkonnostní cíle, ale odhady výkonu se pohybovaly od 60 do 100násobku IBM 704. V roce 1960 byla stanovena cena 13,5 milionu dolarů za IBM 7030. V roce 1961 skutečná měřítka naznačovala, že výkon IBM 7030 byl jen asi 30krát vyšší než IBM 704 (tj. 1,2 MIPS), což způsobilo značnou ostudu IBM. V květnu 1961 Tom Watson oznámil snížení ceny všech vyjednávaných 7030ů na 7,78 milionu USD a okamžité stažení produktu z dalšího prodeje.

Jeho doba přidání s pohyblivou řádovou čárkou je 1,38–1,50 mikrosekundy , doba multiplikace je 2,48–2,70 mikrosekundy a čas dělení je 9,00–9,90 mikrosekundy.

Technický dopad

Zatímco IBM 7030 nebyl považován za úspěšný, přinesl mnoho technologií začleněných do budoucích strojů, které byly velmi úspěšné. Standardní Modulární systém tranzistor logika byla základem pro IBM 7090 řady vědeckých počítačích IBM 7070 a 7080 obchodních počítačích IBM 7040 a IBM 1400 linek, a IBM 1620 malý vědecký počítač; 7030 používalo asi 170 000 tranzistorů. Tyto IBM 7302 Model I Jádro Paměťové jednotky byly také použity v IBM 7090, IBM 7070 a IBM 7080. multiprogramovací , ochrana paměti, zobecněné přerušení je osmibitový byte pro I / O byly všechny pojmy později začleněné do IBM System / 360 řada počítačů, stejně jako většina novějších centrálních procesorových jednotek (CPU).

Stephen Dunwell, projektový manažer, který se stal obětním beránkem, když Stretch komerčně neuspěl, krátce po fenomenálně úspěšném spuštění systému System/360 v roce 1964 upozornil, že průkopníkem většiny jeho základních konceptů je Stretch. V roce 1966 obdržel omluvu a byl jmenován IBM Fellow, což je velká pocta, která s sebou nesla prostředky a pravomoci věnovat se požadovanému výzkumu.

Plynovody instrukcí , předběžné načítání a dekódování a prokládání paměti byly použity v pozdějších návrzích superpočítačů, jako jsou IBM System/360 Models 91 , 95 a 195 , a řada IBM 3090 , stejně jako počítače jiných výrobců. V roce 2021 jsou tyto techniky stále používány ve většině pokročilých mikroprocesorů, počínaje generací devadesátých let, která zahrnovala Intel Pentium a Motorola/IBM PowerPC , a také v mnoha vestavěných mikroprocesorech a mikrokontrolérech od různých výrobců.

Hardwarová implementace

Deska s obvody z IBM 7030 v Bradbury Science Museum , Los Alamos, Nové Mexiko .

CPU 7030 využívá logiku spojenou s emitorem (původně nazývanou logika řízení proudu ) na 18 typech karet SMS ( Standard Modular System ). Používá 4 025 dvojitých karet (jak je znázorněno) a 18 747 jednoduchých karet s 169 100 tranzistory, které vyžadují celkem 21 kW. Používá vysokorychlostní germaniové driftové tranzistory NPN a PNP s mezní frekvencí nad 100 MHz a každý s ~ 50 mW. Některé obvody třetí úrovně používají 3. úroveň napětí. Každá logická úroveň má zpoždění asi 20 ns. K získání rychlosti v kritických oblastech se logika emitoru a sledovače používá ke snížení zpoždění na přibližně 10 ns.

Používá stejnou základní paměť jako IBM 7090 .

Instalace

  1. Los Alamos Scientific Laboratory (LASL) v dubnu 1961, přijato v květnu 1961 a používáno do 21. června 1971.
  2. Národní laboratoř Lawrence Livermore , Livermore, Kalifornie, doručena v listopadu 1961.
  3. Americká národní bezpečnostní agentura v únoru 1962 jako hlavní CPU systému IBM 7950 Harvest , používaný až do roku 1976, kdy páskový systém IBM 7955 Tractor vyvinul problémy kvůli opotřebeným vačkám, které nebylo možné vyměnit.
  4. Atomic Weapons Establishment , Aldermaston , Anglie, doručeno v únoru 1962
  5. US Weather Bureau Washington DC, doručeno červen/červenec 1962.
  6. MITER Corporation , dodaný v prosinci 1962. a používán do srpna 1971. Na jaře 1972 byl prodán univerzitě Brighama Younga , kde jej až do sešrotování v roce 1982 používalo oddělení fyziky.
  7. US Navy Dahlgren Naval Proving Ground , dodáno září/říjen 1962.
  8. Commissariat à l'énergie atomique , Francie, doručeno v listopadu 1963.
  9. IBM.

Laboratoř IBM 7030 společnosti Lawrence Livermore (kromě její základní paměti ) a části IBM 7030 společnosti MITER Corporation/Brigham Young University nyní sídlí ve sbírce Computer History Museum v Mountain View v Kalifornii .

Architektura

Datové formáty

  • Čísla s pevnou řádovou čárkou mají proměnnou délku a jsou uložena v binárních (1 až 64 bitů) nebo desítkových (1 až 16 číslic) a buď ve formátu bez znaménka, nebo ve formátu znak/velikost . V desítkovém formátu jsou číslice bajty s proměnnou délkou (4 až 8 bitů).
  • Čísla s plovoucí desetinnou čárkou mají 1bitový příznak exponentu, 10bitový exponent, 1bitový znak exponentu, 48bitovou velikost a 4bitový znakový bajt ve formátu znak/velikost.
  • Alfanumerické znaky mají proměnnou délku a mohou používat libovolný znakový kód o délce 8 bitů nebo méně.
  • Bajty mají proměnnou délku (1 až 8 bitů).

Instrukční formát

Pokyny jsou buď 32bitové nebo 64bitové.

Registry

Registry překrývají prvních 32 adres paměti, jak je znázorněno.

! Adresa Mnemotechnická pomůcka Registrovat Uloženo v:
0 $ Z 64bitová nula: vždy se čte jako nula, nelze ji zapisovat Hlavní úložiště jádra
1 $ IT intervalový časovač (bity 0..18): snížen o 1024 Hz, recykluje přibližně každých 8,5 minut, na nule zapne v indikátorovém registru „indikátor časového signálu“ Indexové jádrové úložiště
$ TC 36bitové časové hodiny (bity 28..63): počet tiků 1024 Hz, přírůstky bitů 38..63 jednou za sekundu, recyklace každých ~ 777 dní.
2 $ IA 18bitová adresa přerušení Hlavní úložiště jádra
3 $ UB 18bitová adresa horní hranice (bity 0-17) Tranzistorový registr
$ LB 18bitová adresa nižší hranice (bity 32-49)
1bitová kontrola hranic (bit 57): určuje, zda jsou chráněny adresy uvnitř nebo mimo hraniční adresy
4 64bitové bity údržby: slouží pouze k údržbě Hlavní úložiště jádra
5 $ CA adresa kanálu (bity 12..18): pouze pro čtení, nastavená "výměnou", I/O procesorem Tranzistorový registr
6 $ CPUS jiné CPU bity (bity 0..18): signalizační mechanismus pro klastr až 20 CPU Tranzistorový registr
7 $ LZC počet počátečních nul (bity 17..23): počet počátečních nulových bitů z operace spojovacího výsledku nebo pohyblivé čárky Tranzistorový registr
$ AOC all-ones count (bits 44..50): count of bits set in Connective result or decimal multiple or division
8 $ L Levá polovina 128bitového akumulátoru Tranzistorový registr
9 $ R. Pravá polovina 128bitového akumulátoru
10 $ SB bajt znaménka akumulátoru (bity 0..7)
11 $ IND registr indikátorů (bity 0..19) Tranzistorový registr
12 $ MASKA 64bitový registr masky: bity 0..19 vždy 1, bity 20..47 zapisovatelné, bity 48..63 vždy 0 Tranzistorový registr
13 $ RM 64bitový zbývající registr: nastaven pouze celočíselnými a dělenými instrukcemi dělení Hlavní úložiště jádra
14 $ FT 64bitový registr faktorů: změněn pouze instrukcí „faktor zatížení“ Hlavní úložiště jádra
15 $ TR 64bitový tranzitní registr Hlavní úložiště jádra
16
...
31 		X0 $
...
X15 $		 64bitové indexové registry (šestnáct) Indexové jádrové úložiště

Registry akumulátorů a indexů fungují ve formátu znaménka a velikosti .

Paměť

Hlavní paměť je 16K až 256K 64bitová binární slova, v bankách 16K.

Paměť byla zahřívána/chlazena imerzním olejem, aby se stabilizovaly její provozní vlastnosti.

Software

Viz také

Poznámky

Reference

Další čtení

externí odkazy

Evidence
Předchází
 Nejvýkonnější počítač na světě
1961–1963 		Uspěl