Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с IBM 7030 )
Перейти к навигации Перейти к поиску
IBM Stretch
IBM 7030-CNAM 22480-IMG 5115-gradient.jpg
Консоль обслуживания IBM 7030 в Музее искусств и ремесел , Париж
Дизайн
ПроизводительIBM
ДизайнерДжин Амдал
Дата выпускаМай 1961 г. ( Май 1961 г. )
Проданных единиц9
Цена7 780 000 долларов США (что эквивалентно 66 560 000 долларов США в 2019 году)
Кожух
Масса70 000 фунтов (35 коротких тонн; 32 т) [1]
Мощность100 кВт [1] при 110 В
Система
Операционная системаMCP
Процессор64-битный процессор
объем памяти2048 килобайт (262144 x 64 бита) [1]
MIPS1,2 MIPS

IBM 7030 , также известный как Stretch , был IBM первой «s транзисторный суперкомпьютер . Это был самый быстрый компьютер в мире с 1961 года до тех пор, пока первый CDC 6600 не заработал в 1964 году. [2] [3]

Первоначально разработанный в соответствии с требованиями, сформулированными Эдвардом Теллером из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса , первый экземпляр был доставлен в Лос-Аламосскую национальную лабораторию в 1961 году, а вторая адаптированная версия, IBM 7950 Harvest , - в Агентство национальной безопасности в 1962 году. в Исследовательском центре атомного оружия в Олдермастоне , Англия, активно использовалась исследователями там и в AERE Harwell , но только после разработки S2 Fortran Compiler, который первым добавил динамические массивы и который позже был перенесен в Атлас Ферранти.в Атлас компьютерной лаборатории в Чилтон. [4] [5]

7030 был намного медленнее, чем ожидалось, и не смог достичь своих агрессивных целей. IBM была вынуждена снизить цену с 13,5 млн долларов до 7,78 млн долларов и сняла 7030 с продажи клиентам, помимо тех, которые уже заключили контракты. Журнал PC World назвал Stretch одной из крупнейших ошибок управления проектами в истории ИТ . [6]

Внутри IBM было трудно смириться с тем, что меньшего размера Control Data Corporation затмила ее . [7] Руководитель проекта Стивен Данвелл [8] изначально был занесен в черный список за свою роль в «провале» [9], но когда успех IBM System / 360 стал очевиден, ему были принесены официальные извинения и , в 1966 году стал научным сотрудником IBM . [10]

Несмотря на то, что Stretch не смог достичь своих собственных целей по производительности, он послужил основой для многих конструктивных особенностей успешной IBM System / 360, выпущенной в 1964 году.

История развития [ править ]

В начале 1955 года доктор Эдвард Теллер из Радиационной лаборатории Калифорнийского университета захотел создать новую научную вычислительную систему для трехмерных гидродинамических расчетов. У IBM и UNIVAC были запрошены предложения по этой новой системе, которая будет называться Ливерморским автоматическим калькулятором реакции или LARC . По словам исполнительного директора IBM Катберта Херда , такая система будет стоить примерно 2,5 миллиона долларов и будет работать со скоростью от одного до двух MIPS . [11] : 12 Доставка должна была состояться через два-три года после подписания контракта.

В IBM над предложением по дизайну работала небольшая команда в Покипси, в которую входили Джон Гриффит и Джин Амдал . Сразу после того, как они закончили и собирались представить предложение, Ральф Палмер остановил их и сказал: «Это ошибка». [11] : 12 Предлагаемая конструкция могла бы состоять из транзисторов с точечным контактом или транзисторов с поверхностным барьером , которые, вероятно, вскоре будут уступать недавно изобретенным диффузионным транзисторам . [11] : 12

IBM вернулась в Ливермор и заявила, что они выходят из контракта, и вместо этого предложили значительно лучшую систему: «Мы не собираемся строить эту машину для вас; мы хотим построить что-то лучше! Мы не знаем точно, что для этого потребуется. но мы думаем, что это будет еще один миллион долларов и еще один год, и мы не знаем, с какой скоростью он будет работать, но мы хотели бы использовать десять миллионов инструкций в секунду ». [11] : 13 Ливермор не был впечатлен, и в мае 1955 года они объявили, что UNIVAC выиграл контракт LARC , который теперь называется Ливерморский автоматический исследовательский компьютер . В конечном итоге LARC будет доставлен в июне 1960 года. [12]

В сентябре 1955 года, опасаясь, что Национальная лаборатория Лос-Аламоса также может заказать LARC, IBM представила предварительное предложение по высокопроизводительному двоичному компьютеру, основанному на улучшенной версии проекта, который отклонил Ливермор, и которое они получили с интересом. В январе 1956 года был официально запущен проект «Стретч». В ноябре 1956 года IBM выиграла контракт с агрессивной целью производительности - «скорость как минимум в 100 раз выше IBM 704 » (то есть 4 MIPS). Поставка была намечена на 1960 год.

Во время проектирования оказалось необходимым снизить тактовые частоты, дав понять, что Stretch не может достичь своих агрессивных целей производительности, но оценки производительности колебались от 60 до 100 раз по сравнению с IBM 704. В 1960 году была установлена ​​цена в 13,5 миллионов долларов за IBM 7030. В 1961 году фактические тесты показали, что производительность IBM 7030 была лишь примерно в 30 раз выше, чем у IBM 704 (то есть 1,2 MIPS), что сильно затруднило IBM. В мае 1961 года Том Уотсон объявил о снижении цен на все обсуждаемые модели 7030 до 7,78 миллиона долларов и немедленном снятии продукта с дальнейших продаж.

Его время сложения с плавающей запятой составляло 1,38–1,5 микросекунды , время умножения составляло 2,48–2,70 микросекунды, а время деления составляло 9,00–9,90 микросекунды.

Техническое воздействие [ править ]

Хотя IBM 7030 не считался успешным, он породил множество технологий, внедренных в машины будущего, которые были очень успешными. Стандартная модульная система транзисторный логика была основой для IBM 7090 линии научных компьютеров, IBM 7070 и 7080 бизнес - компьютеров, IBM 7040 и IBM 1400 строк, и IBM 1620 небольшой научный компьютер; 7030 использовал около 170 000 транзисторов. В IBM 7302 единиц Модель I Ядро хранения были также использованы в IBM 7090, IBM 7070 и IBM 7080. многозадачности , защиты памяти, обобщенные прерывания, в восемь-битный байтдля ввода-вывода [a] были все концепции, позже включенные в линейку компьютеров IBM System / 360, а также в большинство более поздних центральных процессоров (ЦП).

Стивен Данвелл, менеджер проекта, который стал козлом отпущения, когда Stretch потерпел коммерческий провал, вскоре после феноменально успешного запуска System / 360 в 1964 году указал, что большинство его основных концепций было разработано Stretch. [13] К 1966 году он получил извинения и стал стипендиатом IBM - высокой честью, которая подразумевала ресурсы и авторитет для проведения желаемых исследований. [13]

Конвейерная обработка команд , предварительная выборка и декодирование, а также чередование памяти использовались в более поздних разработках суперкомпьютеров, таких как IBM System / 360 Models 91, 95 и IBM System / 370 Model 195, а также в серии IBM 3090, а также в компьютерах других производителей. По состоянию на 2019 год эти методы все еще используются в большинстве современных микропроцессоров, начиная с Intel Pentium и Motorola / IBM PowerPC , а также во многих встроенных микропроцессорах и микроконтроллерах различных производителей.

Аппаратная реализация [ править ]

Печатная плата от IBM 7030 в Музее науки Брэдбери , Лос-Аламос, Нью-Мексико .

ЦП 7030 использует логику с эмиттерной связью (первоначально называемую логикой управления током ) [14] на 18 типах карт стандартной модульной системы (SMS). Он использует 4025 двойных карт (как показано) и 18 747 одинарных карт, содержащих 169 100 транзисторов, требующих в общей сложности 21 кВт мощности. [15] : 54 В нем используются высокоскоростные дрейфовые германиевые транзисторы NPN и PNP с частотой отсечки более 100 МГц и потребляемой мощностью ~ 50 мВт каждый. [15] : 57 Некоторые схемы третьего уровня используют третий уровень напряжения. Каждый логический уровень имеет задержку около 20 нс. Для ускорения работы в критических областях логика эмиттер-повторительиспользуется для уменьшения задержки примерно до 10 нс. [15] : 55

Он использует ту же базовую память, что и IBM 7090 . [15] : 58

Установки [ править ]

  1. Лос-Аламосская научная лаборатория (LASL) в апреле 1961 г., принята в мае 1961 г. и использовалась до 21 июня 1971 г.
  2. США Агентство национальной безопасности в феврале 1962 года в качестве основного ЦП IBM 7950 Harvest системы, используемого до 1976 года, когда IBM 7955 системы тракторной ленты развитом проблемы из - за изношенные кулачки , которые не могут быть заменены.
  3. Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса , Ливермор, Калифорния .
  4. Завод атомного оружия , Олдермастон , Англия.
  5. Бюро погоды США .
  6. Корпорация MITER использовалась до августа 1971 года. Весной 1972 года она была продана Университету Бригама Янга , где использовалась физическим факультетом до момента списания в 1982 году.
  7. Военно- морской полигон ВМС США Дальгрен .
  8. IBM.
  9. Commissariat à l'énergie atomique , Франция.

IBM 7030 Лаборатории Лоуренса Ливермора (за исключением его основной памяти ) и части IBM 7030 Корпорации MITER / Университета Бригама Янга теперь находятся в коллекции Музея истории компьютеров в Маунтин-Вью, Калифорния .

Архитектура [ править ]

Форматы данных [ править ]

  • Числа с фиксированной запятой имеют переменную длину, хранятся либо в двоичном (от 1 до 64 бит), либо в десятичном (от 1 до 16 цифр) и либо в формате без знака, либо в формате знака / величины . В десятичном формате цифры представляют собой байты переменной длины (от 4 до 8 бит).
  • Числа с плавающей запятой имеют 1-битный флаг экспоненты, 10-битный показатель степени, 1-битный знак экспоненты, 48-битную величину и 4-битный знаковый байт в формате знак / величина.
  • Буквенно-цифровые символы имеют переменную длину и могут использовать любой код символа длиной 8 бит или меньше.
  • Байты имеют переменную длину (от 1 до 8 бит). [16]

Формат инструкции [ править ]

Инструкции бывают 32-битными или 64-битными.

Регистры [ править ]

Регистры перекрывают первые 32 адреса памяти, как показано. [17]

! АдресМнемоническийрегистрХранится в:
0$ Z64-битный ноль: всегда читается как ноль, не может быть изменен записьюОсновная память ядра
1$ ITинтервальный таймер (биты 0..18): уменьшается с частотой 1024 Гц, повторяется каждые 8,5 минут, при нуле включает «индикатор сигнала времени» в регистре индикатораХранилище ядра индекса
$ TC36-битные часы (биты 28..63): счетчик импульсов 1024 Гц, биты 38..63 увеличиваются один раз в секунду, повторяются каждые ~ 777 дней.
2$ IA18-битный адрес прерыванияОсновная память ядра
3$ UB18-битный адрес верхней границы (биты 0-17)Регистр транзистора
$ LB18-битный адрес нижней границы (биты 32-49)
1-битный контроль границы (бит 57): определяет, защищены ли адреса внутри или вне граничных адресов.
464-битные служебные биты: используются только для обслуживанияОсновная память ядра
5$ CAадрес канала (биты 12..18): только для чтения, устанавливается "обменом", процессором ввода-выводаРегистр транзистора
6$ CPUSдругие биты ЦП (биты 0..18): механизм сигнализации для кластера до 20 ЦПРегистр транзистора
7$ LZCколичество левых нулей (биты 17..23): количество начальных нулевых битов из связного результата или операции с плавающей запятойРегистр транзистора
$ AOCсчетчик всех единиц (биты 44..50): количество битов, установленных в соединительном результате или десятичном кратном или делении
8$ LЛевая половина 128-битного аккумулятораРегистр транзистора
9$ RПравая половина 128-битного аккумулятора
10$ SBбайт знака аккумулятора (биты 0..7)
11$ INDрегистр индикатора (биты 0..19)Регистр транзистора
12$ МАСКА64-битный регистр маски: биты 0..19 всегда 1, биты 20..47 доступны для записи, биты 48..63 всегда 0Регистр транзистора
13$ RM64-битный регистр остатка: устанавливается только инструкциями деления целых чисел и чисел с плавающей запятойОсновная память ядра
14$ FT64-битный регистр коэффициента: изменяется только инструкцией "коэффициент загрузки"Основная память ядра
15$ TR64-битный транзитный регистрОсновная память ядра
16
...
31		$ X0
...
$ X15		64-битные индексные регистры (шестнадцать)Хранилище ядра индекса

Регистры аккумулятора и индекса работают в формате знака и величины .

Память [ править ]

Основная память - это от 16К до 256К 64-битных двоичных слов в банках по 16К.

Память нагревалась / охлаждалась иммерсионным маслом для стабилизации рабочих характеристик.

Программное обеспечение [ править ]

  • Программа сборки STRETCH (STRAP)
  • MCP (не путать с MCP Берроуза )
  • Языки программирования COLASL и IVY [18]
  • Язык программирования FORTRAN [19]

См. Также [ править ]

  • IBM 608 , первое коммерчески доступное транзисторное вычислительное устройство
  • ILLIAC II , транзисторный суперкомпьютер из Университета Иллинойса, который конкурировал с Stretch.

Заметки [ править ]

  1. ^ В то время как у Stretch были инструкции с переменным размером байтов , ни один последующий процессор от IBM неимел. Однако у Берроуза , CDC , DEC , GE , RCA , UNIVAC и их преемников были машины с несколькими размерами байтов; У Берроуза, CDC и DEC были машины, которые поддерживали любой размер от 1 додлины слова .

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c Отчет BRL 1961 г.
  2. ^ «Разработанная Сеймуром Креем, CDC 6600 была почти в три раза быстрее, чем следующая самая быстрая машина того времени, IBM 7030 Stretch». Создавая мир различий: инженерные идеи в реальность . Национальная инженерная академия . 2014. ISBN. 978-0309312653.
  3. ^ «В 1964 CDC 6600 Cray заменил Stretch как самый быстрый компьютер на земле». Андреас Софрониу (2013). ЭКСПЕРТНЫЕ СИСТЕМЫ, ИНЖЕНЕРИЯ ЗНАНИЙ ДЛЯ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО РЕПЛИКАЦИИ . ISBN 978-1291595093.
  4. ^ "Некоторые ранние британские компиляторы FORTRAN" .
  5. ^ «Обзор HARTRAN» .
  6. ^ Widman, Джейк (9 октября 2008). «Извлеченные уроки: крупнейшие неудачи ИТ-проектов» . PCWorld . Проверено 23 октября 2012 года .
  7. ↑ Как отмечается в знаменитой записке «Дворник», в которой генеральный директор IBM Т. Дж. Уотсон-младший спросил «почему мы потеряли лидерство в отрасли» «34 людям, включая уборщика». «Памятка Ватсона-младшего о CDC 6600» . 28 августа 1963 г.
  8. ^ "Архивы IBM: Стивен В. Данвелл" . IBM .
  9. ^ "Стретч считался коммерческим провалом, и Данвелла отправили в ..." Смотерман, Марк; Спайсер, Даг. "Однопроцессорные суперкомпьютерные усилия IBM" .
  10. ^ "проводить любые исследования, которые он пожелает". Вольфганг Саксон (24 марта 1994 г.). «С.В. Данвелл, 80 лет, инженер в IBM; спроектированные компьютеры» . Нью-Йорк Таймс .
  11. ^ a b c d Боб Эванс (лето 1984). «IBM System / 360» . Отчет компьютерного музея . С. 8–18.
  12. ^ Чарльз Коул. "Ремингтон Рэнд Univac LARC" .
  13. ^ а б Симмонс, Уильям У .; Элсберри, Ричард Б. (1988), Внутри IBM: годы Ватсона (личные воспоминания) , Пенсильвания, США: Дорранс, стр. 160, ISBN 978-0805931167. Мемуары одного из руководителей IBM, в котором он вспоминает свой опыт и опыт IBM от Второй мировой войны до 1970-х годов.CS1 maint: postscript ( ссылка ).
  14. ^ Rymaszewski, EJ; и другие. (1981). «Технология полупроводниковой логики в IBM». Журнал исследований и разработок IBM . 25 (5): 607–608. DOI : 10.1147 / rd.255.0603 . ISSN 0018-8646 . 
  15. ^ a b c d Эрих Блох (1959). Инженерный проект растягивающего компьютера (PDF) . Восточная совместная компьютерная конференция.
  16. ^ Марк Смотерман (июль 2010 г.). «IBM Stretch (7030) - агрессивный однопроцессорный параллелизм» . clemson.edu . Проверено 7 декабря 2013 .
  17. ^ "Справочное руководство по системе обработки данных IBM 7030" (PDF) . bitsavers.org . IBM. 1961. с. 34..38 . Проверено 5 мая 2015 .
  18. ↑ Роджер Б. Лазарус (1978). Вычислительная техника в LASL в 1940-х и 1950-х годах . Министерство энергетики США . С. 14–15.
  19. ^ "Система IBM 7030 FORTRAN" (PDF) . Музей истории компьютеров . Коллекция IBM Stretch: Международная корпорация бизнес-машин . 1961. с. 36 . Проверено 28 февраля 2015 года .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Брукс, Фредерик (2010). «Растяжка - отличное упражнение, оно дает вам форму, чтобы побеждать». IEEE Annals of the History of Computing . 32 : 4–9. DOI : 10.1109 / MAHC.2010.26 . S2CID  43480009 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Устное интервью истории с Джином Амдалом Институт Чарльза Бэббиджа , Университет Миннесоты, Миннеаполис. Амдал обсуждает свою роль в разработке нескольких компьютеров для IBM, включая STRETCH, IBM 701 , 701A и IBM 704 . Он обсуждает свою работу с Натаниэлем Рочестером и руководством IBM в процессе проектирования компьютеров.
  • IBM Stretch Collections @ Музей истории компьютеров
    • Индексная страница коллекции
      • Система IBM 7030 FORTRAN
  • Система обработки данных 7030 (архивы IBM)
  • IBM Stretch (также известная как IBM 7030 Data Processing System)
  • Схема организации IBM Stretch
  • Отчет BRL по IBM Stretch
  • Планирование компьютерной системы - Project Stretch , книга 1962 года.
    • Сканирование копии с автографами нескольких авторов
    • PDF-файл с возможностью поиска
  • Документы IBM 7030 на Bitsavers.org (файлы PDF)
Записи
Предшественник
UNIVAC LARC		 Самый мощный компьютер в мире
1961–1963 гг.		Преемник
CDC 6600