Cray X-MP — суперкомпьютер , разработанный, построенный и продаваемый компанией Cray Research . О нём было объявлено в апреле 1982 года как о «доведённом до ума» преемнике Cray-1 1975 года . Cray X-MP был быстрейшим компьютером в мире с 1983 по 1985 год. Ведущим разработчиком был Стив Чен .

Описание

Cray X-MP — параллельный векторный мультипроцессорный компьютер (PVP/SMP). Главным улучшением Cray X-MP по сравнению с Cray-1 было использование параллельно нескольких векторных процессоров от Cray-1 с общей памятью. Это был первый подобный компьютер от Cray , имеющий по паре процессоров на общей магистрали адреса/данных. Процессоры Cray X-MP имели длительность периода тактового сигнала 9,5 нс (105 МГц), по сравнению с 12,5 нс у Cray-1A, а элементной базой являлись монолитные массивы логических вентилей , изготовленные по технологии ЭСЛ , содержащие по 16 вентилей каждый.

Архитектура процессора Cray X-MP была весьма схожа с архитектурой Cray-1, но имела ускоренный обмен с ОЗУ , так как в ОЗУ было два независимых порта для чтения и один для записи, был также ускорен механизм последовательных обращений.

Каждый процессор имел теоретическую вычислительную мощность 200 Мфлопс и пиковую 400 Мфлопс .

Вначале Cray X-MP снабжался ОЗУ на 2 млн 64-битовых слов , хранящихся в 16 банках . По сравнению с Cray-1A пропускная способность ОЗУ была значительно увеличена, так как ОЗУ имело два порта для чтения, один для записи и ещё один для обслуживания подсистемы ввода-вывода. Основное ОЗУ было выполнено на биполярных микросхемах ёмкостью по 4 кбит и имело обозначение Cray-1M. Некоторые выпускавшиеся компьютеры этого типа снабжались статической памятью на КМОП , при этом название компьютера изменялось на Cray X-MP/1s. В этих компьютерах был впервые применён порт UNIX, разработанный компанией Cray Research.

В 1984 году Cray Research анонсировала улучшенную модель Cray X-MP с одним (Cray X-MP/1), двумя (Cray X-MP/2) и 4 процессорами (Cray X-MP/4) с ОЗУ 4 и 8 млн слов . Самая производительная система X-MP/48 имела 4 процессора и память 8 млн слов. Её теоретическая пиковая производительность превышала 800 Мфлопс . Процессор этих моделей поддерживал векторную адресацию ОЗУ (чтение/модификация/запись в одном такте) и мог максимально адресовать до 16 млн слов в ОЗУ. Память выполнялась как на биполярных, так и на МОП -транзисторных чипах.

Сначала, системы работали под управлением ОС собственной разработки Cray, Cray Operating System (COS), совместимой по объектному коду с ОС Cray-1. Затем, эта ОС была заменена дочерней ОС, сначала названной CX-OS, — и, окончательно, UniCOS , работавшей под оболочкой пользовательских ОС. Окончательно UniCOS стала основной ОС с 1986 года. Но Министерство энергетики США продолжало использовать ОС с разделением времени Cray Time Sharing System. Более детально (язык, компилятор, ассемблер, ОС и применения) описаны в статье Cray-1 , раздел ПО, так как эти ОС почти совместимы.

Линейка с улучшенной архитектурой

В 1986 году Cray Research объявила о выпуске Cray X-MP с улучшенной архитектурой ( Extended Architecture или Cray X-MP/EA ) , с длительностью тактового цикла 8,5 нс (тактовой частотой 117 МГц) на чипах матриц макроячеек и массивах логических вентилей. В этих улучшенных моделях применялись 32-битовые регистры A и B и 32-битовая адресная арифметика, с теоретической возможностью адресации до 2 млрд слов. В максимальной конфигурации компьютеры поставлялись с ОЗУ на 64 млн слов, организованное в 64 банка. Также поддерживалась и 24-битовая адресация, для совместимости с ПО , написанным для Cray-1 и более старших моделей Cray X-MP. На этих машинах была достигнута пиковая производительность 942 Мфлопс.

Подсистема ввода-вывода

В неё входили от 2 до 4 специализированных процессоров ввода-вывода с количеством дисковых накопителей от 2 до 32. Использовались накопители моделей DD-39 и DD-49 производства компании Айбис ( ) с форматированной ёмкостью 1,2 гигабайт и скоростью обмена до 13,3 Мб/с (5,9 Мб/с, 9,8 Мб/с фрагментированный/нефрагментированный). Опционально предлагались накопители ёмкостью 256, 512, 1024 Мб со скоростью обмена от 100 до 1000 Мб/с в каждом канале .

Стоимость

В 1984 году стоимость 1984 X-MP/48 составляла около 15 миллионов долларов США , не считая стоимости накопителей на жестких дисках . В 1984 году фирма Bell Labs заказала Cray X-MP/24 за 10,5 млн долларов, дополнительно уплатив 1 млн долларов за 8 накопителей DD-49, причём, за сдаваемый в аренду имеющейся у Bell Labs компьютер Cray-1 она получила 1,5 млн долларов .

Преемники и клоны

• Cray Y-MP — дальнейшее развитие направления многопроцессорных векторных систем.
• Архитектура Cray X-MP была воспроизведена компанией Supertek Computers на СБИС технологии КМОП в мини-суперкомпьютере S-1. После того, как компания Cray Research приобрела компанию Supertek в 1990 году, компьютер S-1 выпускался под названием Cray XMS и далее развивался в линейке Cray Y-MP EL , Cray EL90 , .
• Японские компании Hitachi , Fujitsu и NEC , вдохновлённые успехом Cray X-MP, в начале 1980-х годов стали создавать свои параллельные векторные суперкомпьютеры, программно совместимые с Cray X-MP .

В популярной культуре

• В романе Майкла Крайтона «Парк Юрского периода» (1990 г.) упоминается, что в лаборатории парка используются три суперкомпьютера Cray X-MP , однако, в фильме «Парк юрского периода» , который вышел на экраны в 1993 году , в качестве управляющих суперкомпьютеров сняты машины изготовления другой фирмы — CM-5 .

Фотографии Cray X-MP

• 
  Панель управления Cray X-MP/48
• 
  Cray X-MP/48
• 
  Источник питания Cray X-MP/48
• 
  Cray X-MP/24 в Центре суперкомпьютеров в Барселоне
• 
  Cray X-MP/24 в Центре суперкомпьютеров в Барселоне
• 
  Cray X-MP/48 из ЦЕРН , хранящийся в Федеральной политехнической школе Лозанны в Швейцарии
• 
  Cray X-MP/24 (серийный номер 115, использовавшийся в АНБ ) в Национальном музее криптографии

См. также

• Cray Inc. — компания-наследница компаний Сеймура Крэя и продолжатель его разработок

Литература

• Kay A. Robbins, Steven Robbins. . — Springer, 1989. — 172 p. — ISBN 0387970894 . (англ.)

Примечания

Ссылки

• от 3 июля 2013 на Wayback Machine на сайте bitsavers.org