IBM 7030 Стретч
| IBM Стретч | |
|---|---|
 Пульт обслуживания IBM 7030 в Музее искусств и ремесел , Париж. | |
| Дизайн | |
| Производитель | ИБМ |
| Дизайнер | Джин Амдал |
| Дата выпуска | Май 1961 г. |
| Проданных единиц | 9 |
| Цена | 7 780 000 долларов США (что эквивалентно 79 320 000 долларов США в 2023 году) |
| Корпус | |
| Масса | 70 000 фунтов (35 коротких тонн; 32 т) [1] |
| Власть | 100 кВт [1] @ 110 V |
| Система | |
| Операционная система | МКП |
| Процессор | 64-битный процессор |
| Память | 2048 килобайт (262 144 x 64 бита) [1] |
| МИПС | 1,2 MIPS |
IBM 7030 , также известный как Stretch , был IBM первым транзисторным суперкомпьютером . Это был самый быстрый компьютер в мире с 1961 года, пока первый CDC 6600 . в 1964 году не появился [2] [3]
Первоначально разработанный для удовлетворения требований, сформулированных Эдвардом Теллером в 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 Научно-исследовательском институте атомного оружия в Олдермастоне (Англия) активно использовался исследователями там и в AERE Harwell , но только после разработки компилятора S2 Fortran , который первым добавил динамические массивы и который позже был перенесен в Ферранти Атлас Компьютерная лаборатория Атласа в Чилтоне. [4] [5]
7030 оказался намного медленнее, чем ожидалось, и не смог достичь своих агрессивных целей по производительности. IBM была вынуждена снизить цену с 13,5 миллионов долларов до всего лишь 7,78 миллионов долларов и прекратить продажу 7030 клиентам, кроме тех, у которых уже были заключены контракты. Журнал PC World назвал Stretch одной из крупнейших неудач в управлении проектами в истории ИТ . [6]
с тем, что ее затмила более мелкая корпорация Control Data . Внутри IBM трудно было смириться [7] Руководитель проекта Стивен В. Данвелл [8] изначально был сделан козлом отпущения за свою роль в «провале», [9] но когда успех IBM System/360 стал очевиден, ему принесли официальные извинения, и в 1966 году он стал членом IBM . [10]
Несмотря на то, что Stretch не смогла достичь своих собственных целей по производительности, она послужила основой для многих конструктивных особенностей успешной IBM System/360, о которой было объявлено в 1964 году и впервые выпущено в 1965 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. были запрошены предложения От IBM и UNIVAC по этой новой системе, которая будет называться « Калькулятор автоматических реакций Ливермора» 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 Поставка должна была состояться через два-три года после подписания контракта.
небольшая группа из Покипси, в которую входили Джон Гриффит и Джин Амдал В IBM над проектом работала . Сразу после того, как они закончили и собирались представить предложение, Ральф Палмер остановил их и сказал: «Это ошибка». [11] : 12 Предлагаемая конструкция должна была быть построена либо на транзисторах с точечным контактом, либо на транзисторах с поверхностным барьером , которые, вероятно, вскоре превзойдут по производительности недавно изобретенный тогда диффузионный транзистор . [11] : 12
IBM вернулась в Ливермор и заявила, что они выходят из контракта и вместо этого предлагают значительно лучшую систему: «Мы не собираемся создавать для вас эту машину; мы хотим построить что-то лучшее! Мы не знаем точно, что для этого потребуется». но мы думаем, что это будет еще один миллион долларов и еще год, и мы не знаем, насколько быстро он будет работать, но мы хотели бы достичь десяти миллионов инструкций в секунду». [11] : 13 Ливермора это не впечатлило, и в мае 1955 года они объявили, что UNIVAC выиграла контракт с LARC , который теперь называется Ливерморским автоматическим исследовательским компьютером . В конечном итоге LARC будет доставлен в июне 1960 года. [12]
В сентябре 1955 года, опасаясь, что Национальная лаборатория Лос-Аламоса может также заказать LARC, IBM представила предварительное предложение по высокопроизводительному двоичному компьютеру, основанному на улучшенной версии конструкции, которую отверг Ливермор, и которую они получили с интересом. В январе 1956 года был официально инициирован проект «Стретч». В ноябре 1956 года IBM выиграла контракт, поставив перед собой агрессивную цель: «скорость как минимум в 100 раз превышает скорость IBM 704 » (т.е. 4 MIPS). Поставка была намечена на 1960 год.
Во время проектирования оказалось необходимым снизить тактовую частоту, что дало понять, что Stretch не может достичь своих агрессивных целей в области производительности, но оценки производительности варьировались от 60 до 100 раз по сравнению с IBM 704. В 1960 году за него была установлена цена в 13,5 миллионов долларов. IBM 7030. В 1961 году фактические тесты показали, что производительность IBM 7030 была лишь примерно в 30 раз выше, чем у IBM 704 (т.е. 1,2 MIPS), что вызвало значительное затруднение у IBM. В мае 1961 года Томас Дж. Уотсон-младший объявил о снижении цен на все обсуждаемые модели 7030 до 7,78 миллионов долларов и немедленном снятии продукта с дальнейших продаж.
Его время сложения с плавающей запятой составляет 1,38–1,50 микросекунды , время умножения — 2,48–2,70 микросекунды, а время деления — 9,00–9,90 микросекунды.
Техническое воздействие [ править ]
Хотя IBM 7030 не считался успешным, он породил множество технологий, включенных в будущие машины, которые имели большой успех. логика стандартной модульной системы Транзисторная легла в основу IBM 7090 линейки научных компьютеров , бизнес-компьютеров IBM 7070 и 7080 , IBM 7040 и IBM 1400 линий IBM 1620 , а также небольшого научного компьютера ; в 7030 использовалось около 170 000 транзисторов. Model Модули Core Storage IBM 7302 I также использовались в IBM 7090, IBM 7070 и IBM 7080. Мультипрограммирование , защита памяти, обобщенные прерывания, восьмибитный байт для ввода-вывода. [а] Все эти концепции позже были включены 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 коммерческую неудачу, вскоре после феноменально успешного запуска System/360 в 1964 году отметил, что большинство ее основных концепций были впервые разработаны Stretch. [13] К 1966 году он получил извинения и стал членом IBM — высокая честь, которая давала ресурсы и полномочия для проведения желаемых исследований. [13]
Конвейерная обработка инструкций , предварительная выборка и декодирование, а также чередование памяти использовались в более поздних разработках суперкомпьютеров, таких как модели IBM System/360 91 , 95 и 195 и серия IBM 3090 , а также в компьютерах других производителей. По состоянию на 2021 год [update]Эти методы до сих пор используются в большинстве современных микропроцессоров, начиная с поколения 1990-х годов, в которое вошли Intel Pentium и Motorola/IBM PowerPC , а также во многих встроенных микропроцессорах и микроконтроллерах различных производителей.
Аппаратная реализация [ править ]
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 на рисунке) и 18 747 одинарных карт, содержащих 169 100 транзисторов, что требует общей мощности 21 кВт. [15] : 54 В нем используются высокоскоростные германиевые дрейфовые транзисторы NPN и PNP с частотой среза более 100 МГц и потреблением ~ 50 мВт каждый. [15] : 57 Некоторые схемы третьего уровня используют третий уровень напряжения. Каждый логический уровень имеет задержку около 20 нс. Для увеличения скорости в критических областях используется логика эмиттерного повторителя, позволяющая уменьшить задержку примерно до 10 нс. [15] : 55
Он использует ту же основную память, что и IBM 7090 . [15] : 58
Инсталляции [ править ]
- Лос-Аламосская научная лаборатория (LASL) в апреле 1961 года, принята в мае 1961 года и использовалась до 21 июня 1971 года.
- Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса , Ливермор, Калифорния, сдана в ноябре 1961 года. [16]
- США Агентство национальной безопасности в феврале 1962 года в качестве основного процессора системы IBM 7950 Harvest использовалось до 1976 года, когда в ленточной системе IBM 7955 Tractor возникли проблемы из-за изношенных кулачков, которые нельзя было заменить.
- Учреждение атомного оружия , Олдермастон , Англия, сдано в феврале 1962 года. [16]
- Бюро погоды США в Вашингтоне, округ Колумбия, доставлено в июне/июле 1962 г. [16]
- MITRE Corporation , поставлен в декабре 1962 года. [16] и использовался до августа 1971 года. Весной 1972 года он был продан Университету Бригама Янга , где использовался физическим факультетом, пока не был списан в 1982 году.
- ВМС США Военно- морской полигон Дальгрен , сдан в сентябре/октябре 1962 года. [16]
- Комиссия по атомной энергии , Франция, доставлено в ноябре 1963 года. [16]
- ИБМ.
IBM 7030 Ливерморской лаборатории Лоуренса (за исключением основной памяти ) и части IBM 7030 корпорации MITRE/Университета Бригама Янга сейчас находятся в коллекции Музея истории компьютеров в Маунтин-Вью, Калифорния .
Архитектура [ править ]
Форматы данных [ править ]
- Числа с фиксированной точкой имеют переменную длину, хранятся либо в двоичном (от 1 до 64 бит), либо в десятичном (от 1 до 16 цифр) формате, либо в беззнаковом формате, либо в формате знак/величина . Поля могут выходить за границы слов. В десятичном формате цифры представляют собой байты переменной длины (от четырех до восьми бит).
- Числа с плавающей запятой имеют 1-битный флаг экспоненты, 10-битный показатель экспоненты, 1-битный знак экспоненты, 48-битную величину и 4-битный байт знака 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 одного до восьми бит). [17]
Формат инструкции [ править ]
Инструкции бывают 32-битными или 64-битными. [18]
Регистры [ править ]
Регистры перекрывают первые 32 адреса памяти, как показано. [19]
| ! Адрес | Мнемоника | регистр | Хранится в: |
|---|---|---|---|
| 0 | $Z | 64-битный ноль: всегда читается как ноль, не может быть изменен записью | Основное хранилище ядра |
| 1 | $ИТ | интервальный таймер (биты 0..18): уменьшается на 1024 Гц, перезагружается примерно каждые 8,5 минут, при нуле включает «индикатор сигнала времени» в регистре индикатора | Индексное ядро хранилища |
| $TC | 36-битные часы времени (биты 28..63): отсчет тактов с частотой 1024 Гц, биты 38..63 увеличиваются раз в секунду, перезапускаются каждые ~777 дней. | ||
| 2 | $IA | 18-битный адрес прерывания | Основное хранилище ядра |
| 3 | $UB | 18-битный адрес верхней границы (биты 0–17) | Транзисторный регистр |
| $ фунт | 18-битный адрес нижней границы (биты 32–49) | ||
| 1-битный граничный контроль (бит 57): определяет, защищены ли адреса внутри или за пределами граничных адресов. | |||
| 4 | 64-битные биты обслуживания: используются только для обслуживания. | Основное хранилище ядра | |
| 5 | $CA | адрес канала (биты 12..18): только для чтения, устанавливается «обменом», процессором ввода-вывода | Транзисторный регистр |
| 6 | $ЦПУС | другие биты ЦП (биты 0..18): механизм сигнализации для кластера до 20 ЦП. | Транзисторный регистр |
| 7 | $LZC | количество левых нулей (биты 17..23): количество ведущих нулевых битов из связного результата или операции с плавающей запятой. | Транзисторный регистр |
| $АОК | счетчик всех единиц (биты 44..50): количество битов, установленных в связном результате или десятичном кратном или делении | ||
| 8 | $л | Левая половина 128-битного аккумулятора. | Транзисторный регистр |
| 9 | $R | Правая половина 128-битного аккумулятора | |
| 10 | $SB | байт знака аккумулятора (биты 0..7) | |
| 11 | $IN | регистр индикатора (биты 0..19) | Транзисторный регистр |
| 12 | $MASK | 64-битный регистр маски: биты 0–19 всегда 1, биты 20–47 доступны для записи, биты 48–63 всегда 0 | Транзисторный регистр |
| 13 | $RM | 64-битный регистр остатка: устанавливается только инструкциями деления целых чисел и чисел с плавающей запятой. | Основное хранилище ядра |
| 14 | $футов | 64-битный регистр коэффициента: изменяется только инструкцией «коэффициент нагрузки». | Основное хранилище ядра |
| 15 | $ТР | 64-битный транзитный регистр | Основное хранилище ядра |
| 16 ... 31 |
$X0 ... $X15 |
64-битные индексные регистры (шестнадцать) | Индексное ядро хранилища |
Регистры аккумулятора и индекса работают в формате знака и величины .
Память [ править ]
Основная память представляет собой от 16 КБ до 256 КБ 64-битных двоичных слов в банках по 16 КБ.
Память имела иммерсионный масляный нагрев/охлаждение для стабилизации ее рабочих характеристик.
Программное обеспечение [ править ]
- Программа сборки STRETCH (STRAP)
- MCP (не путать с MCP Берроуза )
- COLASL и IVY. Языки программирования [20]
- ФОРТРАН язык программирования [21]
- SOS (операционная система Stretch). Написана в Научно-вычислительном центре BYU как обновление MCP вместе с обновленным вариантом FORTRAN.
См. также [ править ]
- IBM 608 — первое коммерчески доступное транзисторное вычислительное устройство.
- ILLIAC II , транзисторный суперкомпьютер из Университета Иллинойса , конкурировавший со Stretch.
Примечания [ править ]
- ↑ Хотя в Stretch были инструкции с переменным размером байтов , ни один последующий процессор IBM не имел их. Однако Burroughs , CDC , DEC , GE , RCA , UNIVAC и их преемники имели машины с несколькими размерами байтов; У Берроуза, CDC и DEC были машины, поддерживающие любой размер от 1 до длины слова .
Ссылки [ править ]
- ^ Перейти обратно: а б с Отчет БРЛ 1961 г.
- ^ «Разработанный Сеймуром Креем, CDC 6600 был почти в три раза быстрее, чем следующая самая быстрая машина того времени, IBM 7030 Stretch». Меняя мир: воплощая инженерные идеи в реальность . Национальная инженерная академия . 2014. ISBN 978-0309312653 .
- ^ «В 1964 году CDC 6600 Крея заменил Stretch как самый быстрый компьютер на Земле». Андреас Софрониу (2013). ЭКСПЕРТНЫЕ СИСТЕМЫ, ИНЖЕНЕРИЯ ЗНАНИЙ ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА . ISBN 978-1291595093 .
- ^ «Некоторые ранние британские компиляторы FORTRAN» .
- ^ «Обзор ХАРТРАН» .
- ^ Видман, Джейк (9 октября 2008 г.). «Извлеченные уроки: крупнейшие неудачи проектов в сфере ИТ» . ПКМир . Проверено 23 октября 2012 г.
- ↑ Как отмечается в знаменитой записке «Уборщик», в которой генеральный директор IBM Ти Джей Уотсон-младший спросил «почему мы потеряли лидерство в отрасли» «34 человекам, включая уборщика». «Записка Ватсона-младшего о CDC 6600» . 28 августа 1963 года.
- ^ «Архивы IBM: Стивен В. Данвелл» . ИБМ .
- ^ "Стретч сочли коммерческим провалом, и Данвелла отправили в..." Смотерман, Марк; Спайсер, Даг. «Усилия IBM по созданию однопроцессорного суперкомпьютера» .
- ^ «Проводить любые исследования, которые пожелает». Вольфганг Саксон (24 марта 1994 г.). «С.В. Данвелл, 80 лет, инженер IBM; проектирование компьютеров» . Нью-Йорк Таймс .
- ^ Перейти обратно: а б с д Боб Эванс (лето 1984 г.). «ИБМ Система/360» . Отчет Компьютерного музея . стр. 8–18.
- ^ Чарльз Коул. «Ремингтон Рэнд Унивак LARC» .
- ^ Перейти обратно: а б Симмонс, Уильям В .; Элсберри, Ричард Б. (1988), Внутри IBM: годы Уотсона (личные мемуары) , Пенсильвания, США: Дорранс, стр. 160, ISBN 978-0805931167 . Мемуары старшего руководителя IBM, в которых он вспоминает свой опыт и опыт работы в IBM со времен Второй мировой войны до 1970-х годов.
- ^ Рымашевский, Э.Дж.; и другие. (1981). «Технология полупроводниковой логики в IBM». Журнал исследований и разработок IBM . 25 (5): 607–608. дои : 10.1147/rd.255.0603 . ISSN 0018-8646 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Эрих Блох (1959). Инженерный проект Stretch Computer (PDF) . Восточная объединенная компьютерная конференция.
- ^ Перейти обратно: а б с д Это ж «ВРЕМЯ ЭРЫ ЭРЫ IBM STRETCH/HARVEST (1956-1961)» . Проверено 13 июня 2021 г.
- ^ Марк Смотерман (июль 2010 г.). «IBM Stretch (7030) — агрессивный однопроцессорный параллелизм» . Клемсон.edu . Проверено 7 декабря 2013 г.
- ^ «Формат управления» (PDF) . Справочное руководство по системе обработки данных IBM 7030 (PDF) . ИБМ . 1961. стр. 19–20. А22-6530-2 . Проверено 17 мая 2024 г. - через bitsavers.org.
- ^ «Назначение хранилища» (PDF) . Справочное руководство по системе обработки данных IBM 7030 (PDF) . ИБМ . 1961. стр. 33–38. А22-6530-2 . Проверено 5 мая 2015 г. - через bitsavers.org.
- ^ Роджер Б. Лазарус (1978). Вычисления в LASL в 1940-х и 1950-х годах . Министерство энергетики США . стр. 14–15.
- ^ «Система IBM 7030 FORTRAN» (PDF) . Музей истории компьютеров . IBM Stretch Collection: Международная корпорация Business Machines . 1961. с. 36 . Проверено 28 февраля 2015 г.
Дальнейшее чтение [ править ]
- Брукс, Фредерик (2010). «Растяжка — отличное упражнение. Она приводит вас в форму для победы». IEEE Анналы истории вычислений . 32 : 4–9. дои : 10.1109/MAHC.2010.26 . S2CID 43480009 .
Внешние ссылки [ править ]
- Интервью по устной истории с Джином Амдалом, Институтом Чарльза Бэббиджа , Университет Миннесоты, Миннеаполис. Амдал рассказывает о своей роли в разработке нескольких компьютеров для IBM, включая STRETCH, IBM 701 , 701A и IBM 704 . Он обсуждает свою работу с Натаниэлем Рочестером и руководство IBM процессом проектирования компьютеров.
- IBM Stretch Collections @ Музей истории компьютеров
- Система обработки данных 7030 (архивы IBM)
- IBM Stretch (также известная как система обработки данных IBM 7030)
- Схема организации IBM Stretch
- Отчет BRL о IBM Stretch
- Планирование компьютерной системы - Project Stretch , книга 1962 года.
- Документы IBM 7030 на Bitsavers.org (файлы PDF)
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
