IBM 7030 Stretch

IBM 7030 er IBMs  første supercomputer bygget på transistorer . Også kendt som Project Stretch . De oprindelige kunder var National Security Agency og US Atomic Energy Commission [1] . Computeren blev skabt til militære formål, dens udvikling blev finansieret over det føderale budget [2] . Oprindeligt tabte IBM udbuddet om oprettelse af en computer til Livermore National Laboratory , hvor kravene blev formuleret af Edward Teller , men var i stand til at vinde en anden, til oprettelse af en computer til Los Alamos National Laboratory. IBM har også forpligtet sig til at udvikle en specialiseret version til NSA. Leveringen af ​​IBM 7030 Stretch-computeren til AEC fandt sted i 1961. En specialiseret version af IBM 7950 Harvest blev leveret til NSA i 1962 [3] [4] [5] .

Computerens manglende evne til at nå det forventede, meget ambitiøse præstationsniveau resulterede i behovet for at sænke prisen fra de oprindelige US$13,5 millioner til US$7,78 millioner og at standse salget til alle kunder undtagen dem med eksisterende kontrakter. Selvom 7030 var meget langsommere end forventet, var den ikke desto mindre verdens hurtigste computer fra 1961 til introduktionen af ​​den første CDC 6600 supercomputer i 1964. Stretch blev udnævnt af PCWorld som en af ​​de største projektledelsesfejl i informationsteknologiens historie [6] .

Selvom Stretch ikke opnåede sine præstationsniveauer, tjente det som grundlag for mange af de arkitektoniske beslutninger i det kommercielt succesrige IBM System/360 , annonceret i 1964. I første omgang blev projektlederen kritiseret for sin rolle i fiaskoen og blev overført til forskningslaboratorierne, men da succesen med 360-serien blev tydelig, fik han en formel undskyldning, og han modtog selv en IBM Fellow .

Oprettelseshistorie

I begyndelsen af ​​1955 havde Radiation Laboratory ved University of California brug for et nyt videnskabeligt computersystem til tredimensionelle hydrodynamiske beregninger. Til det nye system, kaldet Livermore Automatic Reaction Calculator eller LARC , er der blevet anmodet om tekniske forslag fra IBM og UNIVAC . Cuthbert Hurd ,  direktør for IBM's Electronic Data Processing Machinery Division, anslog , at et sådant system ville have kostet cirka 2,5 millioner USD og havde en gennemstrømning på en til to MIPS . Leveringen af ​​maskinen skulle finde sted to eller tre år efter underskrivelsen af ​​kontrakten [7] .

Hos IBM arbejdede et lille udviklingsteam fra Poughkeepsie , inklusive John Griffith og Gene Amdahl , på et designforslag. Da de havde afsluttet deres arbejde og forberedte sig på at holde en præsentation, stoppede ingeniør Ralph Palmer dem og kaldte løsningen forkert [7] . Projektet foreslog at bruge enten punkt- eller overfladebarrieretransistorer , som skulle miste deres egenskaber til de nyligt udviklede diffusionstransistorer [8] .

IBM-repræsentanter vendte tilbage til Livermore og meddelte, at de trak sig fra kontrakten og tilbød at skabe et meget bedre system til gengæld. "Vi vil ikke skabe sådan en maskine til dig. Vi vil skabe noget bedre! Vi ved ikke præcis, hvad der skal til, men vi tror, ​​det vil være endnu en million dollars og endnu et år med udvikling. Vi ved heller ikke, hvor hurtigt denne maskine vil køre, men vi vil gerne nå ti millioner operationer i sekundet. [9] Ledelsen af ​​Livermore-laboratoriet var ikke imponeret, og i maj 1955 blev det annonceret, at udbuddet om skabelsen af ​​LARC- computeren (nu kaldet Livermore Automatic Research Computer ) blev vundet af UNIVAC. LARC'en vil til sidst blive leveret i juni 1960 [10] .

I september 1955, af frygt for at Los Alamos National Laboratory også kunne bestille en LARC-computer, indsendte IBM en foreløbig ansøgning om en højtydende binær computer baseret på en forbedret version af designet afvist af Livermore-laboratoriet. Laboratoriet viste interesse for ansøgningen. I januar 1956 startede Stretch-projektet officielt. I november 1956 vandt IBM udbuddet og satte en høj barre for ydeevne, "mindst 100 gange ydeevnen af ​​IBM 704 " (ca. 4 MIPS). Levering var planlagt til 1960 [11] .

Under design viste det sig at være nødvendigt at sænke urhastigheden, hvilket resulterede i, at det blev tydeligt, at Stretch ikke ville være i stand til at opnå den tilsigtede ydeevne. Imidlertid forventedes ydeevnen at være 60 til 100 gange højere end IBM 704. I 1960 var IBM 7030 prissat til 13,5 millioner USD. I 1961 viste faktiske test , at IBM 7030'erens ydeevne kun var 30 gange højere end IBM 704'erens (ca. 1,2 MIPS), hvilket skabte betydelige vanskeligheder for IBM. I maj 1961 annoncerede IBM-præsident Thomas Watson Jr. en prisnedsættelse for 7030 til 7,78 millioner dollars for alle underskrivende kunder og en øjeblikkelig afslutning på yderligere salg.

Indflydelse på udviklingen af ​​computerteknologi

Selvom IBM 7030 ikke blev betragtet som en succes, affødte den mange af de teknologier, der blev brugt i efterfølgende meget succesrige computere. Standard Modular System- transistorlogikmodulerne blev udviklet til 7030 og blev grundlaget for de fleste transistormodeller af IBM-computere, herunder IBM 7090 -serien af ​​videnskabelige computere, IBM 7070 og 7080 kommercielle computere , IBM 7040 og IBM 1400 -serien, og den lille videnskabelige computer IBM 1620 . Den magnetiske kernehukommelsesblok IBM 7302 blev også brugt i computerne IBM 7090, IBM 7070 og IBM 7080. Principperne for multiprogrammering , hukommelsesbeskyttelse , afbrydelseshåndteringsmetoder blev brugt både i IBM System/360 -serien af ​​computere og i de fleste senere. processorer .

Projektleder Stephen Dunwell ,  som blev straffet for Stretchs kommercielle fiasko, bemærkede kort efter den fænomenalt vellykkede lancering af System/360-serien i 1964, at de fleste af dens grundlæggende ideer først blev anvendt på Stretch [12] . I 1966 modtog han en formel undskyldning og modtog en æres IBM Fellow, som gav ham ressourcer og autoritet til at lede sin egen forskningslinje [12] .

Instruktionspipelining , kode-prefetching og memory striping- teknologier blev brugt i senere supercomputerdesigns af både IBM (f.eks. IBM System/360-seriens modeller 91 og 95, IBM System/370-seriens modeller 195, IBM 3090-serien) og andre producenter. Den dag i dag bliver disse teknologier fortsat brugt i de fleste moderne mikroprocessorer, startende med Intel Pentium og Motorola/IBM PowerPC , såvel som i mange indlejrede mikroprocessorer og mikrocontrollere fra forskellige producenter.

IBM 7030 Stretch tjente som træningsområde for computeringeniører som Gerrit Blaauw og Fred Brooks  , de fremtidige skabere af IBM System/360, og John Cock  , den fremtidige arkitekt bag IBM RS/6000 [13] .

IBM 7030-leverancer til kunder

1. Los Alamos National Laboratory  - i april 1961, taget i brug i maj 1961, brugt indtil 21. juni 1971. Dele fra denne computer blev brugt af Brigham Young University til en anden Stretch, der blev købt hos MITER.
2. US National Security Agency - i februar 1962 som processor af IBM 7950 Harvest -systemet , brugt indtil 1976, indtil IBM 7955-bånddrevet fejlede på grund af slid på komponenter, der ikke kunne udskiftes.
3. Livermore National Laboratory  - marts 1961. Købte Stretch som supplement til deres UNIVAC LARC supercomputer . Stræk var omkring dobbelt så hurtigt som LARC [14] .
4. UK Atomic Weapons Organization i Aldermaston.
5. US National Weather Service .
6. MITER Corporation (Boston, USA) - brugt indtil august 1971. I foråret 1972 blev den solgt for en symbolsk $5 til Brigham Young University (Utah, USA). Den sidste resterende strækning. Den blev højtideligt slukket den 5. september 1980 [15] .
7. US Naval Range ved Dahlgren, Virginia.
8. IBM.
9. Atomenergikommissariatet i Frankrig .

I øjeblikket er en IBM 7030 fra Livermore National Laboratory (med undtagelse af magnetiske kernehukommelsesenheder), samt dele af en IBM 7030 ejet af MITER Corporation, i samlingen af ​​Computer History Museum i Mountain View, Californien .

Specifikationer

• maskinordslængde - 64 bit  (plus 8 kontrolbits med mulighed for fejlkorrektion ).
• adressebusbredden er 18 bit (operandadresser kan indeholde yderligere 6 bit for at angive en forskydning i et ord).
• instruktionslængden er 32 eller 64 bit.
• nøjagtigheden af ​​mellemliggende beregninger er 128 bit.
• floating point addition driftstid  - 1,38-1,5 mikrosekunder .
• floating point multiplikationstid - 2,48-2,70 mikrosekunder.
• floating point division tid - 9,00-9,90 mikrosekunder.
• antallet af I/O-kanaler er op til 32.
• antallet af transistorer er omkring 170.000.
• type logiske elementer - strømafbrydere ( ESL ) [16] .
• hukommelse på magnetiske kerner fra 16 K til 256 K ord (i standardpakken - 96 K ord kombineret i to blokke - 64 K ord med 4-fold bundt og 32 K ord med 2-fold bundt). Hukommelsen blev nedsænket i olie til temperaturstabilisering af de magnetiske kerners egenskaber.

Arkitektur

Dataformater

IBM 7030 havde hardwareunderstøttelse til at arbejde med bitfelter i maskinordet. Dette gjorde det muligt at arbejde med datatyper af variabel længde.

• Heltal kunne være af variabel længde og blev gemt i enten binært (1 til 64 bit) eller decimalt (1 til 16 cifre) format med fortegn eller usigneret. Et enkelt ciffer af et tal i decimalformat kan have en længde på 4 til 8 bit. Kun de 4 mindst signifikante bits var signifikante, yderligere "zone"-bits kunne have en vilkårlig værdi. Dette gjorde det muligt at lagre og behandle numre direkte i alfanumerisk repræsentation [17] .
• Flydende kommatal havde et fast format og indeholdt et en-bit eksponentflag, 10 eksponentbit, 1 eksponenttegnbit, en 48-bit mantisse, 1 mantissetegnbit og 3 enbits dataflag.
• Alfanumeriske tegn var af variabel længde og kunne bruge enhver kodning kortere end 8 bit.
• "Bytes" var af variabel længde (fra 1 til 8 bits) [11] .

Registre

De første 32 hukommelsesadresser blev brugt til at få adgang til registrene. Værdierne af indeksregistrene blev gemt i en speciel højhastighedshukommelse i processoren, kaldet indekshukommelsen. Formålet med registrene er angivet i tabellen [17] .

Noter

1. ↑ Flamm, Kenneth. Oprettelse af computeren: regering, industri og højteknologi . - Washington, DC: Brookings Institution , 1988. - S. 21. - 210 s. — ISBN 0-8157-2849-2 . Arkiveret 18. september 2016 på Wayback Machine 
2. ↑ Schechter, Susan. Virkningerne af militære og andre offentlige udgifter på computerindustrien: De tidlige år . - Santa Monica, Californien: RAND Corporation , 1989. - S. 33-38. Arkiveret 24. september 2016 på Wayback Machine 
3. ↑ Samuel Simon Snyder. Historien om NSA-generelle elektroniske digitale computere. - National Security Agency, 1964. - S. 39-64. Scannet PDF-version Arkiveret 4. marts 2016 på Wayback Machine 
4. ↑ Simmons, 1988 , s. 456.
5. ↑ Encyclopedia of Computer Science / Redigeret af Anthony Ralston, Edwin D. Reilly og David Hemmendinger. — 4. udg. - London: Nature Publishing Group, 2000. - S. 825. - 2034 s. — ISBN 0-333-77879-0 . Arkiveret 27. september 2016 på Wayback Machine 
6. ↑ Jake Widman. Erfaringer: IT's største projektfejl . PCWorld (9. oktober 2008). Hentet 4. juli 2014. Arkiveret fra originalen 5. november 2012. (ubestemt)
7. ↑ 12 Evans , 1984 , s. elleve.
8. ↑ Evans 1984 , s. 12.
9. ↑ Evans 1984 , s. 13.
10. ↑ Charles Cole. Remington Rand Univac LARC . Hentet 4. juli 2014. Arkiveret fra originalen 26. oktober 2018. (ubestemt)
11. ↑ 12 Mark Smotherman . IBM Stretch (7030) - Aggressive Uniprocessor Parallelism (juli 2010). Hentet 4. juli 2014. Arkiveret fra originalen 2. oktober 2017.  (ubestemt)
12. ↑ 12 Simmons , 1988 , s. 160.
13. ↑ (2013) Computerorganisation og -design - Hardware-softwaregrænsefladen, 5. udgave ( ISBN 0124077269 ): 4.16 Historisk perspektiv og yderligere læsning
14. ↑ Interview med Sydney Furbach . Dato for adgang: 12. februar 2017. Arkiveret fra originalen 3. september 2012. (ubestemt)
15. ↑ Den sidste IBM STRETCH-supercomputer er lukket ned . Hentet 12. februar 2017. Arkiveret fra originalen 12. februar 2017. (ubestemt)
16. ↑ EJ Rymaszewski et al. Semiconductor Logic Technology i IBM  // IBM Journal of Research and Development. - 1981. - T. 25 , no. 5 . — S. 607–608 . — ISSN 0018-8646 . - doi : 10.1147/rd.255.0603 . Arkiveret fra originalen den 5. juli 2008.
17. ↑ 1 2 IBM 7030 Data Processing System Reference Manual (PDF). IBM (1961). Hentet 4. juli 2014. Arkiveret fra originalen 29. september 2018. (ubestemt)

Litteratur

• Erich Bloch, "The Engineering Design of the Stretch Computer," Proc. IRE/AIEE/ACM Eastern Joint Computer Conference, Boston, december 1959, s. 48-58.
• (1962) Werner Buchholz, redaktør: Planning a Computer System: Project Stretch ( ISBN 0070087202 )
• Design af ultra-højhastighedssystemer: Complex Stretch / ed. W. Buchholz; abbr. om. fra engelsk. VC. Smirnova; udg. A.I. Kitov. - M . : Mir, 1965. - 384 s.
• Bob O Evans IBM System/360  // Computermuseets rapport. - 1984. - Udgave. 9 . — ISSN 0736-5438 .
• (1986) IBM's Early Computers - A Technical History ( ISBN 0262523930 )
• William W. Simmons. I IBM: Watson-årene. Og personlige erindringer . - Dorrance, 1988. - 202 s. — ISBN 978-0805931167 .
• Emerson W. Pugh, Lyle R. Johnson, John H. Palmer. IBM's 360 og Early 370 systemer . - The MIT Press, 2003. - 844 s. — ISBN 0262517205 .  (engelsk)  - s. 368-424

Links

• Mundtlig historieinterview med Gene Amdahl Charles Babbage Institute , University of Minnesota, Minneapolis. Interview med Gene Amdahl.
• IBM Stretch Collection på Computer History Museum
  • Indholdsfortegnelse for dokumentsamling
• 7030 databehandlingssystem (IBM Archives)
• IBM Stretch (alias IBM 7030 Data Processing System)
• Organisationsskitse af IBM Stretch
• BRL rapport om IBM Stretch
• Planlægning af et computersystem – Project Stretch / redigeret af Werner Buchholz. - Mcgraw-Hill, 1962. - 336 s. - ISBN 978-0070087200 .
  • Scannet kopi signeret af medforfattere
  • Søgbar PDF
• IBM 7030-dokumentation på Bitsavers.org

Ordbøger og encyklopædier	Britannica (online)
I bibliografiske kataloger	J9U : 987007536170905171 LCCN : sh85063932