IBM 7030 Stretch

IBM 7030 on IBM :n  ensimmäinen transistoreille rakennettu supertietokone . Tunnetaan myös nimellä Project Stretch . Alkuperäiset asiakkaat olivat National Security Agency ja US Atomic Energy Commission [1] . Tietokone luotiin sotilaallisiin tarkoituksiin, sen kehitys rahoitettiin liittovaltion budjetista [2] . Aluksi IBM hävisi tarjouskilpailun tietokoneen rakentamisesta Livermore National Laboratorylle , jonka vaatimukset muotoili Edward Teller , mutta pystyi voittamaan toisen, rakentaa tietokoneen Los Alamos National Laboratorylle . IBM on myös sitoutunut kehittämään erikoisversion NSA:lle. IBM 7030 Stretch -tietokone AEC:lle toimitettiin vuonna 1961. IBM 7950 Harvestin erikoisversio toimitettiin NSA:lle vuonna 1962 [3] [4] [5] .

Tietokoneen epäonnistuminen saavuttamassa odotettua, erittäin kunnianhimoista suorituskykyä johti tarpeeseen laskea hintaa alkuperäisestä 13,5 miljoonasta 7,78 miljoonaan dollariin ja lopettaa myynti kaikille asiakkaille paitsi niille, joilla oli olemassa sopimukset. Vaikka 7030 oli paljon odotettua hitaampi, se oli kuitenkin maailman nopein tietokone vuodesta 1961 ensimmäisen CDC 6600 -supertietokoneen esittelyyn vuonna 1964 asti. PCWorld nimesi Stretchin yhdeksi suurimmista projektinhallinnan epäonnistumisista tietotekniikan historiassa [6] .

Vaikka Stretch ei saavuttanut suoritustasoaan, se toimi perustana monille vuonna 1964 julkistetun kaupallisesti menestyneen IBM System/360 :n arkkitehtonisille päätöksille. Aluksi projektin johtajaa kritisoitiin roolistaan ​​epäonnistumisessa ja hänet siirrettiin tutkimuslaboratorioihin, mutta kun 360-sarjan menestys paljastui, hänelle annettiin muodollinen anteeksipyyntö ja hän itse sai IBM Fellow -palkinnon .

Luontihistoria

Vuoden 1955 alussa Kalifornian yliopiston säteilylaboratorio tarvitsi uuden tieteellisen laskentajärjestelmän kolmiulotteisia hydrodynaamisia laskelmia varten. Uutta järjestelmää, nimeltään Livermore Automatic Reaction Calculator tai LARC , varten on pyydetty teknisiä ehdotuksia IBM:ltä ja UNIVACilta . Cuthbert Hurd ,  IBM:n Electronic Data Processing Machinery Divisionin johtaja, arvioi , että tällainen järjestelmä olisi maksanut noin 2,5 miljoonaa dollaria ja sen suorituskyky olisi yhdestä kahteen MIPS :ää . Koneen toimituksen oli määrä tapahtua kaksi tai kolme vuotta sopimuksen allekirjoittamisen jälkeen [7] .

IBM:llä pieni Poughkeepsien kehitystiimi , mukaan lukien John Griffith ja Gene Amdahl , työskenteli suunnitteluehdotuksen parissa. Kun he olivat saaneet työnsä valmiiksi ja valmistautuessaan pitämään esityksen, insinööri Ralph Palmer pysäytti heidät ja kutsui ratkaisua vääräksi [7] . Projektissa ehdotettiin käytettäväksi joko piste- tai pintaestetransistoreja , joiden oletettiin menettävän ominaisuuksiaan äskettäin kehitetyille diffuusiotransistoreille [8] .

IBM:n edustajat palasivat Livermoreen ja ilmoittivat vetäytyvänsä sopimuksesta tarjoten vastineeksi paljon paremman järjestelmän luomista. "Emme luo sellaista konetta sinulle. Haluamme luoda jotain parempaa! Emme tiedä tarkalleen, mitä se kestää, mutta uskomme, että se on miljoona dollaria ja toinen vuosi kehitystä. Emme myöskään tiedä kuinka nopeasti tämä kone käy, mutta haluaisimme saavuttaa kymmenen miljoonaa operaatiota sekunnissa. [9] Livermoren laboratorion johto ei ollut vaikuttunut, ja toukokuussa 1955 ilmoitettiin, että UNIVAC voitti tarjouskilpailun LARC -tietokoneen (nyt Livermore Automatic Research Computer ) luomisesta. LARC toimitetaan lopulta kesäkuussa 1960 [10] .

Syyskuussa 1955 peläten, että Los Alamos National Laboratory voisi tilata myös LARC-tietokoneen, IBM jätti alustavan hakemuksen korkean suorituskyvyn binääritietokoneesta, joka perustui Livermore-laboratorion hylkäämään parannelliseen versioon. Laboratorio osoitti kiinnostusta hakemusta kohtaan. Tammikuussa 1956 Stretch-projekti alkoi virallisesti. Marraskuussa 1956 IBM voitti tarjouskilpailun ja asetti suorituskyvylle korkean riman, "vähintään 100 kertaa IBM 704 :n suorituskyvyn " (noin 4 MIPS). Toimitus ajoitettiin vuodelle 1960 [11] .

Suunnittelun aikana osoittautui tarpeelliseksi laskea kellotaajuutta, minkä seurauksena kävi selväksi, että Stretch ei pystyisi saavuttamaan suunniteltua suorituskykyä. Suorituskyvyn odotettiin kuitenkin olevan 60–100 kertaa IBM 704:n suorituskykyyn verrattuna. Vuonna 1960 IBM 7030:n hinta oli 13,5 miljoonaa dollaria. Vuonna 1961 todelliset testit osoittivat, että IBM 7030:n suorituskyky oli vain 30 kertaa suurempi kuin IBM 704:n (noin 1,2 MIPS), mikä aiheutti huomattavia vaikeuksia IBM:lle. Toukokuussa 1961 IBM:n presidentti Thomas Watson Jr. ilmoitti alentavansa 7030:n hintaa 7,78 miljoonaan dollariin kaikille allekirjoittaneille asiakkaille ja lopettavansa välittömästi lisämyynnin.

Vaikutus laskentatekniikan kehitykseen

Vaikka IBM 7030:tä ei pidetty menestyneenä, se poiki monia tekniikoita, joita käytettiin myöhemmissä erittäin menestyneissä tietokoneissa. 7030:lle kehitetyistä Standard Modular System -transistorilogiikkamoduuleista tuli perusta useimmille IBM-tietokoneiden transistorimalleille, mukaan lukien IBM 7090 -sarjan tieteelliset tietokoneet, IBM 7070 ja 7080 kaupalliset tietokoneet , IBM 7040 ja IBM 1400 -sarjat, ja IBM 1620 pieni tieteellinen tietokone . IBM 7302 magneettisydämismuistilohkoa käytettiin myös tietokoneissa IBM 7090, IBM 7070 ja IBM 7080. Moniohjelmoinnin , muistin suojauksen ja keskeytyksen käsittelymenetelmien periaatteita käytettiin sekä IBM System / 360 -sarjan tietokoneissa että useimmissa myöhemmin. prosessorit .

Projektipäällikkö Stephen Dunwell ,  jota rangaistiin Stretchin kaupallisesta epäonnistumisesta, totesi pian System/360-sarjan ilmiömäisen onnistuneen lanseerauksen jälkeen vuonna 1964, että useimpia sen perusideoita sovellettiin ensimmäisen kerran Stretchissä [12] . Vuonna 1966 hän sai virallisen anteeksipyynnön ja sai IBM:n kunniajäsenen, mikä antoi hänelle resurssit ja valtuudet johtaa omaa tutkimuslinjaansa [12] .

Sekä IBM:n (esim. IBM System/360 -sarjan mallit 91 ja 95, IBM System/370 -sarjan mallit 195, IBM 3090 -sarja) ja muut valmistajat käyttivät ohjeiden liukuhihna- , koodien esihaku- ja muistin raidoitustekniikoita myöhemmissä supertietokonesuunnitelmissa. Näitä tekniikoita käytetään edelleen useimmissa nykyaikaisissa mikroprosessoreissa, alkaen Intel Pentiumista ja Motorola/IBM PowerPC :stä, sekä monissa eri valmistajien sulautetuissa mikroprosessoreissa ja mikro-ohjaimissa.

IBM 7030 Stretch toimi koulutusalustana tietokoneinsinööreille, kuten Gerrit Blaauwille ja Fred Brooksille  , IBM System/360:n tuleville luojille ja John Cockille , IBM RS/6000  :n tulevalle arkkitehdille [13] .

IBM 7030 -toimitukset asiakkaille

1. Los Alamos National Laboratory  - huhtikuussa 1961, otettu käyttöön toukokuussa 1961, käytössä 21. kesäkuuta 1971 asti. Brigham Young University käytti tämän tietokoneen osia toisessa Stretchissä, joka ostettiin MITERiltä.
2. Yhdysvaltain kansallinen turvallisuusvirasto - helmikuussa 1962 IBM 7950 Harvest -järjestelmän prosessorina , jota käytettiin vuoteen 1976 asti, kunnes IBM 7955 -nauha-asema epäonnistui sellaisten komponenttien kulumisen vuoksi, joita ei voitu vaihtaa.
3. Livermoren kansallinen laboratorio  - maaliskuu 1961. Osti Stretchin täydentämään UNIVAC LARC - supertietokonettaan . Venytys oli noin kaksi kertaa nopeampi kuin LARC [14] .
4. UK Atomic Weapons Organisation Aldermastonissa.
5. Yhdysvaltain kansallinen sääpalvelu .
6. MITER Corporation (Boston, USA) - käytössä elokuuhun 1971 asti. Keväällä 1972 se myytiin symbolisella 5 dollarilla Brigham Young Universitylle (Utah, USA). Viimeinen jäljellä oleva Stretch. Se suljettiin juhlallisesti 5. syyskuuta 1980 [15] .
7. Yhdysvaltain laivastoalue Dahlgrenissa , Virginiassa.
8. IBM.
9. Ranskan atomienergiakomissiariaatti .

Tällä hetkellä IBM 7030 Livermore National Laboratorysta (lukuun ottamatta magneettisia ydinmuistiyksiköitä) sekä osia MITER Corporationin omistamasta IBM 7030:sta ovat Kalifornian Mountain View'n Computer History Museumin kokoelmassa .

Tekniset tiedot

• konesanan pituus  - 64 bittiä (plus 8 ohjausbittiä virheenkorjausmahdollisuudella ).
• osoiteväylän leveys on 18 bittiä (operandiosoitteet voivat sisältää lisäksi 6 bittiä ilmaisemaan siirtymän sanan sisällä).
• käskyn pituus on 32 tai 64 bittiä.
• välilaskentojen tarkkuus on 128 bittiä.
• liukulukulisäyksen toimintaaika  - 1,38-1,5 mikrosekuntia .
• liukulukukertoaika - 2,48-2,70 mikrosekuntia.
• liukulukujakoaika - 9,00-9,90 mikrosekuntia.
• I/O-kanavien määrä on enintään 32.
• transistorien määrä on noin 170 000.
• logiikkaelementtien tyyppi - virtakytkimet ( ESL ) [16] .
• muisti magneettisydämillä 16 K - 256 K sanaa (vakiopaketissa - 96 K sanaa yhdistettynä kahteen lohkoon - 64 K sanaa 4-kertaisella nipulla ja 32 K sanaa 2-kertaisella nipulla). Muisti upotettiin öljyyn magneettisydämien ominaisuuksien lämpötilan vakauttamiseksi.

Arkkitehtuuri

Tietomuodot

IBM 7030:ssä oli laitteistotuki konesanan bittikenttien käsittelyyn. Tämä mahdollisti työskentelyn muuttuvan pituisten tietotyyppien kanssa.

• Kokonaisluvut saattoivat olla vaihtelevan pituisia, ja ne tallennettiin joko binäärimuodossa (1 - 64 bittiä) tai desimaalimuodossa (1 - 16 numeroa) etumerkittynä tai etumerkittömänä. Desimaalimuodossa olevan luvun yhden numeron pituus voi olla 4–8 bittiä. Vain 4 vähiten merkitsevää bittiä olivat merkittäviä, ylimääräisillä "vyöhykebiteillä" saattoi olla mielivaltainen arvo. Tämä mahdollisti numeroiden tallentamisen ja käsittelyn suoraan aakkosnumeerisessa esityksessä [17] .
• Liukulukuluvuilla oli kiinteä muoto ja ne sisälsivät yksibittisen eksponenttilipun, 10 eksponenttibittiä, 1 eksponenttimerkkibitin, 48-bittisen mantissan, 1 mantissamerkkibitin ja 3 yksibittistä datalippua.
• Aakkosnumeeriset merkit olivat vaihtelevan pituisia ja niissä voitiin käyttää mitä tahansa alle 8 bitin koodausta .
• "tavut" olivat vaihtelevan pituisia (1 - 8 bittiä) [11] .

Rekisterit

Ensimmäiset 32 ​​muistiosoitetta käytettiin rekistereihin pääsyyn. Indeksirekisterien arvot tallennettiin prosessorin erityiseen nopeaan muistiin, jota kutsutaan indeksimuistiksi. Rekisterien tarkoitus on esitetty taulukossa [17] .

Muistiinpanot

1. ↑ Flamm, Kenneth. Tietokoneen luominen: hallitus, teollisuus ja korkea teknologia . - Washington, DC: Brookings Institution , 1988. - S. 21. - 210 s. — ISBN 0-8157-2849-2 . Arkistoitu 18. syyskuuta 2016 Wayback Machineen 
2. ↑ Schechter, Susan. Sotilas- ja muiden valtion menojen vaikutukset tietokoneteollisuuteen: alkuvuodet . - Santa Monica, Kalifornia: RAND Corporation , 1989. - S. 33-38. Arkistoitu 24. syyskuuta 2016 Wayback Machineen 
3. ↑ Samuel Simon Snyder. NSA:n yleiskäyttöisten digitaalisten tietokoneiden historia. - National Security Agency, 1964. - S. 39-64. Skannattu PDF-versio Arkistoitu 4. maaliskuuta 2016 Wayback Machinessa 
4. ↑ Simmons, 1988 , s. 456.
5. ↑ Tietojenkäsittelytieteen tietosanakirja / Toimittaneet Anthony Ralston, Edwin D. Reilly ja David Hemmennger. – 4. painos - Lontoo: Nature Publishing Group, 2000. - S. 825. - 2034 s. — ISBN 0-333-77879-0 . Arkistoitu 27. syyskuuta 2016 Wayback Machineen 
6. ↑ Jake Widman. Opitut opetukset: IT:n suurimmat projektien epäonnistumiset . PCWorld (9. lokakuuta 2008). Haettu 4. heinäkuuta 2014. Arkistoitu alkuperäisestä 5. marraskuuta 2012. (määrätön)
7. ↑ 12 Evans , 1984 , s. yksitoista.
8. ↑ Evans 1984 , s. 12.
9. ↑ Evans 1984 , s. 13.
10. ↑ Charles Cole. Remington Rand Univac LARC . Haettu 4. heinäkuuta 2014. Arkistoitu alkuperäisestä 26. lokakuuta 2018. (määrätön)
11. ↑ 12 Mark Smotherman . IBM Stretch (7030) - Aggressive Uniprocessor Parallelism (heinäkuu 2010). Haettu 4. heinäkuuta 2014. Arkistoitu alkuperäisestä 2. lokakuuta 2017.  (määrätön)
12. ↑ 12 Simmons , 1988 , s. 160.
13. ↑ (2013) Tietokoneen organisaatio ja suunnittelu – Laitteisto-ohjelmistoliitäntä, 5. painos ( ISBN 0124077269 ): 4.16 Historiallinen näkökulma ja lisälukemista
14. ↑ Sydney Furbachin haastattelu . Käyttöpäivä: 12. helmikuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 3. syyskuuta 2012. (määrätön)
15. ↑ Viimeinen IBM STRETCH -supertietokone on sammutettu . Haettu 12. helmikuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 12. helmikuuta 2017. (määrätön)
16. ↑ EJ Rymaszewski et ai. Semiconductor Logic Technology in IBM  // IBM Journal of Research and Development. - 1981. - T. 25 , no. 5 . — S. 607–608 . — ISSN 0018-8646 . - doi : 10.1147/rd.255.0603 . Arkistoitu alkuperäisestä 5. heinäkuuta 2008.
17. ↑ 1 2 IBM 7030 Data Processing System Reference Manual (PDF). IBM (1961). Haettu 4. heinäkuuta 2014. Arkistoitu alkuperäisestä 29. syyskuuta 2018. (määrätön)

Kirjallisuus

• Erich Bloch, "The Engineering Design of the Stretch Computer", Proc. IRE/AIEE/ACM Eastern Joint Computer Conference, Boston, joulukuu 1959, s. 48-58.
• (1962) Werner Buchholz, toimittaja: Tietokonejärjestelmän suunnittelu: Project Stretch ( ISBN 0070087202 )
• Erittäin nopeiden järjestelmien suunnittelu: Complex Stretch / toim. W. Buchholz; lyhenne per. englannista. VC. Smirnova; toim. A.I. Kitov. - M . : Mir, 1965. - 384 s.
• Bob O Evans IBM System/360  // Tietokonemuseon raportti. - 1984. - Numero. 9 . — ISSN 0736-5438 .
• (1986) IBM's Early Computers - A Technical History ( ISBN 0262523930 )
• William W. Simmons. IBM:n sisällä: Watsonin vuodet. Ja henkilökohtainen muistelma . - Dorrance, 1988. - 202 s. — ISBN 978-0805931167 .
• Emerson W. Pugh, Lyle R. Johnson, John H. Palmer. IBM:n 360- ja Early 370 -järjestelmät . - The MIT Press, 2003. - 844 s. — ISBN 0262517205 .  (englanniksi)  - s. 368-424

Linkit

• Suullisen historian haastattelu Gene Amdahl Charles Babbage Instituten kanssa, Minnesotan yliopisto, Minneapolis. Gene Amdahlin haastattelu.
• IBM Stretch Collection Computer History Museumissa
  • Asiakirjakokoelman sisällysluettelo
• 7030 Data Processing System (IBM-arkistot)
• IBM Stretch (alias IBM 7030 Data Processing System)
• IBM Stretchin organisaatioluonnos
• BRL-raportti IBM Stretchistä
• Tietokonejärjestelmän suunnittelu – Project Stretch / toimittanut Werner Buchholz. - Mcgraw-Hill, 1962. - 336 s. - ISBN 978-0070087200 .
  • Skannattu kopio, jonka kirjoittajat ovat nimikirjoittaneet
  • Haettavissa oleva PDF
• IBM 7030 -dokumentaatio osoitteessa Bitsavers.org

Sanakirjat ja tietosanakirjat	Britannica (verkossa)
Bibliografisissa luetteloissa	J9U : 987007536170905171 LCCN : sh85063932