IBM 7030 Stretch - IBM 7030 Stretch
| IBM Stretch | |
|---|---|
 Консоль обслуживания IBM 7030 в Музее искусств и ремесел , Париж
| |
| Дизайн | |
| Производитель | IBM |
| Дизайнер | Джин Амдал |
| Дата выхода | Май 1961 г. |
| Проданных единиц | 9 |
| Цена | 7 780 000 долларов США (эквивалент 67 380 000 долларов США в 2020 году) |
| Кожух | |
| Масса | 70000 фунтов (35 коротких тонн; 32 т) |
| Власть | 100 кВт при 110 В |
| Система | |
| Операционная система | MCP |
| Процессор | 64-битный процессор |
| объем памяти | 2048 килобайт (262144 x 64 бита) |
| MIPS | 1,2 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 в 1964 году не заработал первый CDC 6600 .
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 Atomic Weapons Research Establishment в Олдермастоне , Англия широко используются исследователями там и в AERE Харуэлле , но только после того, как развития S2 Fortran Compiler , который был первым , чтобы добавить динамические массивы , и который впоследствии был перенесен на Ferranti Атлас из Компьютерная лаборатория Атласа в Чилтоне.
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 .
В IBM было трудно смириться с тем, что меньшего размера Control Data Corporation затмила ее . Руководителя проекта, Стивена У. Данвелла, изначально сделали козлом отпущения за его роль в «провале», но когда успех IBM System / 360 стал очевиден, ему были принесены официальные извинения, и в 1966 году он был удостоен награды IBM. Товарищ .
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
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 руководителя IBM Катберта Херда , такая система будет стоить примерно 2,5 миллиона долларов и будет работать со скоростью от одного до двух MIPS . 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». Предлагаемая конструкция могла бы состоять из транзисторов с точечным контактом или транзисторов с поверхностным барьером , которые, вероятно, вскоре будут уступать недавно изобретенным диффузионным транзисторам .
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 работать со скоростью десять миллионов инструкций в секунду ». Ливермора это не впечатлило, и в мае 1955 года они объявили, что UNIVAC выиграл контракт с LARC , который теперь называется Livermore Automatic Research Computer . В конечном итоге LARC будет доставлен в июне 1960 года.
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, отвергнутого Ливермором, 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 составляет 1,38–1,50 микросекунды , время умножения составляет 2,48–2,70 микросекунды, а время деления составляет 9,00–9,90 микросекунды.
Техническое воздействие
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 единицы Модели I Ядро хранения были также использованы в IBM 7090, IBM 7070 и IBM 7080. Multiprogramming , защита памяти, обобщенные прерывания, то восемь-битные байты для ввода / вывода были все понятиями позже включен в IBM System / 360 линейка компьютеров, а также наиболее поздние центральные процессоры (ЦП).
Стивен Данвелл, руководитель 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. К 1966 году он получил извинения и был удостоен звания стипендиата IBM - высокой чести, которая подразумевала ресурсы и авторитет для проведения желаемых исследований.
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 195 и IBM 3090, а также в компьютерах других производителей. По состоянию на 2021 год эти методы все еще используются в большинстве современных микропроцессоров, начиная с поколения 1990-х годов, которое включало Intel Pentium и Motorola / IBM PowerPC , а также во многих встроенных микропроцессорах и микроконтроллерах различных производителей.
Аппаратная реализация
ЦП 7030 использует логику с эмиттерной связью (первоначально называемую логикой управления током ) 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. В нем используются высокоскоростные дрейфовые германиевые транзисторы NPN и PNP с частотой отсечки более 100 МГц и потребляемой мощностью ~ 50 мВт каждый. Некоторые схемы третьего уровня используют третий уровень напряжения. Каждый логический уровень имеет задержку около 20 нс. Для увеличения скорости в критических областях используется логика эмиттер-повторитель, чтобы уменьшить задержку примерно до 10 нс.
Он использует ту же базовую память, что и IBM 7090 .
Установки
- Лос-Аламосская научная лаборатория (LASL) в апреле 1961 г., принята в мае 1961 г. и использовалась до 21 июня 1971 г.
- Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса , Ливермор, Калифорния, доставлена в ноябре 1961 года.
- 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.
- Учреждение по атомному оружию , Олдермастон , Англия, поставлено в феврале 1962 года.
- Бюро погоды США в Вашингтоне, округ Колумбия, доставлено в июне / июле 1962 года.
- Корпорация MITER , поставлена в декабре 1962 г. и использовалась до августа 1971 г. Весной 1972 г. она была продана Университету Бригама Янга , где использовалась физическим факультетом до списания в 1982 г.
- Военно- морской полигон Дальгрен ВМС США , доставлен в сентябре / октябре 1962 года.
- Commissariat à l'énergie atomique , Франция, поставлено в ноябре 1963 года.
- IBM.
IBM 7030 Ливерморской лаборатории (за исключением его основной памяти ) и части IBM 7030 корпорации MITER / Университета Бригама Янга сейчас находятся в коллекции Музея истории компьютеров в Маунтин-Вью, Калифорния .
Архитектура
Форматы данных
- 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).
Формат инструкции
Инструкции бывают 32-битными или 64-битными.
Регистры
Регистры перекрывают первые 32 адреса памяти, как показано.
| ! Адрес | Мнемонический | регистр | Хранится в: |
|---|---|---|---|
| 0 | $ Z | 64-битный ноль: всегда читается как ноль, не может быть изменен записью | Основная память ядра |
| 1 | $ IT | интервальный таймер (биты 0..18): уменьшается с частотой 1024 Гц, повторяется каждые 8,5 минут, при нуле включает «индикатор сигнала времени» в регистре индикатора | Хранилище ядра индекса |
| $ TC | 36-битные часы (биты 28..63): счетчик импульсов 1024 Гц, биты 38..63 увеличиваются один раз в секунду, повторяются каждые ~ 777 дней. | ||
| 2 | $ IA | 18-битный адрес прерывания | Основная память ядра |
| 3 | $ UB | 18-битный адрес верхней границы (биты 0-17) | Регистр транзистора |
| $ LB | 18-битный адрес нижней границы (биты 32-49) | ||
| 1-битный контроль границы (бит 57): определяет, защищены ли адреса внутри или вне граничных адресов. | |||
| 4 | 64-битные служебные биты: используются только для обслуживания | Основная память ядра | |
| 5 | $ CA | адрес канала (биты 12..18): только для чтения, устанавливается "обменом", процессором ввода-вывода | Регистр транзистора |
| 6 | $ CPUS | другие биты ЦП (биты 0..18): механизм сигнализации для кластера до 20 ЦП | Регистр транзистора |
| 7 | $ LZC | количество левых нулей (биты 17..23): количество начальных нулевых битов из связного результата или операции с плавающей запятой | Регистр транзистора |
| $ AOC | счетчик всех единиц (биты 44..50): количество битов, установленных в соединительном результате или десятичном кратном или делении | ||
| 8 | $ L | Левая половина 128-битного аккумулятора | Регистр транзистора |
| 9 | $ R | Правая половина 128-битного аккумулятора | |
| 10 | $ SB | байт знака аккумулятора (биты 0..7) | |
| 11 | $ IND | регистр индикатора (биты 0..19) | Регистр транзистора |
| 12 | $ МАСКА | 64-битный регистр маски: биты 0..19 всегда 1, биты 20..47 доступны для записи, биты 48..63 всегда 0 | Регистр транзистора |
| 13 | $ RM | 64-битный регистр остатка: устанавливается только инструкциями деления на целые числа и числа с плавающей запятой | Основная память ядра |
| 14 | $ FT | 64-битный регистр коэффициента: изменяется только инструкцией "коэффициент загрузки" | Основная память ядра |
| 15 | $ TR | 64-битный транзитный регистр | Основная память ядра |
| 16 ... 31 |
$ X0 ... $ X15 |
64-битные индексные регистры (шестнадцать) | Хранилище ядра индекса |
Регистры аккумулятора и индекса работают в формате знака и величины .
объем памяти
Основная память - это от 16К до 256К 64-битных двоичных слов в банках по 16К.
Память нагревается / охлаждается иммерсионным маслом для стабилизации рабочих характеристик.
Программное обеспечение
- Программа сборки STRETCH (STRAP)
- MCP (не путать с MCP Берроуза )
- Языки программирования COLASL и IVY
- Язык программирования FORTRAN
Смотрите также
- IBM 608 , первое коммерчески доступное транзисторное вычислительное устройство
- ILLIAC II , транзисторный суперкомпьютер из Университета Иллинойса, который конкурировал с Stretch.
Примечания
использованная литература
дальнейшее чтение
- 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
- Устное историческое интервью 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
- 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.
- Документы IBM 7030 на Bitsavers.org (файлы PDF)