El IBM 7030 , también conocido como estiramiento , era IBM primera 's transistorizado superordenador . Fue la computadora más rápida del mundo desde 1961 hasta que el primer CDC 6600 entró en funcionamiento en 1964. [2] [3]
IBM Stretch | |
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Diseño | |
Fabricante | IBM |
Diseñador | Gene Amdahl |
Fecha de lanzamiento | Mayo de 1961 |
Unidades vendidas | 9 |
Precio | US $ 7,780,000 (equivalente a $ 67,380,000 en 2020) |
Caja | |
Peso | 70.000 libras (35 toneladas cortas; 32 t) [1] |
Energía | 100 kW [1] a 110 V |
Sistema | |
Sistema operativo | MCP |
UPC | Procesador de 64 bits |
Memoria | 2048 kilobytes (262144 x 64 bits) [1] |
MIPS | 1.2 MIPS |
Originalmente diseñado para cumplir con un requisito formulado por Edward Teller en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore , el primer ejemplo se entregó al Laboratorio Nacional de Los Alamos en 1961, y una segunda versión personalizada, el IBM 7950 Harvest , a la Agencia de Seguridad Nacional en 1962. The Stretch en el Establecimiento de Investigación de Armas Atómicas en Aldermaston , Inglaterra, fue muy utilizado por los investigadores allí y en AERE Harwell , pero solo después del desarrollo del compilador S2 Fortran, que fue el primero en agregar matrices dinámicas , y que luego fue portado al Atlas Ferranti de Laboratorio de Computación Atlas en Chilton. [4] [5]
El 7030 fue mucho más lento de lo esperado y no cumplió con sus agresivos objetivos de rendimiento. IBM se vio obligada a bajar su precio de $ 13,5 millones a solo $ 7,78 millones y retiró el 7030 de las ventas a clientes más allá de los que ya habían negociado contratos. La revista PC World nombró a Stretch como uno de los mayores fracasos de gestión de proyectos en la historia de TI . [6]
Dentro de IBM, ser eclipsado por la más pequeña Control Data Corporation parecía difícil de aceptar. [7] El líder del proyecto, Stephen W. Dunwell, [8] fue inicialmente excluido por su papel en el "fracaso", [9] pero a medida que el éxito del IBM System / 360 se hizo evidente, recibió una disculpa oficial y , en 1966 fue nombrado miembro de IBM . [10]
A pesar de que Stretch no cumplió con sus propios objetivos de rendimiento, sirvió como base para muchas de las características de diseño del exitoso IBM System / 360, que se envió en 1964.
Historia de desarrollo
A principios de 1955, el Dr. Edward Teller del Laboratorio de Radiación de la Universidad de California quería un nuevo sistema informático científico para cálculos hidrodinámicos tridimensionales . Se solicitaron propuestas a IBM y UNIVAC para este nuevo sistema, que se llamará Livermore Automatic Reaction Calculator o LARC . Según el ejecutivo de IBM, Cuthbert Hurd , un sistema de este tipo costaría aproximadamente 2,5 millones de dólares y funcionaría con uno o dos MIPS . [11] : 12 La entrega debía realizarse de dos a tres años después de la firma del contrato.
En IBM, un pequeño equipo de Poughkeepsie que incluía a John Griffith y Gene Amdahl trabajó en la propuesta de diseño. Justo después de que terminaron y estaban a punto de presentar la propuesta, Ralph Palmer los detuvo y dijo: "Es un error". [11] : 12 El diseño propuesto se habría construido con transistores de contacto puntual o transistores de barrera de superficie , ambos probablemente superados pronto por el entonces transistor de difusión recién inventado . [11] : 12
IBM regresó a Livermore y declaró que se retiraban del contrato, y en su lugar propuso un sistema dramáticamente mejor, "No vamos a construir esa máquina para usted; ¡queremos construir algo mejor! No sabemos exactamente lo que se necesitará". pero pensamos que será otro millón de dólares y un año más, y no sabemos qué tan rápido se ejecutará, pero nos gustaría disparar diez millones de instrucciones por segundo ". [11] : 13 Livermore no quedó impresionado, y en mayo de 1955 anunciaron que UNIVAC había ganado el contrato LARC , ahora llamado Livermore Automatic Research Computer . LARC finalmente se entregaría en junio de 1960. [12]
En septiembre de 1955, por temor a que el Laboratorio Nacional de Los Alamos también pudiera solicitar un LARC, IBM presentó una propuesta preliminar para una computadora binaria de alto rendimiento basada en la versión mejorada del diseño que Livermore había rechazado, que recibieron con interés. En enero de 1956, se inició formalmente el Proyecto Stretch. En noviembre de 1956, IBM ganó el contrato con el objetivo de rendimiento agresivo de una "velocidad al menos 100 veces la IBM 704 " (es decir, 4 MIPS). La entrega estaba programada para 1960.
Durante el diseño, resultó necesario reducir las velocidades de reloj, dejando en claro que Stretch no podía cumplir con sus agresivos objetivos de rendimiento, pero las estimaciones de rendimiento oscilaron entre 60 y 100 veces el IBM 704. En 1960, se fijó el precio de $ 13,5 millones para el IBM 7030. En 1961, los puntos de referencia reales indicaron que el rendimiento del IBM 7030 era solo unas 30 veces el IBM 704 (es decir, 1,2 MIPS), lo que provocó una considerable vergüenza para IBM. En mayo de 1961, Tom Watson anunció un recorte de precio de todos los 7030 en negociación a $ 7,78 millones y el retiro inmediato del producto de futuras ventas.
Su tiempo de adición de punto flotante fue de 1,38-1,5 microsegundos , el tiempo de multiplicación fue de 2,48-2,70 microsegundos y el tiempo de división fue de 9,00-9,90 microsegundos.
Impacto técnico
Si bien el IBM 7030 no se consideró exitoso, generó muchas tecnologías incorporadas en máquinas futuras que tuvieron mucho éxito. La lógica del transistor del Sistema Modular Estándar fue la base para la línea de computadoras científicas IBM 7090 , las computadoras comerciales IBM 7070 y 7080 , las líneas IBM 7040 e IBM 1400 y la pequeña computadora científica IBM 1620 ; el 7030 utilizó alrededor de 170.000 transistores. Las unidades IBM 7302 Model I Core Storage también se utilizaron en IBM 7090, IBM 7070 e IBM 7080. La multiprogramación , la protección de memoria, las interrupciones generalizadas, el byte de ocho bits para E / S [a] fueron todos conceptos incorporados posteriormente en IBM Sistema / línea 360 de computadoras, así como la mayoría de las unidades centrales de procesamiento (CPU) posteriores .
Stephen Dunwell, el director de proyectos que se convirtió en el chivo expiatorio cuando Stretch fracasó comercialmente, señaló poco después del lanzamiento fenomenalmente exitoso de System / 360 en 1964 que la mayoría de sus conceptos básicos fueron iniciados por Stretch. [13] En 1966 había recibido una disculpa y había sido nombrado miembro de IBM, un gran honor que conllevaba recursos y autoridad para realizar la investigación deseada. [13]
La canalización de instrucciones , la captación previa y la decodificación y el entrelazado de memoria se utilizaron en diseños posteriores de supercomputadoras, como IBM System / 360 Modelos 91 , 95 y 195 , y la serie IBM 3090 , así como en computadoras de otros fabricantes. A partir de 2019[actualizar], estas técnicas todavía se utilizan en la mayoría de los microprocesadores avanzados, comenzando con Intel Pentium y Motorola / IBM PowerPC , así como en muchos microprocesadores integrados y microcontroladores de varios fabricantes.
Implementación de hardware
La CPU 7030 utiliza lógica de emisor acoplado (originalmente llamada lógica de dirección de corriente ) [14] en 18 tipos de tarjetas de sistema modular estándar (SMS). Utiliza 4.025 tarjetas dobles (como se muestra) y 18.747 tarjetas simples, con 169.100 transistores, que requieren un total de 21 kW de potencia. [15] : 54 Utiliza transistores de deriva de germanio NPN y PNP de alta velocidad , con una frecuencia de corte superior a 100 MHz y que utilizan ~ 50 mW cada uno. [15] : 57 Algunos circuitos de tercer nivel usan un tercer nivel de voltaje. Cada nivel lógico tiene un retraso de aproximadamente 20 ns. Para ganar velocidad en áreas críticas, se usa la lógica emisor-seguidor para reducir el retardo a aproximadamente 10 ns. [15] : 55
Utiliza la misma memoria central que el IBM 7090 . [15] : 58
Instalaciones
- Laboratorio Científico de Los Alamos (LASL) en abril de 1961, aceptado en mayo de 1961 y utilizado hasta el 21 de junio de 1971.
- Agencia de Seguridad Nacional de los Estados Unidos en febrero de 1962 como CPU principal del sistema IBM 7950 Harvest , utilizado hasta 1976, cuando el sistema de cinta IBM 7955 Tractor desarrolló problemas debido a levas desgastadas que no se pudieron reemplazar.
- Laboratorio Nacional Lawrence Livermore , Livermore, California .
- Establecimiento de Armas Atómicas , Aldermaston , Inglaterra.
- Oficina Meteorológica de EE . UU .
- MITRE Corporation , utilizado hasta agosto de 1971. En la primavera de 1972, se vendió a la Universidad Brigham Young , donde fue utilizado por el departamento de física hasta su desguace en 1982.
- Campo de pruebas naval de Dahlgren de la Marina de los EE. UU .
- IBM.
- Commissariat à l'énergie atomique , Francia.
El IBM 7030 del Lawrence Livermore Laboratory (excepto por su memoria central ) y partes de MITRE Corporation / Brigham Young University IBM 7030 ahora residen en la colección del Computer History Museum , en Mountain View, California .
Arquitectura
Formatos de datos
- Los números de coma fija son de longitud variable, almacenados en binario (1 a 64 bits) o decimal (1 a 16 dígitos) y en formato sin signo o formato de signo / magnitud . En formato decimal, los dígitos son bytes de longitud variable (4 a 8 bits).
- Los números de coma flotante tienen un indicador de exponente de 1 bit, un exponente de 10 bits, un signo de exponente de 1 bit, una magnitud de 48 bits y un byte de signo de 4 bits en formato de signo / magnitud.
- Los caracteres alfanuméricos son de longitud variable y pueden utilizar cualquier código de carácter de 8 bits o menos.
- Los bytes son de longitud variable (de 1 a 8 bits). [dieciséis]
Formato de instrucción
Las instrucciones son de 32 bits o de 64 bits.
Registros
Los registros se superponen a las primeras 32 direcciones de memoria como se muestra. [17]
! Habla a | Mnemotécnico | Registrarse | Guardado en: |
---|---|---|---|
0 | $ Z | Cero de 64 bits: siempre se lee como cero, no se puede cambiar mediante escrituras | Almacenamiento del núcleo principal |
1 | $ IT | temporizador de intervalo (bits 0..18): decrementado a 1024 Hz, se recicla aproximadamente cada 8.5 minutos, en cero enciende el "indicador de señal de tiempo" en el registro del indicador | Almacenamiento del núcleo del índice |
$ TC | Reloj de tiempo de 36 bits (bits 28..63): recuento de tics de 1024 Hz, los bits 38..63 se incrementan una vez por segundo, se recicla cada ~ 777 días. | ||
2 | $ IA | Dirección de interrupción de 18 bits | Almacenamiento del núcleo principal |
3 | $ UB | Dirección de límite superior de 18 bits (bits 0-17) | Registro de transistores |
$ LB | Dirección de límite inferior de 18 bits (bits 32-49) | ||
Control de límites de 1 bit (bit 57): determina si las direcciones dentro o fuera de los límites están protegidas | |||
4 | Bits de mantenimiento de 64 bits: solo se utilizan para mantenimiento | Almacenamiento del núcleo principal | |
5 | $ CA | dirección de canal (bits 12..18): solo lectura, establecido por el "intercambio", un procesador de E / S | Registro de transistores |
6 | $ CPUS | otros bits de CPU (bits 0..18): mecanismo de señalización para un grupo de hasta 20 CPU | Registro de transistores |
7 | $ LZC | recuento de ceros a la izquierda (bits 17..23): número de bits de cero a la izquierda de un resultado de conexión o una operación de coma flotante | Registro de transistores |
$ AOC | recuento de todos unos (bits 44..50): recuento de bits establecidos en resultado conectivo o múltiplo decimal o división | ||
8 | $ L | Mitad izquierda del acumulador de 128 bits | Registro de transistores |
9 | $ R | Mitad derecha del acumulador de 128 bits | |
10 | $ SB | byte de signo de acumulador (bits 0..7) | |
11 | $ IND | registro indicador (bits 0..19) | Registro de transistores |
12 | $ MASCARA | Registro de máscara de 64 bits: bits 0 ... 19 siempre 1, bits 20 ... 47 escribibles, bits 48 ... 63 siempre 0 | Registro de transistores |
13 | $ RM | Registro de resto de 64 bits: establecido solo por instrucciones de división de punto flotante y entero | Almacenamiento del núcleo principal |
14 | $ FT | Registro de factor de 64 bits: cambiado solo por la instrucción "factor de carga" | Almacenamiento del núcleo principal |
15 | $ TR | Registro de tránsito de 64 bits | Almacenamiento del núcleo principal |
16 ... 31 | $ X0 ... $ X15 | Registros de índice de 64 bits (dieciséis) | Almacenamiento del núcleo del índice |
Los registros acumulador e índice operan en formato de signo y magnitud .
Memoria
La memoria principal es de 16K a 256K palabras binarias de 64 bits, en bancos de 16K.
La memoria se calentó / enfrió por inmersión en aceite para estabilizar sus características operativas.
Software
- Programa de montaje STRETCH (STRAP)
- MCP (no confundir con el MCP de Burroughs )
- Lenguajes de programación COLASL e IVY [18]
- Lenguaje de programación FORTRAN [19]
Ver también
- IBM 608 , el primer dispositivo informático transistorizado disponible comercialmente
- ILLIAC II , una supercomputadora transistorizada de la Universidad de Illinois que compitió con Stretch.
Notas
- ^ Si bien Stretch tenía instrucciones con tamaños de bytes variables , ningún procesador posterior de IBM lo hizo. Sin embargo, Burroughs , CDC , DEC , GE , RCA , UNIVAC y sus sucesores tenían máquinas con varios tamaños de bytes; Burroughs, CDC y DEC tenían máquinas que admitían cualquier tamaño, desde 1 hasta lalongitud dela palabra .
Referencias
- ^ a b c Informe BRL 1961
- ^ "Diseñada por Seymour Cray, la CDC 6600 era casi tres veces más rápida que la siguiente máquina más rápida de su época, la IBM 7030 Stretch". Hacer un mundo de diferencia: convertir ideas en realidad . Academia Nacional de Ingeniería . 2014. ISBN 978-0309312653.
- ^ "En 1964, el CDC 6600 de Cray reemplazó a Stretch como la computadora más rápida del mundo". Andreas Sofroniou (2013). SISTEMAS EXPERTOS, INGENIERÍA DEL CONOCIMIENTO PARA LA REPLICACIÓN HUMANA . ISBN 978-1291595093.
- ^ "Algunos compiladores de FORTRAN del Reino Unido tempranos" .
- ^ "Descripción general de HARTRAN" .
- ^ Widman, Jake (9 de octubre de 2008). "Lecciones aprendidas: mayores fallas de proyectos de TI" . PCWorld . Consultado el 23 de octubre de 2012 .
- ^ Como se señaló en el famoso memorando "Conserje", en el que el CEO de IBM, TJ Watson Jr, preguntó "por qué hemos perdido nuestro liderazgo en la industria" a "34 personas, incluido el conserje". "Memorando de Watson Jr. sobre CDC 6600" . 28 de agosto de 1963.
- ^ "Archivos de IBM: Stephen W. Dunwell" . IBM .
- ^ "Stretch se consideró un fracaso comercial y Dunwell fue enviado a ..." Smotherman, Mark; Spicer, Dag. "Esfuerzos de supercomputadora de un solo procesador de IBM" .
- ^ "para realizar cualquier investigación que desee". Wolfgang Saxon (24 de marzo de 1994). "SW Dunwell, 80, ingeniero en IBM; Computadoras diseñadas" . The New York Times .
- ^ a b c d Bob Evans (verano de 1984). "IBM System / 360" . Informe del Museo de la Computación . págs. 8-18.
- ^ Charles Cole. "El Remington Rand Univac LARC" .
- ^ a b Simmons, William W .; Elsberry, Richard B. (1988), Inside IBM: the Watson years (una memoria personal) , Pensilvania, EE.UU .: Dorrance, p. 160, ISBN 978-0805931167. Las memorias de un alto ejecutivo de IBM, que recoge sus recuerdos de su experiencia y la de IBM desde la Segunda Guerra Mundial hasta la década de 1970.CS1 maint: posdata ( enlace ).
- ^ Rymaszewski, EJ; et al. (1981). "Tecnología lógica de semiconductores en IBM". IBM Journal of Research and Development . 25 (5): 607–608. doi : 10.1147 / rd.255.0603 . ISSN 0018-8646 .
- ^ a b c d Erich Bloch (1959). El diseño de ingeniería de la computadora de estiramiento (PDF) . Conferencia Este de Computación Conjunta.
- ^ Mark Smotherman (julio de 2010). "IBM Stretch (7030) - Paralelismo de monoprocesador agresivo" . clemson.edu . Consultado el 7 de diciembre de 2013 .
- ^ "Manual de referencia del sistema de procesamiento de datos IBM 7030" (PDF) . bitsavers.org . IBM. 1961. p. 34..38 . Consultado el 5 de mayo de 2015 .
- ^ Roger B. Lazarus (1978). Computación en LASL en las décadas de 1940 y 1950 . Departamento de Energía de Estados Unidos . págs. 14-15.
- ^ "El sistema IBM 7030 FORTRAN" (PDF) . Museo de Historia de la Computación . Colección IBM Stretch: International Business Machines Corporation . 1961. p. 36 . Consultado el 28 de febrero de 2015 .
Otras lecturas
- Brooks, Frederick (2010). "Estirar es un gran ejercicio: te pone en forma para ganar". IEEE Annals of the History of Computing . 32 : 4-9. doi : 10.1109 / MAHC.2010.26 . S2CID 43480009 .
enlaces externos
- Entrevista de historia oral con Gene Amdahl Charles Babbage Institute , Universidad de Minnesota, Minneapolis. Amdahl analiza su papel en el diseño de varias computadoras para IBM, incluidas STRETCH, IBM 701 , 701A e IBM 704 . Habla de su trabajo con Nathaniel Rochester y la gestión de IBM del proceso de diseño de computadoras.
- IBM Stretch Collections @ Computer History Museum
- Página de índice de la colección
- El sistema IBM 7030 FORTRAN
- Página de índice de la colección
- Sistema de procesamiento de datos 7030 (archivos de IBM)
- IBM Stretch (también conocido como IBM 7030 Data Processing System)
- Esquema de organización de IBM Stretch
- Informe BRL sobre IBM Stretch
- Planificación de un sistema informático - Proyecto Stretch , libro de 1962.
- Escaneo de copia autografiada por varios de los colaboradores.
- Archivo PDF con capacidad de búsqueda
- Documentos IBM 7030 en Bitsavers.org (archivos PDF)
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