IBM 7030 Stretch - IBM 7030 Stretch

IBM Stretch
IBM 7030-CNAM 22480-IMG 5115-gradient.jpg
IBM 7030 vedligeholdelseskonsol på Musée des Arts et Métiers , Paris
Design
Fabrikant IBM
Designer Gene Amdahl
Udgivelses dato Maj 1961 ( Maj 1961 )
Enheder solgt 9
Pris US $ 7.780.000 (svarer til $ 67.380.000 i 2020)
Kabinet
Vægt 70.000 pund (35 korte tons; 32 t)
Strøm 100 kW @ 110 V
System
Operativ system MCP
CPU 64-bit processor
Hukommelse 2048 kilobytes (262144 x 64bits)
MIPS 1.2 MIPS

Den IBM 7030 , også kendt som Stretch , var IBM 's første transistoriseret supercomputer . Det var den hurtigste computer i verden fra 1961 til den første CDC 6600 blev operationel i 1964.

Oprindeligt designet til at opfylde et krav formuleret af Edward Teller ved Lawrence Livermore National Laboratory , blev det første eksempel leveret til Los Alamos National Laboratory i 1961 og en anden tilpasset version, IBM 7950 Harvest , til National Security Agency i 1962. The Stretch ved Atomic Weapons Research Establishment i Aldermaston , England blev stærkt brugt af forskere der og i AERE Harwell , men først efter udviklingen af ​​S2 Fortran Compiler, som var den første, der tilføjede dynamiske arrays , og som senere blev overført til Ferranti Atlas of Atlas Computer Laboratory i Chilton.

7030 var meget langsommere end forventet og lykkedes ikke at opfylde sine aggressive præstationsmål. IBM blev tvunget til at sænke sin pris fra $ 13,5 millioner til kun $ 7,78 millioner og trak 7030 tilbage fra salg til kunder ud over dem, der allerede havde forhandlet kontrakter. PC World -magasinet udnævnte Stretch til en af ​​de største projektstyringsfejl i it -historien.

Inden for IBM virkede det svært at acceptere at blive formørket af det mindre Control Data Corporation . Projektlederen, Stephen W. Dunwell, blev oprindeligt gjort til syndebuk for sin rolle i "fiaskoen", men da succesen med IBM System/360 blev indlysende, fik han en officiel undskyldning, og i 1966 blev han foretaget som en IBM Fellow .

På trods af at Stretch ikke opfyldte sine egne præstationsmål, tjente det som grundlag for mange af designfunktionerne i den succesfulde IBM System/360, der blev sendt i 1964.

Udviklingshistorie

I begyndelsen af ​​1955 ønskede Dr. Edward Teller fra University of California Radiation Laboratory et nyt videnskabeligt computersystem til tredimensionelle hydrodynamiske beregninger. Der blev anmodet om forslag fra IBM og UNIVAC til dette nye system, der skulle kaldes Livermore Automatic Reaction Calculator eller LARC . Ifølge IBM -chef Cuthbert Hurd ville et sådant system koste cirka 2,5 millioner dollars og ville køre med en til to MIPS . Leveringen skulle være to til tre år efter, at kontrakten blev underskrevet.

Hos IBM arbejdede et lille team på Poughkeepsie, herunder John Griffith og Gene Amdahl, med designforslaget. Lige efter de var færdige og skulle præsentere forslaget, stoppede Ralph Palmer dem og sagde: "Det er en fejl." Det foreslåede design ville have været bygget med enten punktkontakt transistorer eller overfladebarriere transistorer , som begge sandsynligvis snart vil blive bedre end den nyopfundne diffusionstransistor .

IBM vendte tilbage til Livermore og erklærede, at de trak sig fra kontrakten og foreslog i stedet et dramatisk bedre system, "Vi kommer ikke til at bygge den maskine til dig; vi vil bygge noget bedre! Vi ved ikke præcis, hvad det vil tage men vi tror, ​​det vil være endnu en million dollars og endnu et år, og vi ved ikke, hvor hurtigt det vil køre, men vi vil gerne skyde for ti millioner instruktioner i sekundet. " Livermore var ikke imponeret, og i maj 1955 meddelte de, at UNIVAC havde vundet LARC -kontrakten, nu kaldet Livermore Automatic Research Computer . LARC ville i sidste ende blive leveret i juni 1960.

I september 1955 af frygt for, at Los Alamos National Laboratory også kunne bestille en LARC, forelagde IBM et foreløbigt forslag til en højtydende binær computer baseret på den forbedrede version af designet, som Livermore havde afvist, som de modtog med interesse. I januar 1956 blev Project Stretch formelt igangsat. I november 1956 vandt IBM kontrakten med det aggressive præstationsmål om en "hastighed mindst 100 gange IBM 704 " (dvs. 4 MIPS). Leveringen var planlagt til 1960.

Under designet viste det sig nødvendigt at reducere urets hastigheder, hvilket gjorde det klart, at Stretch ikke kunne opfylde sine aggressive præstationsmål, men estimater for ydeevne varierede fra 60 til 100 gange IBM 704. I 1960 blev prisen på $ 13,5 millioner sat til IBM 7030. I 1961 indikerede de faktiske benchmarks , at IBM 7030's ydeevne kun var omkring 30 gange IBM 704 (dvs. 1,2 MIPS), hvilket forårsagede betydelig forlegenhed for IBM. I maj 1961 annoncerede Tom Watson en prissænkning på alle 7030'ere under forhandling til 7,78 millioner dollar og øjeblikkelig tilbagetrækning af produktet fra yderligere salg.

Dens tilføjelsestid for flydende punkter er 1,38–1,50 mikrosekunder , multiplikationstiden er 2,48–2,70 mikrosekunder, og divisionstiden er 9,00–9,90 mikrosekunder.

Teknisk indvirkning

Selvom IBM 7030 ikke blev betragtet som en succes, fremkaldte den mange teknologier, der blev inkorporeret i fremtidige maskiner, der var meget succesrige. Den standard modulsystem transistor logik var grundlaget for IBM 7090 linje af videnskabelige computere, den IBM 7070 og 7080 business computere, de IBM 7040 og IBM 1400 linjer, og IBM 1620 lille videnskabelig computer; 7030 brugte omkring 170.000 transistorer. De IBM 7302 Model I Core Lagerenheder blev også brugt i IBM 7090, IBM 7070 og IBM 7080. multiprogrammering , beskyttelse hukommelse, generelle afbryder, den otte-bit byte til I / O var alle begreber senere indarbejdet i IBM System / 360 række computere samt de fleste senere centrale processorenheder (CPU).

Stephen Dunwell, projektlederen, der blev en syndebuk, da Stretch mislykkedes kommercielt, påpegede kort tid efter den fænomenalt vellykkede lancering af System/360 i 1964, at de fleste af dets kernekoncepter var banebrydende af Stretch. I 1966 havde han modtaget en undskyldning og blev gjort til en IBM -stipendiat, en stor ære, der bar ressourcer og autoritet med sig for at forfølge sin ønskede forskning.

Instruktion pipelining , prefetch og dekodning, og hukommelse interleaving blev brugt i senere supercomputer designs som IBM System/360 -modeller 91 , 95 og 195 , og IBM 3090 -serien samt computere fra andre producenter. Fra 2021 bruges disse teknikker stadig i de fleste avancerede mikroprocessorer, begyndende med 1990'ernes generation, der omfattede Intel Pentium og Motorola/IBM PowerPC , samt i mange integrerede mikroprocessorer og mikrokontrollere fra forskellige producenter.

Hardwareimplementering

Et printkort fra IBM 7030, i Bradbury Science Museum , Los Alamos, New Mexico .

7030-CPU'en bruger emitterkoblet logik (oprindeligt kaldet strømstyringslogik ) på 18 typer Standard Modular System (SMS) -kort. Den bruger 4.025 dobbeltkort (som vist) og 18.747 enkeltkort, der rummer 169.100 transistorer, der kræver i alt 21 kW effekt. Den bruger højhastigheds-NPN- og PNP-germanium- driftstransistorer med afbrydelsesfrekvens over 100 MHz og bruger ~ 50 mW hver. Nogle kredsløb på tredje niveau bruger et 3. spændingsniveau. Hvert logisk niveau har en forsinkelse på ca. 20 ns. For at opnå hurtighed i kritiske områder bruges emitter-følger-logik til at reducere forsinkelsen til ca. 10 ns.

Den bruger den samme kernehukommelse som IBM 7090 .

Installationer

  1. Los Alamos Scientific Laboratory (LASL) i april 1961, accepteret i maj 1961 og brugt indtil 21. juni 1971.
  2. Lawrence Livermore National Laboratory , Livermore, Californien leveret november 1961.
  3. US National Security Agency i februar 1962 som hoved -CPU'en i IBM 7950 Harvest -systemet, der blev brugt indtil 1976, da IBM 7955 Tractor -båndsystemet udviklede problemer på grund af slidte knaster, der ikke kunne udskiftes.
  4. Atomic Weapons Establishment , Aldermaston , England, leveret februar 1962
  5. US Weather Bureau Washington DC, leveret juni/juli 1962.
  6. MITER Corporation , leveret december 1962. og brugt indtil august 1971. I foråret 1972 blev det solgt til Brigham Young University , hvor det blev brugt af fysikafdelingen, indtil det blev skrottet i 1982.
  7. US Navy Dahlgren Naval Proving Ground , leveret september/oktober 1962.
  8. Commissariat à l'énergie atomique , Frankrig, leveret november 1963.
  9. IBM.

Lawrence Livermore Laboratory's IBM 7030 (bortset fra dens kernehukommelse ) og dele af MITER Corporation/Brigham Young University IBM 7030 er nu bosat i Computer History Museum -samlingen i Mountain View, Californien .

Arkitektur

Dataformater

  • Fixed-point numre er variable i længden, gemt i enten binær (1 til 64 bit) eller decimal (1 til 16 cifre) og enten usigneret format eller tegn/størrelsesformat . I decimalformat er cifre bytes med variabel længde (4 til 8 bits).
  • Flydende punktnumre har et 1-bit eksponentflag, en 10-bit eksponent, et 1-bit eksponenttegn, en 48-bit størrelse og en 4-bit tegnbyte i tegn/størrelsesformat.
  • Alfanumeriske tegn har variabel længde og kan bruge enhver tegnkode på 8 bit eller mindre.
  • Bytes er variabel længde (1 til 8 bits).

Instruktionsformat

Instruktionerne er enten 32-bit eller 64-bit.

Registre

Registre overlejrer de første 32 hukommelsesadresser som vist.

! Adresse Mnemonic Tilmeld Lagret i:
0 $ Z 64-bit nul: læser altid som nul, kan ikke ændres ved skrivning Vigtigste kernelagring
1 $ IT interval timer (bits 0..18): dekrementeret ved 1024 Hz, genbruges cirka hvert 8,5 minut, ved nul tænder den "tidssignalindikatoren" i indikatorregistret Indeks kernelagring
$ TC 36-bit tidsur (bits 28..63): optælling af 1024 Hz kryds, bits 38..63 trin én gang i sekundet, genbruges hver ~ 777 dage.
2 $ IA 18-bit afbrydelsesadresse Vigtigste kernelagring
3 $ UB 18-bit øvre grænse adresse (bits 0-17) Transistorregister
$ LB 18-bit nedre grænse adresse (bit 32-49)
1-bit grænsekontrol (bit 57): bestemmer, om adresser inden for eller uden for grænseadresserne er beskyttet
4 64-bit vedligeholdelses bits: bruges kun til vedligeholdelse Vigtigste kernelagring
5 $ CA kanaladresse (bits 12..18): læses kun, indstillet af "exchange", en i/o -processor Transistorregister
6 $ CPUS andre CPU -bits (bits 0..18): signalmekanisme til en klynge på op til 20 CPU'er Transistorregister
7 $ LZC venstre nuller tæller (bits 17..23): antal førende nul bits fra et forbindelsesresultat eller flydende punkt operation Transistorregister
$ AOC all-one count (bits 44..50): antal bits, der er sat i forbindelsesresultat eller decimaltal eller divider
8 $ L. Venstre halvdel af 128-bit akkumulator Transistorregister
9 $ R Højre halvdel af 128-bit akkumulator
10 $ SB akkumulator tegn byte (bits 0..7)
11 $ IND indikatorregister (bits 0..19) Transistorregister
12 $ MASK 64-bit maskeregister: bits 0..19 altid 1, bits 20..47 skrivbare, bits 48..63 altid 0 Transistorregister
13 $ RM 64-bit restregister: kun angivet med heltal og flydende punktdelingsinstruktioner Vigtigste kernelagring
14 $ FT 64-bit faktorregister: kun ændret af instruktionen "belastningsfaktor" Vigtigste kernelagring
15 $ TR 64-bit transitregister Vigtigste kernelagring
16
...
31 		$ X0
...
$ X15		 64-bit indeksregistre (seksten) Indeks kernelagring

Akkumulator- og indeksregistre fungerer i tegn-og-størrelsesformat .

Hukommelse

Hovedhukommelsen er 16K til 256K 64-bit binære ord, i banker på 16K.

Hukommelsen blev nedsænket med olieopvarmning/afkøling for at stabilisere dens driftskarakteristika.

Software

Se også

Noter

Referencer

Yderligere læsning

eksterne links

Optegnelser
Forud af
 Verdens mest kraftfulde computer
1961–1963 		Efterfulgt af