Отец суперкомпьютеров. История Сеймура Крэя и корпорации Cray
Представьте себе начало 70-х. Человечество высадилось на Луне, холодная война в самом разгаре, а потребность в вычислительных ресурсах растет с каждым годом. Именно в этот момент в сфере компьютерных технологий появляется человек по имени Сеймур Крэй — блестящий инженер и настоящий новатор, который верил, что только очень быстрые и очень мощные компьютеры помогут человечеству форсировать развитие технологий и совершить множество научных открытий.
Кто такой Сеймур Крэй?
Разработать и даже построить суперкомпьютер — это только половина дела. Намного сложнее сделать его коммерчески успешным. Человек, которому это удалось, — Сеймур Крэй, — появился на свет 28 сентября 1925 года в городке Чиппева-Фолс, штат Висконсин. Его отец, инженер-строитель, привил мальчику интерес к технике, хотя юный Сеймур больше тяготел не к архитектуре, а к электронике. Организовав в подвале родительского дома самую настоящую лабораторию, Сеймур непрерывно мастерил различные поделки из радиодеталей. Так, в десятилетнем возрасте он соорудил электрическое устройство, преобразующее пробитые в перфоленте отверстия в сигналы азбуки Морзе. Возможно, эта конструкция в частности, и увлечение радиоэлектроникой вообще, сыграли важную роль в его ближайшей судьбе: после окончания школы в 1943 году Крэй был призван на фронт в качестве радиста.
Сеймур Крэй успел повоевать в Европе и на Тихом океане, где среди прочего принимал участие во взломе шифрограмм, которыми обменивались японские военно-морские силы. По возвращении с войны он поступил в Университет Миннесоты, где сначала получил степень бакалавра по электротехнике, а потом — магистра по прикладной математике.
Его карьера началась в компании Engineering Research Associates (ERA), одной из первых фирм, занимающихся созданием компьютеров. Там Крэй принимал участие в разработке ERA 1103 — вычислительной машины, которую называют первым по-настоящему коммерчески успешным компьютером в США. Но со временем Сеймур разочаровался в работе по найму. Зачем трудиться на большую корпорацию, когда можно основать свою? Вместе со своим приятелем Уильямом Норрисом он создал компанию Control Data Corporation (CDC), первым продуктом которой стал компьютер CDC 1604, усовершенствованная и улучшенная версия ERA 1103.
Однако дальше в руководстве CDC начались некоторые разногласия. Норрис решил делать ставку на относительно недорогие и простые ЭВМ для банков и коммерческих компаний, а Крэй мечтал о больших и мощных суперкомпьютерах, которые могли бы за доли секунды выполнять сложнейшие научные расчеты. Крэй хотел «построить самый быстрый компьютер в мире», поэтому передав работу над простыми коммерческими ЭВМ другим инженерам, он занялся проектированием CDC 6600 — флагманского мейнфрейма с производительностью до трёх мегафлопс.
Однако еще на этапе эскизных набросков Крэй пришел к выводу, что быстродействие — это нечто большее, чем просто скорость процессора, поскольку, наращивая производительность машины, он очень быстро упёрся в технические ограничения подсистемы ввода-вывода. «Любой может создать быстрый процессор», — писал он, — «хитрость заключается в том, чтобы построить быструю систему».
Тем не менее, CDC 6600 стал настоящей легендой: эта машина, которую иногда называют первым в истории человечества суперкомпьютером, превосходила по производительности все доступные тогда ЭВМ, включая IBM 7030. Она считалась самым мощным компьютером в мире с 1964 по 1969 год, когда уступила этот статус своему же преемнику, CDC 7600.
Однако Крэй был человеком, который всегда стремился к большему, кроме того, у компании CDC начались финансовые проблемы, которые мешали его амбициозным проектам. В 1972 году, уже будучи признанным архитектором вычислительных систем, он покинул CDC и основал собственную компанию — Cray Research, Inc. В этом шаге отражалась его убежденность в том, что будущее суперкомпьютеров требует радикально новых подходов.
Корпорация Cray Research
Cray Research стала личной лабораторией Сеймура Крэя и полигоном для воплощения его самых смелых идей. Крэй буквально жил своим делом, погружаясь в чертежи и схемы с утра до ночи. Легенды гласят, что в его кабинете не было телефона, и он предпочитал общаться с коллегами с помощью записок, оставленных у двери. Изоляция была частью его методики работы — он верил, что лучшие решения приходят, когда нет отвлекающих факторов.
Первое детище компании, появившийся в 1975 году Cray-1, стал не просто самым мощным компьютером своего времени, но и воплощением инновационного мышления и футуристического дизайна. Это был не стандартный угловатый шкаф с кучей проводов и печатных плат. Компьютер имел цилиндрическую форму и был обтянут яркой обивкой, а в нижней части корпуса располагались своеобразные «лавочки». Подобный дизайн — не только дань моде: цилиндрическая форма уменьшала длину проводов внутри машины, что также повышало ее производительность. А «лавочки» вокруг основания суперкомпьютера играли роль системы охлаждения —внутри этих сидений проходили фреоновые трубки. Можно сказать, что еще в начале 70-х Крэй стремился строить компьютеры с элегантным, но в то же время функциональным дизайном: принцип, к которому спустя десятилетие с лишним пришли в Apple.
Одним из ключевых новшеств Cray-1 стала векторная обработка. Это означало, что вместо того чтобы обрабатывать данные по одному элементу за раз, как это делали другие компьютеры того времени, Cray-1 мог обрабатывать целые массивы данных в единицу времени. Суперкомпьютер был создан с использованием невероятно быстрой и компактной системы передачи данных между процессором и памятью, а сама память работала в несколько раз быстрее, чем у конкурентов. В архитектуре Cray-1 применялись четыре разных типа микросхем. Производительность компьютера составляла 160 мегафлопс, он имел 64-битную архитектуру, адресация была 24-битной, а максимальная совокупная пропускная способность памяти составляла 638 Мбит/с. Первая версия суперкомпьютера весила 4 800 кг (включая фреоновую охлаждающую систему) и потребляла около 115 кВт энергии.
Первый Cray-1 был продан в течение месяца за 8,8 миллиона долларов, а всего компания построила около 80 экземпляров этой ЭВМ в различных модификациях. За первый экземпляр суперкомпьютера даже разгорелась нешуточная борьба между Ливерморской национальной лабораторией Лоуренса и Лос-Аламосской национальной лабораторией.
В 1982 году компания представила Cray-2, машину, ознаменовавшую рождение второго поколения суперкомпьютеров. Это была многопроцессорная ЭВМ, которая, к тому же, использовала уникальную систему охлаждения на основе электрически инертной жидкости, прокачиваемой непосредственно через блоки с платами. Несмотря на то, что на этот суперкомпьютер возлагались очень большие надежды, у Cray-2 оказался лишь ненамного быстрее четырехъядерного преемника суперкомпьютера первого поколения, Cray X-MP.
Сеймур Крэй всегда требовал для себя абсолютно спокойной рабочей обстановки с минимумом управленческих задач, но по мере роста компании его постоянно отвлекали менеджеры и руководители отделов. В итоге он не выдержал таких рабочих условий и в начале восьмидесятых покинул Cray Research. Компания продолжала разрабатывать и выпускать суперкомпьютеры — Cray Y-MP, Cray C90, Cray T90, но уже без своего основателя.
В начале 90-х Cray Research наладила производство компьютеров с массовым параллелизмом на основе процессоров DEC Alpha 21064 — Cray T3D и Cray T3E. К февралю 1996 года Cray фактически осталась единственным разработчиком суперкомпьютеров в США — именно в этот момент ее приобрела корпорация Silicon Graphics за 740 миллионов долларов. Но и этот этап истории Cray продлился относительно недолго: в 2000 году фирма Tera Computer Company выкупилаа у SGI бизнес Cray Research. А спустя 19 лет уже эта организация вошла в состав холдинга Hewlett-Packard.
Крэй после Cray
Покинув Cray Research, Сеймур Крэй основал новую компанию Cray Computer Corporation (ССС), которая занялась разработкой суперкомпьютера Cray-3. Крэй поставил себе целью добиться десятикратного увеличения производительности по сравнению со своим предыдущим суперкомпьютером, и решил, что машина должна быть построена с использованием полупроводников на основе арсенида галлия. Но если предыдущие модели суперкомпьютеров Крэя частично строились на элементной базе других производителей, то здесь Сеймур решил все разрабатывать самостоятельно, включая даже микросхемы.
В то время, когда индустрия двигалась в направлении повышения производительности за счет развития параллелизма, Крэй был категорически против этой технологии. Он говорил: «Если вам нужно вспахать поле, что бы вы выбрали: двух сильных быков или 1024 курицы?». Крэй считал, что вычислительную мощность следует наращивать за счет инноваций в архитектуре, а параллелизм — это путь в никуда.
К 1989 году, когда проект Cray-3 был запущен, в СССР вовсю шла перестройка, а холодная война между Советским Союзом и США фактически завершилась. Военным стали не нужны сверхдорогие, сверхбыстрые и сверхмощные суперкомпьютеры, поэтому построенный к 1993 году прототип Cray-3 так и остался в единственном экземпляре. Крэй задумал Cray-4, который должен был стать компромиссным вариантом по соотношению цена/производительность на рынке мощных вычислительных систем, но у его компании стали заканчиваться деньги, и в 1995 году она обанкротилась.
Несмотря на инженерные успехи, Крэй всегда оставался человеком, который больше ценил процесс технического творчества, чем славу. Он предпочитал избегать публичности, не давал интервью и был известен своей скромностью. Крэй любил кататься на лыжах, виндсерфинге, занимался теннисом, а свободное время посвящал странному хобби: он рыл туннель под своим домом. Когда его спрашивали о назначении столь странного сооружения, Крэй загадочно улыбался и отвечал, что в этом как раз и кроется секрет его успехов: «пока я работаю в туннеле и копаю его, ко мне часто приходят эльфы, подсказывают решения и помогают разобраться со всеми возникающими проблемами».
В октябре 1996 года Сеймур Крэй выезжал на своем Jeep Cherokee на автомагистраль 25 в Колорадо, когда в него врезался другой автомобиль. От полученных травм Крэй скончался в больнице. Несмотря на то, что жизнь Сеймура Крэя трагически оборвалась, его помнят, как человека, который доказал, что для настоящих инноваций требуется не только ум, но и смелость идти по пути, который ещё никто до тебя не прошел. Вспоминая историю его жизни, сложно не проникнуться уважением к тому, как один человек смог повлиять на развитие целой индустрии.
Статья поддерживается командой Serverspace.Serverspace — провайдер облачных сервисов, предоставляющий в аренду виртуальные серверы с ОС Linux и Windows в 8 дата-центрах: Россия, Беларусь, Казахстан, Нидерланды, Турция, США, Канада и Бразилия. Для построения ИТ-инфраструктуры провайдер также предлагает: создание сетей, шлюзов, бэкапы, сервисы CDN, DNS, объектное хранилище S3.
IT-инфраструктура | Удвоение первого платежа по коду HABR
