CDC 6600

CDC 6600 — первый в мире суперкомпьютер разработанный и созданный американской компанией Control Data Corporation в 1963 году под руководством талантливого инженера-электронщика Сеймура Крэя, названного впоследствии «отцом суперкомпьютеров».

История создания

В поисках более спокойной обстановки для работы над CDC 6600, Крэй со своей командой из 30 инженеров в июле 1962 года переехал в город своего детства Чиппеуа Фоллс (англ.) в отдельную лабораторию, подальше от штаб-квартиры CDC в Миннеаполисе. В CDC 6600 Крэй вместо германиевых применил планарные кремниевые транзисторы компании Fairchild Semiconductor. Благодаря более высокой скорости переключения логических вентилей, построенных на этих транзисторах, удалось значительно повысить быстродействие компьютера и сильно упростить его схему. Несмотря на то, что кремниевые транзисторы выдерживают гораздо более высокие рабочие температуры, чем германиевые, из-за высокой плотности упаковки 400 000 логических элементов компьютера с целью сокращения длины электрических цепей в CDC 6600 Крэю пришлось задуматься над отводом тепла — воздушной вентиляции оказалось недостаточно. Инженер Дин Роуш (Dean Roush) разработал систему охлаждения, которая с помощью алюминиевых радиаторов отводила тепло от печатных плат с транзисторами к трубкам, по которым циркулировал фреон, как в настоящем холодильнике. В работе над CDC 6600 Крэю в основном помогали инженеры Джим Торнтон (центральный процессор) и Дин Роуш (охлаждающая система).

К середине 1963 года CDC 6600 был готов, и первые тесты показали, что он работает в 50 раз быстрее CDC 1604. Высокой скорости удалось добиться благодаря нескольким новаторским решениям: в отличие от распространённой тогда схемы в CDC 6600 главный процессор компьютера выполнял только логические и арифметические операции. Работа с периферийными устройствами была возложена на 10 «периферийных процессоров», главное назначение которых было «скармливать» данные с устройств ввода центральному процессору и забирать результаты для отправки на устройства вывода. Это позволило разгрузить центральный процессор, сократить набор его машинных команд до минимума и сделать их выполнение очень быстрым, то есть практически реализовать идею, которая позднее, в 1970-х годах, была воплощена в RISC-процессорах. Кроме того в центральном процессоре имелся конвейер команд — новинка в компьютерной индустрии, которая уже была реализована в некоторых компьютерах компаний-конкурентов (ILLIAC II (англ.), IBM 7030 Stretch).

Презентация

22 августа 1963 года в Chippewa Labs компьютер был представлен избранному кругу журналистов. На презентации были продемонстрированы операционно-технические возможности компьютера, в частности было заявлено, что машина способна выполнять 3 миллиона операций в секунду и одновременно обеспечивать работу 11 программ. Первая модель предназначалась для установки в Национальной радиационной лаборатории им. Лоуренса Комиссии по атомной энергетике США весной 1964 г. Именно по отношению к CDC 6600 впервые было использовано слово «суперкомпьютер». CDC 6600 был в 3 раза быстрее своего главного конкурента — компьютера IBM Stretch — при гораздо более низкой цене — чуть больше 7 млн долларов США против 13 млн за IBM Stretch. Это произвело настолько глубокое впечатление на руководителя компании IBM Томаса Уотсона-младшего (англ.), что в историю вошёл знаменитый текст его внутреннего меморандума от 28 августа 1963 года:

На прошлой неделе Control Data провела пресс-конференцию, на которой она официально объявила о выпуске своей системы 6600. Насколько мне известно, в лаборатории, где была разработана система, работает всего 34 человека, «включая уборщика». Из них 14 — инженеры, 4 — программисты, и только один человек имеет степень доктора наук — довольно молодой программист. На посетителя лаборатория произвела впечатление своей эффективностью, отношением к работе и высокой мотивацией. Сравнивая эту весьма скромную команду с нашей собственной обширной командой разработчиков, я не могу понять, почему мы потеряли наше лидерство, дав возможность кому-то другому предложить на рынке самый быстрый в мире компьютер. На совещании в Jenny Lake, я думаю, в первую очередь надо будет обсудить, что мы делаем не так, и что надо поменять немедленно. Оригинальный текст (англ.)   Last week Control Data had a press conference during which they officially announced their 6600 system. I understand that in the laboratory developing this system there are only 34 people, «including the janitor». Of these, 14 are engineers and 4 are programmers, and only one person has a Ph.D., a relatively junior programmer. To the outsider, the laboratory appeared to cost conscious, hard working and highly motivated. Contrasting this modest effort with our own vast development activities, I fail to understand why we have lost our industry leadership position by letting someone else offer the world's most powerful computer. At Jenny Lake, I think top priority should be given to a discussion as to what we are doing wrong and how we should go about changing it immediately.

Заочно вступая в полемику с Уотсоном, Крэй ответил: «Похоже господин Уотсон сам ответил на свой собственный вопрос», намекая на то, что в IBM работает слишком много людей.

Первые серийные CDC 6600 работали нестабильно: несмотря на все предпринятые усилия по охлаждению, после 8-9 часов работы компьютер перегревался до 170 градусов и переставал работать. Исправление недостатков приводило к задержкам поставок компьютеров заказчикам, чем в свою очередь воспользовались конкуренты и главным образом компания IBM, которая решила отвоевать рынок научных суперкомпьютеров у CDC.

Сборка компьютеров CDC 6600 была поручена заводу CDC в пригороде города Сент-Пол — Арден-Хилс. Крэй настоял на том, чтобы первые пять машин были собраны работниками его лаборатории, а работники завода из Arden Hills присутствовали при сборке и перенимали опыт. Машины с серийного номера 6 и выше собирались уже на заводе в Арден-Хилс.

Серия 6000 и преемники

На основе CDC 6600 в дальнейшем выпускалась целая линейка менее дорогих, но значительно медленнее работающих компьютеров под общим названием «серия 6000»: CDC 6400 (апрель 1966), CDC 6500 (октябрь 1967), CDC 6700 (октябрь 1969). Продолжением линии должен был стать компьютер CDC 6800, но Сеймур Крэй отказался от простого усовершенствования старой модели и создал новый компьютер на его основе — CDC 7600, который стал следующим этапом в истории развития суперкомпьютеров.

CDC 6600 в СССР

Советский Союз в 1968 году проявлял неформальную заинтересованность в импорте компьютера CDC 6600 для Института физики высоких энергий в г. Протвино для анализа данных экспериментов на ускорителе У-70, который на тот момент являлся самым мощным в мире. В качестве ответной любезности СССР был готов поделиться результатами анализа с учёными США. Правительство США не дало согласие на эту сделку, опасаясь, что компьютер может быть тайно использован СССР для разработки ядерного оружия. В результате были закуплены английские машины компании ICL (англ.), которые по своим характеристикам приближались к CDC 6600.

В том же году в СССР был налажен серийный выпуск вычислительной машины БЭСМ-6, производительность которой оценивалась в 800 тысяч операций в секунду на смеси команд «Гибсон-III», на 8% выше, чем у CDC 6200 с производительностью 740 тысяч операций в секунду. В БЭСМ-6 использовалось 240 тысяч полупроводниковых приборов (60 тысяч транзисторов и 180 тысяч диодов).

Весной 1969 года компания CDC обратилась в Правительство США с запросом на экспортную лицензию для поставки CDC 6400 в г. Ереван для обработки экспериментальных данных 6 ГэВ электронного синхротрона АРУС. В лицензии после долгих колебаний было отказано летом 1970 года.

В 1972 году машина CDC 6200 была установлена в Объединённом институте ядерных исследований в г. Дубна под надзором Координационного комитета по экспортному контролю. В 1974 году она была развита до модели CDC 6400, а на следующий год и до многопроцессорной CDC 6500.

Интересные факты

• В 1966 году США отказало компании CDC в экспортной лицензии компьютера CDC 6600 для Французского атомного агентства, чтобы помешать Франции в их атомной программе.

Фотографии CDC 6600

• CDC 6600.jc.jpg

  Консоль управления и модульные стойки на заднем плане

• CDC 6600 introduced in 1964.jpg

  Крупно консоль управления и модульные стойки

• Magnetic core memory card.jpg

  Модуль ферро-магнитной памяти

• Control Data 6600 mainframe.jpg

  Консоль управления, выставленная в Париже в Le Defense

Литература

• Thornton, J. [www.bitsavers.org/pdf/cdc/cyber/cyber_70/thornton_6600_paper.pdf Considerations in Computer Design — Leading up to the Control Data 6600]. — 1963. — 28 p.
• Thornton, J. [www.bitsavers.org/pdf/cdc/cyber/books/DesignOfAComputer_CDC6600.pdf Design of a Computer — The Control Data 6600]. — Glenview, IL: Scott, Foresman and Co., 1970. — 181 p. — ISBN 0673059537.
• Grishman, Ralph. [www.bitsavers.org/pdf/cdc/cyber/books/Grishman_CDC6000AsmLangPgmg.pdf Assembly Language Programming for the Control Data 6000 Series and the Cyber 70 Series]. — New York, NY: Algorithmics Press, 1974. — 240 p.
• David E. Lundstrom. [books.google.com/books?id=JoizAAAAIAAJ A Few Good Men from Univac]. — Mit Press, 1987. — 300 p. — ISBN 0262121204.

Ссылки

• [ed-thelen.org/comp-hist/CDC-6600-R-M.html#TOC/ CONTROL DATA 6400/6500/6600 COMPUTER SYSTEMS Reference Manual]
• [umedia.lib.umn.edu/taxonomy/term/695 Фотографии продукции компании CDC, включая CDC 6600] на сайте Института Чарльза Бэббиджа

Отрывок, характеризующий CDC 6600

На правом фланге у Багратиона в 9 ть часов дело еще не начиналось. Не желая согласиться на требование Долгорукова начинать дело и желая отклонить от себя ответственность, князь Багратион предложил Долгорукову послать спросить о том главнокомандующего. Багратион знал, что, по расстоянию почти 10 ти верст, отделявшему один фланг от другого, ежели не убьют того, кого пошлют (что было очень вероятно), и ежели он даже и найдет главнокомандующего, что было весьма трудно, посланный не успеет вернуться раньше вечера.
Багратион оглянул свою свиту своими большими, ничего невыражающими, невыспавшимися глазами, и невольно замиравшее от волнения и надежды детское лицо Ростова первое бросилось ему в глаза. Он послал его.
– А ежели я встречу его величество прежде, чем главнокомандующего, ваше сиятельство? – сказал Ростов, держа руку у козырька.
– Можете передать его величеству, – поспешно перебивая Багратиона, сказал Долгоруков.
Сменившись из цепи, Ростов успел соснуть несколько часов перед утром и чувствовал себя веселым, смелым, решительным, с тою упругостью движений, уверенностью в свое счастие и в том расположении духа, в котором всё кажется легко, весело и возможно.
Все желания его исполнялись в это утро; давалось генеральное сражение, он участвовал в нем; мало того, он был ординарцем при храбрейшем генерале; мало того, он ехал с поручением к Кутузову, а может быть, и к самому государю. Утро было ясное, лошадь под ним была добрая. На душе его было радостно и счастливо. Получив приказание, он пустил лошадь и поскакал вдоль по линии. Сначала он ехал по линии Багратионовых войск, еще не вступавших в дело и стоявших неподвижно; потом он въехал в пространство, занимаемое кавалерией Уварова и здесь заметил уже передвижения и признаки приготовлений к делу; проехав кавалерию Уварова, он уже ясно услыхал звуки пушечной и орудийной стрельбы впереди себя. Стрельба всё усиливалась.
В свежем, утреннем воздухе раздавались уже, не как прежде в неравные промежутки, по два, по три выстрела и потом один или два орудийных выстрела, а по скатам гор, впереди Працена, слышались перекаты ружейной пальбы, перебиваемой такими частыми выстрелами из орудий, что иногда несколько пушечных выстрелов уже не отделялись друг от друга, а сливались в один общий гул.
Видно было, как по скатам дымки ружей как будто бегали, догоняя друг друга, и как дымы орудий клубились, расплывались и сливались одни с другими. Видны были, по блеску штыков между дымом, двигавшиеся массы пехоты и узкие полосы артиллерии с зелеными ящиками.
Ростов на пригорке остановил на минуту лошадь, чтобы рассмотреть то, что делалось; но как он ни напрягал внимание, он ничего не мог ни понять, ни разобрать из того, что делалось: двигались там в дыму какие то люди, двигались и спереди и сзади какие то холсты войск; но зачем? кто? куда? нельзя было понять. Вид этот и звуки эти не только не возбуждали в нем какого нибудь унылого или робкого чувства, но, напротив, придавали ему энергии и решительности.
«Ну, еще, еще наддай!» – обращался он мысленно к этим звукам и опять пускался скакать по линии, всё дальше и дальше проникая в область войск, уже вступивших в дело.
«Уж как это там будет, не знаю, а всё будет хорошо!» думал Ростов.
Проехав какие то австрийские войска, Ростов заметил, что следующая за тем часть линии (это была гвардия) уже вступила в дело.
«Тем лучше! посмотрю вблизи», подумал он.
Он поехал почти по передней линии. Несколько всадников скакали по направлению к нему. Это были наши лейб уланы, которые расстроенными рядами возвращались из атаки. Ростов миновал их, заметил невольно одного из них в крови и поскакал дальше.
«Мне до этого дела нет!» подумал он. Не успел он проехать нескольких сот шагов после этого, как влево от него, наперерез ему, показалась на всем протяжении поля огромная масса кавалеристов на вороных лошадях, в белых блестящих мундирах, которые рысью шли прямо на него. Ростов пустил лошадь во весь скок, для того чтоб уехать с дороги от этих кавалеристов, и он бы уехал от них, ежели бы они шли всё тем же аллюром, но они всё прибавляли хода, так что некоторые лошади уже скакали. Ростову всё слышнее и слышнее становился их топот и бряцание их оружия и виднее становились их лошади, фигуры и даже лица. Это были наши кавалергарды, шедшие в атаку на французскую кавалерию, подвигавшуюся им навстречу.
Кавалергарды скакали, но еще удерживая лошадей. Ростов уже видел их лица и услышал команду: «марш, марш!» произнесенную офицером, выпустившим во весь мах свою кровную лошадь. Ростов, опасаясь быть раздавленным или завлеченным в атаку на французов, скакал вдоль фронта, что было мочи у его лошади, и всё таки не успел миновать их.
Крайний кавалергард, огромный ростом рябой мужчина, злобно нахмурился, увидав перед собой Ростова, с которым он неминуемо должен был столкнуться. Этот кавалергард непременно сбил бы с ног Ростова с его Бедуином (Ростов сам себе казался таким маленьким и слабеньким в сравнении с этими громадными людьми и лошадьми), ежели бы он не догадался взмахнуть нагайкой в глаза кавалергардовой лошади. Вороная, тяжелая, пятивершковая лошадь шарахнулась, приложив уши; но рябой кавалергард всадил ей с размаху в бока огромные шпоры, и лошадь, взмахнув хвостом и вытянув шею, понеслась еще быстрее. Едва кавалергарды миновали Ростова, как он услыхал их крик: «Ура!» и оглянувшись увидал, что передние ряды их смешивались с чужими, вероятно французскими, кавалеристами в красных эполетах. Дальше нельзя было ничего видеть, потому что тотчас же после этого откуда то стали стрелять пушки, и всё застлалось дымом.
В ту минуту как кавалергарды, миновав его, скрылись в дыму, Ростов колебался, скакать ли ему за ними или ехать туда, куда ему нужно было. Это была та блестящая атака кавалергардов, которой удивлялись сами французы. Ростову страшно было слышать потом, что из всей этой массы огромных красавцев людей, из всех этих блестящих, на тысячных лошадях, богачей юношей, офицеров и юнкеров, проскакавших мимо его, после атаки осталось только осьмнадцать человек.
«Что мне завидовать, мое не уйдет, и я сейчас, может быть, увижу государя!» подумал Ростов и поскакал дальше.
Поровнявшись с гвардейской пехотой, он заметил, что чрез нее и около нее летали ядры, не столько потому, что он слышал звук ядер, сколько потому, что на лицах солдат он увидал беспокойство и на лицах офицеров – неестественную, воинственную торжественность.
Проезжая позади одной из линий пехотных гвардейских полков, он услыхал голос, назвавший его по имени.
– Ростов!
– Что? – откликнулся он, не узнавая Бориса.
– Каково? в первую линию попали! Наш полк в атаку ходил! – сказал Борис, улыбаясь той счастливой улыбкой, которая бывает у молодых людей, в первый раз побывавших в огне.
Ростов остановился.
– Вот как! – сказал он. – Ну что?
– Отбили! – оживленно сказал Борис, сделавшийся болтливым. – Ты можешь себе представить?
И Борис стал рассказывать, каким образом гвардия, ставши на место и увидав перед собой войска, приняла их за австрийцев и вдруг по ядрам, пущенным из этих войск, узнала, что она в первой линии, и неожиданно должна была вступить в дело. Ростов, не дослушав Бориса, тронул свою лошадь.
– Ты куда? – спросил Борис.
– К его величеству с поручением.
– Вот он! – сказал Борис, которому послышалось, что Ростову нужно было его высочество, вместо его величества.
И он указал ему на великого князя, который в ста шагах от них, в каске и в кавалергардском колете, с своими поднятыми плечами и нахмуренными бровями, что то кричал австрийскому белому и бледному офицеру.
– Да ведь это великий князь, а мне к главнокомандующему или к государю, – сказал Ростов и тронул было лошадь.
– Граф, граф! – кричал Берг, такой же оживленный, как и Борис, подбегая с другой стороны, – граф, я в правую руку ранен (говорил он, показывая кисть руки, окровавленную, обвязанную носовым платком) и остался во фронте. Граф, держу шпагу в левой руке: в нашей породе фон Бергов, граф, все были рыцари.
Берг еще что то говорил, но Ростов, не дослушав его, уже поехал дальше.
Проехав гвардию и пустой промежуток, Ростов, для того чтобы не попасть опять в первую линию, как он попал под атаку кавалергардов, поехал по линии резервов, далеко объезжая то место, где слышалась самая жаркая стрельба и канонада. Вдруг впереди себя и позади наших войск, в таком месте, где он никак не мог предполагать неприятеля, он услыхал близкую ружейную стрельбу.
«Что это может быть? – подумал Ростов. – Неприятель в тылу наших войск? Не может быть, – подумал Ростов, и ужас страха за себя и за исход всего сражения вдруг нашел на него. – Что бы это ни было, однако, – подумал он, – теперь уже нечего объезжать. Я должен искать главнокомандующего здесь, и ежели всё погибло, то и мое дело погибнуть со всеми вместе».
Дурное предчувствие, нашедшее вдруг на Ростова, подтверждалось всё более и более, чем дальше он въезжал в занятое толпами разнородных войск пространство, находящееся за деревнею Працом.
– Что такое? Что такое? По ком стреляют? Кто стреляет? – спрашивал Ростов, ровняясь с русскими и австрийскими солдатами, бежавшими перемешанными толпами наперерез его дороги.
– А чорт их знает? Всех побил! Пропадай всё! – отвечали ему по русски, по немецки и по чешски толпы бегущих и непонимавших точно так же, как и он, того, что тут делалось.
– Бей немцев! – кричал один.
– А чорт их дери, – изменников.
– Zum Henker diese Ruesen… [К чорту этих русских…] – что то ворчал немец.
Несколько раненых шли по дороге. Ругательства, крики, стоны сливались в один общий гул. Стрельба затихла и, как потом узнал Ростов, стреляли друг в друга русские и австрийские солдаты.
«Боже мой! что ж это такое? – думал Ростов. – И здесь, где всякую минуту государь может увидать их… Но нет, это, верно, только несколько мерзавцев. Это пройдет, это не то, это не может быть, – думал он. – Только поскорее, поскорее проехать их!»
Мысль о поражении и бегстве не могла притти в голову Ростову. Хотя он и видел французские орудия и войска именно на Праценской горе, на той самой, где ему велено было отыскивать главнокомандующего, он не мог и не хотел верить этому.


Около деревни Праца Ростову велено было искать Кутузова и государя. Но здесь не только не было их, но не было ни одного начальника, а были разнородные толпы расстроенных войск.
Он погонял уставшую уже лошадь, чтобы скорее проехать эти толпы, но чем дальше он подвигался, тем толпы становились расстроеннее. По большой дороге, на которую он выехал, толпились коляски, экипажи всех сортов, русские и австрийские солдаты, всех родов войск, раненые и нераненые. Всё это гудело и смешанно копошилось под мрачный звук летавших ядер с французских батарей, поставленных на Праценских высотах.