Cray-1 il macina numeri

Cray. Oggi non se lo ricorda quasi nessuno (o magari pensa ad un supermercato), ma negli anni ’70 e ’80 Cray era sinonimo di supercomputer, quei computer potentissimi e inaccessibili usati per la ricerca nucleare o spaziale o per prevedere il tempo.


Il Cray-1 esposto al Deutsches Museum di Monaco.

Il Cray-1 esposto al Deutsches Museum di Monaco, presumibilmente l’unità appartenuta al Max Planck Institute di Garching, Monaco.

Per tutta la seconda metà degli anni ’70 non esisteva nessun computer più potente del Cray-1, un bestione di due metri da 10 milioni di dollari (di allora, oggi corrispondono a più o meno il doppio), costruito in modo quasi artigianale. Il primo computer ad usare i circuiti integrati — solo quattro tipi diversi — distribuiti su centinaia e centinaia di schede elettroniche strettamente accoppiate, che producevano tanto calore da dover essere raffreddate con un sistema speciale a base di freon.


Schede elettroniche modulari del Cray-1.

Schede elettroniche modulari del Cray-1.

Il Cray-1 era composto da 12 colonne a forma di cuneo con la punta tagliata, che formavano un arco di 270°. Visto da sopra ricordava la lettera “C” di Cray. Ma la forma aveva una funzione precisa: minimizzare la lunghezza dei collegamenti fra le schede elettroniche che componevano l’intero computer, ciascuno dei quali non dovevano superare i 120 centimetri per non rallentare inutilmente la macchina. C’erano migliaia di coppie intrecciate di cavi bianchi e azzurri, per un totale più di 100 chilometri di cavo, a formare un groviglio che sembrava inestricabile.


Groviglio di cavi nella zona centrale del Cray-1.

Groviglio di cavi nella zona centrale del Cray-1.

Per gli standard di allora il Cray-1 era veloce, anzi velocissimo: 138 MFLOPS (cioè milioni di operazioni in virgola mobile al secondo) continuativi e 250 MFLOPS, quasi il doppio, per brevi periodi di tempo, circa 5 volte meglio del miglior computer dell’epoca, il CDC 7600. E tutto ciò nonostante le due ore giornaliere di fermo macchina necessarie per le operazioni di manutenzione preventiva.

Il Cray-1 era costruito apposta per fare calcoli o macinare i numeri (number crunching), come si usava dire allora, preferibilmente lavorando in parallelo sui cosiddetti vettori, strutture matematiche formate da numeri dello stesso tipo organizzati in righe o colonne. Il suo compilatore trasformava il normale codice FORTRAN in istruzioni specifiche per l’hardware della macchina, e i risultati dei calcoli venivano usati immediatamente per le elaborazioni successive, senza passare dalla memoria. Il concetto di chaining (o pipelining) diventerà comune solo decine di anni dopo.

Il Cray-1 era super anche per il resto delle sue caratteristiche hardware: 8 MB di memoria RAM e una frequenza di clock di 80 MHz, numeri astronomici per l’epoca (tanto per mettere le cose in prospettiva, il primo modello di Apple II del 1977 aveva una frequenza di clock di 1 MHz, una memoria massima di 48 kB e costava 2500 dollari; se avesse avuto le stesse specifiche hardware dal CRAY-1 sarebbe dovuto costare più di 30 milioni di dollari).

Per chi come me si è appassionato di computer alla fine degli anni ’70, il Cray-1 era un mito irraggiungibile. Riservato solo a pochissimi scienziati, agli altri toccavano le schede perforate o, al massimo, il VAX.

Pochi giorni fa ho avuto la fortuna di vederne uno dal vivo, al Deutsches Museum di Monaco, uno dei principali musei della scienza e della tecnica del mondo (se passate da Monaco una visita al Deutsches Museum è d’obbligo). Era chiaramente il re della sezione, piazzato proprio al centro della stanza, ben in vista e ben illuminato. Ancora bellissimo, con il suo look inconfondibilmente anni ’70.

Peccato solo non aver potuto condividere l’emozione con nessun altro, nemmeno con mia moglie, che pazientemente ha voluto accompagnarmi a visitare un settore del museo per lei assolutamente alieno.

(continua…)

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Pubblicato su hardware
17 comments on “Cray-1 il macina numeri
  1. katsiematsi ha detto:

    Ciao Sabino, articolo stupendo come tutti gli altri. Una curiosità: per fare un paragone temporale, oggi il computer più potente del mondo che velocità e che costo ha?

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  2. Enrico Lupo ha detto:

    Bellissimo salto nel passato, grazie! Il Cray-1 è troppo remoto per i quarantenni come me ma io ho avuto la fortuna di appassionarmi subito al mondo dell’informatica e posso quindi correttamente associare Cray ai supercomputer e non ai supermercati 🙂

    Ricordo ancora l’inutile invidia che provavo per chi poteva “smanettare” con questi supercomputer di cui leggevo le gesta computazionali su gloriose riviste ormai estinte e ricordo anche che nella mia ingenuità informatica pensavo a come potevano girare i giochi 3D su queste macchine potentissime :-O

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    • Sabino Maggi ha detto:

      Come ti capisco! Anch’io, mentre leggevo su BIT e BYTE di queste macchine straordinarie, potevo al massimo imparare il FORTRAN con le schede perforate o infilarmi di straforo in qualche sala terminali (per fortuna non mi hanno mai beccato) 🙂

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      • katsiematsi ha detto:

        Sabino, quale può essere il paragone con il mac pro di oggi.
        Nel senso: per fare la stessa operazione di calcolo (complesso e scientifico ovviamente) quanto impiegherebbe uno e quanto l’altro?
        Sarebbe carino anche un confronto in termini di consumo energetico per la stessa operazione

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        • Sabino Maggi ha detto:

          Ci arrivo, sarà nella prossima parte, ma posso dire da ora che è veramente sorprendente.

          Al consumo non avevo pensato, ora vado a memoria e non vorrei dire castronerie, ma dovremmo essere oltre i 100 kW. Niente di eccezionale, in fondo stiamo parlando di un grosso impianto, ma un supercomputer odierno consuma 10 volte di più e ha prestazioni incomparabili.

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  3. Gianluca Savini ha detto:

    Il Museo delle macchine di calcolo di Pisa espone un Cray-XMP, successiva evoluzione. È molto bello e blu.

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    • Sabino Maggi ha detto:

      Pisa è la culla dell’informatica in Italia. Ci sono stato tante volte, peccato non aver mai avuto l’occasione (e il tempo) di visitare il museo.

      L’unico Cray italiano di cui ho mai sentito parlare era Il Cray-XMP del CINECA di Bologna, forse lo stesso a cui ti riferisci. Avevo un amico che lo usava da remoto di notte per fare dei calcoli complicatissimi (ed un altro che risolveva lo stesso identico problema con un metodo equivalente che poteva girare su un piccolo Atari 😛 ).

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  4. Massimo De Carli ha detto:

    Mi ricordo l’aneddoto su Seymour Cray che, per rilassarsi e risolvere alcuni problemi di lavoro, andava a scavare gallerie sotto casa sua!

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  5. Mailmasterc ha detto:

    Notizie del Cray le ebbi per la prima volta leggendo Jurassic Park, uno dei miei libri preferiti in assoluto, e non avendo internet a disposizione all’epoca della pubblicazione non capii per molto tempo se rientrava nella parte di fantascienza del libro o in quella vera. Ma ad intuito, risequenziare il DNA dei rettili, era una impresa effettivamente da Cray! 😉

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    • Sabino Maggi ha detto:

      Jurassic Park non l’ho letto ma ho letto parecchi altri libri di Crichton (il primo, guarda caso, è stato l’Uomo Terminale) e mi ha sempre colpito quanto fossero ben documentati da punto di vista tecnico-scientifico. Chissà se un Cray degli anni ’70-80 sarebbe veramente in grado di fare una cosa del genere!

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      • Mailmasterc ha detto:

        Credo di aver letto tutto quello che hanno tradotto di Crichton, e nonostante l’impianto dei suoi romanzi, soprattutto gli ultimi, sia sempre lo stesso, indubbiamente era uno scienziato che si documentava sulle tecnologie più recenti. Consiglio comunque la lettura di Jurassic Park, avvincente come pochi, e il primo libro che mi ha introdotto alla teoria del caos.
        Il sequenziamento del genoma umano è stato fatto, quindi la potenza di calcolo necessaria dovrebbe essere nota, così come quella del Cray. Una volta avuti i dati non dovrebbe essere difficile (per me si!!) calcolare se il Cray l’avrebbe potuto fare. Lascio a chi è ancora in ferie il divertissement del calcolo! 😉

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  6. katsiematsi ha detto:

    Anche se sono macchine progettate per uso diverso qual’é il confronto di potenza di calcolo con deep blue della ibm?

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    • Sabino Maggi ha detto:

      Come dici tu Deep Blue è un caso particolare, perché aveva hardware specifico per il gioco degli scacchi, mentre il Cray-1 era ottimizzato per il calcolo numerico.
      In ogni caso, basandosi sui benchmark pubblicati, la velocità di calcolo puro di Deep Blue era circa 100 volte maggiore di quella del Cray-1 di vent’anni prima.

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  7. katsiematsi ha detto:

    Vado a memoria (sempre più scarsa) ma mi pare che qualche anno fa fosse stato fatto un esperimento di supercomputer utilizzando delle playstation (2 o 3) di privati collegate in rete e che il risultato fosse stato stupefacente… Ma ripeto: vado a memoria.. 😊

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    • Sabino Maggi ha detto:

      Mi ricordo di aver letto di supercomputer fatti con PlayStation, il cui processore (o la scheda grafica) era particolarmente adatta al calcolo, non so niente però di PS collegate via rete. Però è plausibile del resto ci sono i progetti BOINC o SetiAtHome a dimostrarlo.
      Anni fa andavano di moda i cluster Beowulf fatti da PC anche diversi collegati in rete locale. La vera differenza secondo me è che con un supercomputer come il Cray è il compilatore a ottimizzare il codice binario mentre con i cluster Beowulf o simili bisogna adattare il codice in modo che sfrutti il parallelismo (spesso in modo dinamico). Con certi problemi è relativamente facile, con altri introduce grosse complicazioni.

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