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超级计算机历史

发布人:电子资料库 时间:2022-09-18 来源:工程师 发布文章

我们的口袋里似乎都有超级计算机。具有与当今台式机相匹配的计算能力的无穷无尽的应用程序和体验。但是考虑一下真正的超级计算机的强大功能,与此相比,智能手机突然就相形见绌了。您可以找到解决以下领域一些严重问题的超级计算机:

  • 量子力学

  • 天气预报

  • 分子建模

  • 石油和天然气勘探

  • 物理模拟

无论是用于汽车、能源,还是解释我们宇宙的起源,超级计算机似乎都能做到。与我们的智能手机和计算机不同,超级计算机由数万个 CPU 和数千 GB 的 RAM 组成。所有这些速度都不是以典型的千兆赫来衡量的。超级计算机通过每秒可以执行多少次浮点运算来衡量,称为触发器。

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(图片来源)

超级计算机的持续进步可以归功于一位被许多人认为是超级计算机之父的人,西摩·克雷。正如惠普前首席技术官 Joel Birnbaum 所说:

“似乎不可能夸大他对行业的影响;当 Seymour 设想它们时,高性能计算机现在经常做的许多事情都处于最可信的边缘。Seymour 将谦虚、奉献和才华与远见和企业家精神相结合,使他在任何领域的伟****明家中居于高位。他在创造产业方面与爱迪生和贝尔并驾齐驱。”

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西摩早年

Seymour 的故事开始于许多其他著名的电气工程师。他从小就对电子产品着迷,Cray 说他在学校的电气工程实验室度过了尽可能多的时间。高中毕业后,克雷利用他在美国陆军电气工程方面的天赋作为通信排的一员。

Seymour 的第一次超级计算之旅始于 Engineering Research Associates (ERA)。正是在这里,他开始研究各种计算机技术,从真空管到晶体管和磁放大器。

Cray 的女儿 Susan Cray-Borman 记得她的父亲是一个非常专注和孤独的人。她经常发现他用削尖的铅笔在一张方格纸上盘旋,在安静的空间里解决一些具有挑战性的工程问题。其他同事描述了 Seymour 的聪明才智,他知道什么时候已经达到了设计简单性的完美平衡,并且知道在哪里停下来。

下面的视频从家人和同事那里很好地了解了西摩的贡献和个性:

克雷在 ERA 期间经历了几次管理过渡和合并,并直言不讳地表达了他对企业文化的不满。后来,他与 ERA 的创始人 William C. Norris 合作,两人离开公司成立了 Control Data Corporation (CDC)。

超级计算机的进步

1957 年,Cray 和他的团队发布了 CDC 1604,这是世界上第一台完全晶体管化的超级计算机,无需真空管即可工作。几年后,Cray 推出了 CDC 6600。这台价值 700 万美元的机器吹捧了世界上最快的时钟速度,即 100 纳秒。它也是第一台使用氟利昂防止其电子元件过热的超级计算机。CDC 后来又发布了一系列成功的超级计算机,包括 1968 年的 CDC 7600 和 1970 年的 CDC 8600。

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在 CDC,西摩继续与他的商业伙伴斗争。当威廉·诺里斯向克雷询问 CDC 的五年商业计划时,他回答说:

“五年目标:建造世界上最大的计算机。一年目标:实现上述五分之一。”

情况升级到西摩说服诺里斯将他的实验室搬迁到 100 多英里外的明尼阿波利斯。可以想象,克雷在与繁忙的办公环境相冲突的创造性工作中所需要的高度专注。

Cray 决定在 1975 年开始新的商业冒险,Cray Research。正是在这里,Seymour 开发了 Cray-1,这不是普通的超级计算机。这台机器完全用集成电路代替了晶体管,还引入了一种叫做矢量处理的新技术。

矢量处理基本上允许 Cray 的超级计算机执行对一维数据数组进行操作的指令集。与其他超级计算机中使用的传统标量处理技术相比,该技术提高了系统性能。集成电路的使用还使 Cray 的机器达到了 136 兆浮点的速度。

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Cray-1 的真正非凡之处不仅在于其惊人的速度,还在于其优雅的设计。

查看大多数计算机,您会看到黑白框的平淡变化。Cray 想用 Cray-1 做一些不同的事情,所以他将他的超级计算机设计成字母 C 的形状。它看起来像是《星际迷航》一集中的东西。

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Cray-1 的形状不仅仅是为了品牌目的。这种独特的配置允许速度相关的模块安装得更近,电线长度更短。众所周知,较短的导线长度会导致电信号的传输时间更快。

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超级计算机周围还有一个垫子,里面装有电源和空调单元。这个垫子不仅可以容纳硬件,还可以让维修技术人员在维修机器时尽可能舒适。Seymour 不仅设计了一台超级计算机,还设计了一种完整的物理体验。当 Cray-1 于 1977 年以 880 万美元的价格发布时,它赢得了“世界上最昂贵的双人沙发”的绰号。

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克雷几乎在他的所有超级计算机中都引入了许多其他细微的改进。例如,下图所示的 CDC 7600 采用蓝色玻璃门和胡桃木装饰。Seymour 将出色的性能和独特的美学独特地结合起来,使他的超级计算机成为工程艺术的杰作。

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Cray-1 在商业上取得了成功,Seymour 在接下来的二十年里继续推动超级计算领域的进步。1985 年,Cray Research 发布了 Cray-2。这种野兽将组件紧密地包装在一起,以至于需要液体 Fluorinert 来防止组件过热。它也是第一台打破 gigaflops 上限的超级计算机,速度达到 1.9 gigaflops。

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Seymour 将继续他对 Cray-3 超级计算机开发的热情,而 Cray-3 从未看到它所寻求的商业成功。这可能是由于 Seymour 使用砷化镓处理芯片代替硅的实验。在 Cray 3 失败后,Seymour 于 1989 年成立了 Cray Computer Corporation (CCC)。正是在这里,他闭门造车,开发 Cray 4,但它从未出现过。

可悲的是,1996 年 10 月 5 日,西摩因车祸受伤而去世。

传奇的遗产

Seymour Cray 是超级计算机领域的创新者。他的发展帮助推动了行业向前发展,他始终专注于以最简单的方式解决工程问题。凭借密集组件和独特美学设计的独特组合,Cray 超级计算机远远领先于他们的时代。

Seymour 的超级计算机设计仍然位居最强大超级计算机的榜首,而这个人的遗产并没有被历史遗忘。1997 年,IEEE 设立了 Seymour Cray 计算机工程奖,以表彰对高性能计算的创新贡献。愿我们继续在他的成就基础上再接再厉!

追随这位强大工程师的脚步,


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关键词: 超级 计算机

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