CDC 7600

CDC 7600
CDC 7600
CDC7600 main overview.png
그림을 축척으로 하는 3D 렌더링
설계.
제조원컨트롤 데이터 코퍼레이션
디자이너시모어 크레이
발매일1967년 6월[1]
판매대수+75[2]
가격.62달러~128,000달러(1968년 [1]임대료 포함)
케이스
치수높이: 188cm(74인치)
폭: 302cm(119인치)[3]
힘95 kW[3] (208 V 400[3] Hz시)
시스템.
운영 체제치페와, 스코프, 크로노스
CPU60비트 프로세서(36MHz시[4])
기억3.84 MB (최대 512,000 60비트 워드)[4]
MIPS15 MIPS
플로피36 MFLOPS[5]
전임자CDC 6600
후계자CDC 사이버

CDC 7600은 CDC 6600의 Seymour Cray가 설계한 후속 기종으로, [6]슈퍼컴퓨터 분야에서 Control Data의 우위를 1970년대까지 확장했습니다.7600은 36.4MHz(27.5ns 클럭 사이클)로 동작하며, 자기 코어 및 가변 크기(최대 512Kword)의 세컨더리 메모리(사이트에 따라 다름)를 사용하는 65Kword 프라이머리 메모리(60비트 워드 크기)를 갖추고 있습니다.일반적으로 CDC 6600의 약 10배의 속도로 수동 컴파일 코드로 약 10MPLOPS를 전송할 수 있으며, 피크값은 36MPLOPS입니다.[7]또한 1970년 초 벤치마크 테스트에서 경쟁사인 IBM System/360 Model 195보다 [8]약간 빠른 것으로 나타났습니다.이 시스템은 1967년에 출시되었을 때 기본 구성으로 [9]약 500만 달러에 판매되었으며 옵션과 기능이 추가되면서 훨씬 더 많이 판매되었습니다.

7600은 광범위한 파이프라인을 넘어 물리적인 C자형으로 이동에 [11]필요한 거리를 줄임으로써 설치 공간을 줄이고 성능을[10] 획기적으로 향상시켰습니다.

설계.

  • CDC 7600 serial number 1. This image shows two sides of the C-shaped chassis.

    CDC 7600 시리얼 번호1이 이미지는 C자형 섀시의 양면을 나타내고 있습니다.

  • CDC 7600 with scaling

    확장 가능한 CDC 7600

  • 3D rendering of a full overview of two CDC 7600

    2개의 CDC 7600의 전체 개요를 3D로 렌더링

LLNL에서의 CDC 7600 어셈블리

6600이 생산 품질에 가까워짐에 따라, Cray는 이것에 흥미를 잃고, 그 대체품을 설계하는 것에 의지했습니다.1960년대 후반에는 기계를 "어느 정도" 빠르게 만드는 것이 그리 어렵지 않았습니다. 집적회로의 도입으로 컴포넌트의 패킹 밀도가 높아졌고 결과적으로 클럭 속도가 빨라졌습니다.트랜지스터도 생산 공정과 품질이 개선되면서 전반적으로 속도가[12] 다소 빨라졌다.이러한 종류의 개선으로 인해 머신의 속도가 2배에서 최대 5배 빨라질 것으로 예상됩니다.그러나 6600의 디자인과 마찬가지로 Cray는 10배의 성능을 가진 기계를 생산한다는 목표를 세웠다.

6600이 동시대 제품보다 훨씬 더 빨랐던 이유 중 하나는 [13]병렬로 작동할 수 있는 여러 개의 기능 장치를 가지고 있었기 때문입니다.예를 들어, 기계는 두 개의 숫자를 더하는 동시에 다른 두 개의 숫자를 곱할 수 있습니다.단, 어떤 명령이라도 유닛에 다음 명령어를 입력하기 전에 유닛을 통한 트립을 완료해야 했습니다.이것은 스케줄러 시스템의 명령어가 부족할 때 병목현상을 일으켰습니다.스케줄러도 대폭 개선되지 않는 한 기능 유닛을 추가해도 퍼포먼스가 향상되지 않습니다.특히 메모리를 증설할 수 있기 때문에 병렬 유닛에 공급할 수 있는 명령어를 더 자세히 살펴볼 수 있습니다.그것은 큰 문제인 것 같았다.

이 문제를 해결하기 위해 Cray는 명령 파이프라인의 개념으로 눈을 돌렸습니다.각 기능 유닛은 몇 개의 섹션으로 구성되어 있습니다.예를 들어, 추가 유닛은 메모리에서 오퍼랜드를 취득하기 위한 전용 회로를 갖추고, 그 다음에 실제 연산 유닛을 취득하고, 마지막으로 결과를 메모리로 되돌리기 위한 회로를 가지고 있을 수 있습니다.어느 경우든 유닛의 일부만 활성화되고 나머지는 차례를 기다렸습니다.파이프라인은 첫 번째 명령이 완료되기 전에 다음 명령을 공급함으로써 이 유휴 시간을 모두 소비함으로써 이를 개선합니다.예를 들어 하나의 명령이 함께 추가되는 동안 다음 추가 명령의 피연산자를 가져올 수 있습니다.이렇게 하면 현재 명령이 완료되어 출력 회로로 이동하자마자 다음 추가의 오퍼랜드가 이미 추가되기를 기다리고 있습니다.이러한 방식으로 각 기능 유닛은 기계 전체뿐만 아니라 "병렬"[14]로 작동합니다.성능 향상은 일반적으로 유닛이 완료하기 위해 수행하는 단계 수에 따라 달라집니다.예를 들어, 6600의 곱셈 유닛은 명령을 완료하는 데 10주기가 걸렸기 때문에 유닛의 파이프라인 처리를 통해 약 10배의 속도를 기대할 수 있었습니다.

그러나 모든 것이 그렇게 간단하지는 않다.파이프라이닝을 수행하려면 장치의 내부가 완전히 다른 회로에서 동작의 각 단계가 실행될 때까지 효과적으로 분리될 수 있어야 합니다.이것은 현실 세계에서는 거의 달성할 수 없다.그럼에도 불구하고 7600에서 파이프라이닝을 사용하면 6600보다 성능이 약 3배 향상되었습니다.나머지 목표를 달성하려면 새로운 트랜지스터 설계를 사용하여 기계를 더 빠른 속도로 실행해야 합니다.그러나 기계 부품 간에 신호가 이동하는 데 시간이 걸리기 때문에 성능에는 물리적 한계가 있으며, 물리적 크기에 따라 신호가 정의됩니다.항상 그렇듯이, Cray의 설계 작업은 이 문제에 상당한 노력을 들였고, 따라서 더 높은 작동 주파수를 가능하게 했습니다.7600의 경우 각 회로 모듈은 실제로는 최대 6개의 프린트 회로 기판으로 구성되어 있으며, 각 기판은 초소형 저항기, 다이오드 및 트랜지스터로 채워져 있습니다.6개의 보드를 쌓아올린 후 가장자리를 따라 상호 연결함으로써 매우 콤팩트하지만 기본적으로 수리가 불가능한 모듈을 만들었습니다.

그러나 고밀도 패킹은 기계의 가장 큰 문제인 열로 이어졌습니다.7600을 위해 Cray는 다시 한번 Amana 회사의 냉동 엔지니어 Dean Roush에게 의지했습니다.Roush는 코드우드 스택의 각 측면에 알루미늄 플레이트를 추가했으며, 이 플레이트는 기계 코어를 통과하는 액체-프리온 시스템에[15] 의해 냉각되었습니다.이 시스템은 기계적이어서 고장이 발생하기 쉬웠기 때문에 7600은 대형 "C" 형상으로 재설계되어 냉각 배관 양쪽에 있는 모듈에 접근할 수 있도록 "C" 내부로 들어가 [11]캐비닛을 열 수 있게 되었습니다.

아키텍처

7600은 아키텍처의 랜드마크였고, 대부분의 기능은 여전히 컴퓨터 디자인의 표준 부품입니다.6비트 조작 코드가 포함된 15비트 명령어가 포함된 축소 명령 집합 컴퓨터입니다.중앙 프로세서에 고정된 소수점 곱셈 또는 분할 연산이 없는 무동작 코드를 포함하여 64개의 기계 코드만 있습니다.

7600에는 두 가지 주요 메모리가 있습니다.스몰코어 메모리는 현재 실행 중인 명령과 현재 처리 중인 데이터를 보관 유지한다.액세스 시간은 27.5ns 마이너사이클 중 10으로 60비트 워드 길이입니다.대용량 코어 메모리는 데이터를 소형 코어 메모리로 즉시 전송할 수 있도록 유지합니다.액세스 시간은 27.5ns 마이너사이클 중 60이며 워드 길이는 480비트(패리티가 [4]있는 512비트)입니다.액세스는 완전히 파이프라인화되어 버퍼링되기 때문에 2개의 시퀀셜 전송 레이트는 27.5ns마다 60비트로 동일합니다.2개는 병렬로 동작하기 때문에, 1개로부터 다른 쪽으로의 시퀀셜 전송 레이트는 27.5 ns 마이너 사이클당 60 비트입니다.operating system의 호출시에, operating system에 의해서, 스몰 코어 메모리의 내용이 operating system에 의해서, 스몰 코어 메모리에서 스왑 아웃 되어 치환되어 그 후에 복원됩니다.

CDC [4]문서에서는 명령어 스택이라고 불리는 12단어 명령어 파이프라인이 있습니다.명령 필드가 처리되기를 기다리지 않고 스택 내의 모든 주소를 가져옵니다.따라서 조건부 브랜치의 타깃명령어 취득은 브랜치 조건의 평가보다 우선합니다.10워드(최대 40개의 명령어) 루프 실행 중에는 필요한 모든 명령이 스택에 남아 있기 때문에 명령을 가져오지 않고 데이터 전송에 사용할 수 있는 작은 코어 메모리가 남아 있습니다.

60비트 레지스터는 각각 주소 [4]레지스터를 갖춘8개가 있습니다.주소를 주소 레지스터로 이동하면 작은 코어 메모리 읽기 또는 쓰기가 시작됩니다.산술 및 논리 명령은 이러한 레지스터를 소스 및 대상으로 합니다.프로그래머 또는 컴파일러는 더 많은 데이터가 동일한 레지스터를 필요로 하기 전에 데이터를 제시간에 가져와 저장하려고 하지만, 준비되지 않은 경우 프로세서는 사용할 때까지 대기 상태가 됩니다.또한 요청 시 4개의 부동소수점 연산장치 중 하나가 준비되지 않은 경우에도 대기하지만 파이프라이닝으로 인해 일반적으로 이러한 현상이 [16]발생하지 않습니다.

CDC 6600과의 관계

CDC 7600은 "6600과 기계 코드 상위에 호환되도록 설계되었지만 성능이 크게 향상되었습니다."[17][18]한 사용자는 "대부분의 사용자는 [8]변경 없이 어느 시스템에서나 실행할 수 있습니다."라고 말했습니다.

7600은 하드웨어, 명령어, 60비트 워드 크기 등 6600의 많은 기능을 공유하지만 CDC [19][8]6600과의 객체 코드는 호환되지 않습니다.또한 7600의 일부 명령은 6600에 존재하지 않기 때문에 완전히 소스 코드(CASS)와 호환되지는 않았습니다.원래는 CDC 6800으로 [20]명명되었지만, Cray가 완전히 호환성이 없다고 판단하면서 7600으로 변경되었다.그러나 7600의 운영체제 설계로 인해 6600과 7600은 낮은 수준의 [8]차이에도 불구하고 "유니폼 소프트웨어 환경"을 공유했습니다.

사실 대략적으로 보면 7600은 6600과 상당히 비슷합니다.당시 컴퓨터 메모리는 독립된 접근 경로를 가진 블록으로 배열할 수 있었고, Cray의 디자인은 이를 유리하게 사용했다.대부분의 머신은 단일 CPU를 사용하여 시스템의 모든 기능을 실행하지만, Cray는 각 메모리 블록이 CPU가 명령을 처리하고 다른 블록에 액세스하는 동안 상당한 시간을 유휴 상태로 보낸다는 것을 깨달았습니다.이를 활용하기 위해 6600 및 7600에서는 CDC 160-A(주변기기 프로세서 유닛)[21]를 기반으로 한 일련의 소형 12비트 머신에 출력 인쇄 또는 천공 카드 읽기 등의 일상적인 하우스키핑 작업을 맡겼습니다.머신의 어느 사이클에서도 PPU 중 하나가 제어되어 메인 프로세서가 숫자를 계산하고 있는 동안 메모리에 데이터를 공급했습니다.사이클이 완료되면 다음 PPU가 제어되었습니다.이와 같이 메모리는 메인 프로세서가 동작하기 위한 최신 정보를 항상 유지합니다(외부 디바이스 자체의 지연을 방지).데이터 지연을 배제하고 CPU를 수학적 퍼포먼스만을 위해 구축할 수 있습니다.PPU는 매우 스마트한 "소통 채널"이라고 불릴 수 있었다.

6600과 마찬가지로 7600은 일반적으로 길이가 15비트인 명령을 가진 60비트 워드를 사용했지만 30비트 명령도 있었습니다.명령어는 60비트 워드로 압축되어 있지만 30비트 명령어는 두 워드를 연결할 수 없으며 제어는 워드의 첫 번째 명령어로만 이전할 수 있습니다.그러나 명령어 세트 자체가 새로운 내장 메모리 레이아웃을 반영하도록 변경되었기 때문에 이전 6600과는 호환되지 않습니다.컴파일러와 운영체제를 큰 문제 없이 이식할 수 있을 정도로 비슷한 기계였습니다.이 기계에는 당초 소프트웨어가 포함되어 있지 않았습니다.사이트는 LTTS, NCAROS 등의 운영체제를 직접 작성해야 했습니다.또한 LRLTRAN(동적 메모리 관리 및 기타 비표준 기능을 갖춘 Livermore 버전의 Fortran)과 같은 컴파일러도 필요합니다.

CDC는 또한 모델 번호 7700의 [22]7600을 기반으로 두 개의 멀티프로세서 컴퓨터를 제조했습니다.비대칭 구성의 2대의 7600 머신(중앙 머신과 부속 머신)으로 구성되어 있습니다.그것들은 미사일 발사 및 소련 ICBM의 인바운드 추적에 사용되었다. 레이더 시뮬레이터는 입력/출력 프론트 엔드용 CDC 6400을 갖춘 실시간 시뮬레이터였다.이 시스템은 태평양 미사일 사거리에서 사용될 예정이었다.1대의 컴퓨터는 캘리포니아주 레돈도 비치(나중에 남태평양의 콰잘린 환초로 이동)의 TRW에 설치되었고, 2대의 컴퓨터는 캘리포니아 헌팅턴 비치의 맥도넬 더글러스(McDonnell Douglas에 설치되었습니다.실제로는 섀시 25에 의해 7600 MP로 접속되어 있었습니다.

접수 및 사용방법

1969년부터 1975년까지 CDC 7600은 전문 장치를 제외하고 일반적으로 세계에서 [7]가장 빠른 컴퓨터로 간주되었습니다.그러나, 고도의 기계와 냉각 기능을 갖추고 있어도, 7600은 장해가 발생하기 쉬웠습니다.LLNL과 NCAR은 기계가 적어도 하루에 한 번, 종종 네다섯 번 고장날 것이라고 보고했다.설치장소에서의 수용은 버그가 해결되는 동안 수년이 걸렸고, 기계는 일반적으로 "고급" 틈새로 충분히 잘 팔렸지만 CDC에 실질적인 이익을 창출하지는 못할 것으로 보입니다.후속 CDC 8600은 완성되지 않았고, Seymour Cray는 자신의 회사인 Cray [7]Research를 설립했습니다.

살아남은 1대의 7600은 컴퓨터 역사 [9]박물관에 부분적으로 전시되어 있다.크기 때문에 코너 유닛은 2개만 표시할 수 있습니다.나머지는 창고에 있습니다.또 다른 7600기는 콘솔과 테이프 컨트롤러와 함께 치페와 폭포 산업 및 기술 박물관에 전시되어 있다.

레퍼런스

  1. ^ a b 애덤스 조사 1968, 12페이지, 범례 - 3
  2. ^ 1978년 사이언스지는 CDC가 "CDC 6600 모델 중 400개, CDC 7600 모델 중 75개"를 판매했다고 보도했다.
  3. ^ a b c CDC 7600 사이트 준비, 76년 5월
  4. ^ a b c d e CDC 7600 레퍼런스 매뉴얼, 71년 2월
  5. ^ Microsoft Research의 Gordon Bell에 의한 CDC 7600 프레젠테이션
  6. ^ "CDC 7600". Archived from the original on 2016-05-15. Retrieved 2010-04-08.
  7. ^ a b c 고든 벨.Wayback Machine에서 2016년 5월 15일에 아카이브된 Seymour Cray 전망.
  8. ^ a b c d "Control Data Corporation (CDC) 7600: 1971–1983". Computational and Information Systems Laboratory. University Corporation for Atmospheric Research. Archived from the original on 20 July 2011. Retrieved 25 September 2011.
  9. ^ a b "7600 Supercomputer". Collections. Computer History Museum. Archived from the original on 3 October 2012. Retrieved 25 September 2011.
  10. ^ 10을 곱하다.
  11. ^ a b "7600s at Livermore".
  12. ^ "또한 초기 MOS 트랜지스터보다 10배 이상 빨랐습니다."
  13. ^ J. E. Thornton (1980). "The CDC 6600 Project". IEEE Annals of the History of Computing. 2 (4): 338–348. doi:10.1109/MAHC.1980.10044.
  14. ^ "기능 유닛이 필요"
  15. ^ Edwin D. Reilly (2003). Milestones in Computer Science and Information Technology. ISBN 978-1573565219.
  16. ^ 1970년쯤 UCLA 컴퓨터 센터에서 CDC 담당자가 한 강연.
  17. ^ The Architecture of High Performance Computers. IBBETT. 2013. ISBN 978-1475767155.
  18. ^ "Instruction buffering in the CDC 7600".
  19. ^ 이전 버전과의 호환성이 없었던 것은 아닙니다.즉, 이전 버전에서의 무언가가 새로운 버전에서의 동작입니다.
  20. ^ Pugh, Emerson W.; Johnson, Lyle R.; Palmer, John H. (1991). IBM's 360 and Early 370 Systems. MIT Press. p. 388. ISBN 978-0-262-16123-7.
  21. ^ "Control Data 7600 Computer System" (PDF).
  22. ^ 결국 CDC 7700 2대, CDC 6400 1대, IBM 3033 6대도 판매에 들어갔습니다."For Sale". InfoWorld. July 27, 1981. p. 49.

외부 링크

사진들

기록.
선행
CDC 6600
3 메가플롭스
 세계에서 가장 강력한 슈퍼컴퓨터
1969–1975		 에 의해 성공자
크레이-1
136 메가플롭스