Vždy měl jen jediný cíl – postavit nejvýkonnější počítač, jaký kdo kdy vyrobil. A několik dlouhých let se mu to skutečně dařilo, stavěl nejvýkonnější superpočítače světa.
Cray Research a vznik legendy
Odchod Craye z firmy CDC byl v přátelském duchu, dokonce ředitel Norris do nové Crayovy firmy investoval $300 000. Našli se i další investoři, neboť nikdo nepochyboval, že Cray dokáže vytvořit něco hodně velkého. Po několika letech vývoje se proto zrodil Cray 1. Podobal se svým předchůdcům, i on měl tvar velkého „C“ zajišťující lepší chlazení a menší vzdálenosti na propojení periferií. Cray se opět snažil o maximální optimalizaci celého počítače, nikoliv jen CPU.
Cray 1. Superpočítač z roku 1975, který se proslavil nejen svým výkonem, ale i netradiční tvarem (foto: Panoramafotos.net, CC BY 2.5)
Hlavním „protivníkem“ Craye byl počítač jeho bývalé firmy, CDC STAR-100, který měl vektorovou CPU. Cray sice uznával výhody tohoto designu pro rychlé počítání, ovšem věřil nutnosti provádět i klasické výpočty. Proto měl jeho Cray 1, představený v roce 1975, ve své CPU jak jednotku vektorovou, tak i skalární. Počítač byl sestaven z integrovaných obvodů, které byly instalovány na tištěných spojích s počtem kolem 144 obvodů. Z desek byly sestaveny funkční moduly, obsahující jednu až dvě takové desky. Celý počítač pak sestával z 1 662 modulů ze 113 různých typů.
CPU počítače sestávala z 12 funkčních jednotek různého určení – pro vektorové sčítání či odčítání, pro skalární matematiku, logickou jednotku atd. Takt počítače byl 80 MHz. Kabeláž byla z kroucených dvojlinek s přesně definovanou délkou, což zajišťovalo, že signál doputuje na místo určení včas a s minimem rušení. Chlazení bylo provedeno pomocí měděných chladičů, v nichž proudil tekutý freon.
Systém chlazení v superpočítači Cray 1. Trubkami tekl tekutý freon do měděných chladičů (foto: Rama, CC BY-SA)
Celkový výkon počítače lze vyjádřit jako 160 MIPS a pro výpočty zhruba 160 MFLOPS, při dobrém programování až 250 MFLOPS. Jen pro představu, tento výkon v MIPS překonaly mikroprocesory až v polovině devadesátých let.
Počítače Cray jako superpočítačové modly
O první Cray 1 se poněkud nechutně „porvaly“ Lawrence Livermore National Laboratory a Los Alamos National Laboratory, z nichž ta druhá po dlouhé aukci zvítězila. Nakonec bylo postaveno zhruba osmdesát těchto počítačů a Cray se stal nejen celebritou, ale i úspěšným podnikatelem.
Superpočítač Cray 1A z roku 1976 v muzeu výpočetní techniky v Mountain View
(foto: Profimedia)
Zatímco Cray stavěl nástupce, počítač Cray 2, vytvořil v roce 1982 jeho kolega Steve Chen nesmírně populární Cray X-MP. Počítač byl „v podstatě“ Cray 1, jen pracoval na větším taktu 105 MHz a obsahoval hned dvě CPU. Pomocí rychlejších pamětí a dalších triků se podařilo dosáhnout 200 MFLOPS na jednu jednotku při vykonové špičce 400 MFLOPS. Celkově měl tedy stroj 800 MFLOPS, tedy minimálně třikrát více, než předchůdce.
V mezičase pracoval Cray na svém novém počítači, Cray 2. Zde se opět potýkal se starým problémem – jak zvýšit výkon systému navýšením taktu, aniž by docházelo ke zpoždění signálů v propojovacích kabelech? Holt, každý signál je schopen dosáhnout maximálně rychlosti světla, s tím nedokázal nic udělat ani génius Crayova formátu. Při návrhu počítače Cray 2 se šéf firmy cítil natolik rušen běžnou administrativou, že se nechal uvolnit ze všech funkcí, aby se na nové dítko mohl maximálně soustředit.
Vývoj proto probíhal v další laboratoři a Cray působil jako externí konzultant vlastní firmy. Po dvou letech vývoje to už vypadalo, že cesta nikam nevede a Cray měl pocit, že se musí začít znovu. Nikdo prostě s tehdejší technologií nebyl schopen pájet integrované obvody s větší hustotou.
Naštěstí, Cray dostal v pravý okamžik spásný nápad a místo velké desky poseté černými šváby navrhl několik menších desek naštosovaných v osmi vrstvách nad sebou. Chlazení plynem nebylo skrze miniaturní štěrbiny možné, takže bylo přikročeno ke chlazení kapalinou.
Konec, aneb 1024 kuřat vydá za dva voly
Jenže, ani toto nepomohlo. Tím, že na Cray X-MP byly použity dvě později i čtyři CPU, tak tento starší typ konkuroval svému mladšímu bratříčkovi. Cray dosáhl navýšení výkonu jen díky extrémně rychlé a tehdy obrovské paměti, leč také za obrovskou cenu.
V roce 1985 představoval Cray 2 se svými 1,9 GFLOPS nejrychlejší počítač světa a na této příčce vydržel až do roku 1988, kdy jej předstihl opět starší bratříček, tentokrát s osmi CPU pod jménem Cray Y-MP a výkonem 2,6 GFLOPS. Kromě laboratoří a NASA si jej pořídili například u Fordu či General Motors pro používání metody konečných prvků a virtuální crash testy. Bohužel ale, jednalo se o poslední počítač pana Craye. Následující Cray 3 byl postaven pouze v jediném neprodaném exempláři.
Cray 2 z nadhledu (foto: Rama, CC BY-SA)
Problém spočíval v tom, že Cray nedůvěřoval tehdy nové módě, paralelním výpočtům „Když budete chtít zorat pole, čemu dáte přednost? Dvěma silným volům, nebo 1024 kuřatům?“ Tohle tvrdil, a jak ukázala budoucnost, mýlil se. Až později poznal svůj omyl, ovšem to už firma Cray zkrachovala. Pod hlavičkou nové firmy SRC Computers se pustil se do stavby masivního paralelního superpočítače, ten už ale nikdy nedokončil.
Výkon počítačů totiž nabral díky stále rychlejším mikroprocesorům nečekaný obrat. Ostatně, dle jakési analýzy odpovídá výkon Cray 2 tabletu iPad 2. Ačkoliv asi nelze brát něco takového jako zcela srovnatelné, lze si udělat představu, jak neskutečně výkonné jsou dnes stroje určené v podstatě na hraní...
