Seymour Cray: Stavitel superpočítačů

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.
Kapitoly článku

22. září 1996 kolem třetí odpoledne narazil do Crayova Jeepu Cherokee během nezvládnutého předjíždění řidič za ním jedoucího vozidla. Cray se ve svém vozidle třikrát převrátil a utrpěl zranění, kterým po několika dnech v nemocnici podlehl. Zamřel tím člověk, který byl nazýván Edisonem superpočítačů.

Klepněte pro větší obrázek 
Seymour Cray na snímku z roku 1982 (foto: Profiedia)

Seymour Cray se narodil v září 1925 v Coloradu a od mládí byl veden svým otcem, stavebním inženýrem, k vědě a technice. Už v deseti si vyrobil jednoduché zařízení, které převádělo záznam na děrované papírové pásce na morseovku. Postupně se mu všechny elektrické či elektronické přístroje staly koníčkem. Zajímal se o motory, rádia, experimentoval s elektrickými obvody, takže se nelze divit, že laboratoř elektroniky na střední škole se mu stala takřka druhým domovem.

Válečná škola luštěním kódů

V roce 1943 střední školu dokončil a byl ihned odeslán do války jako spojař s bezdrátovou vysílačkou. Tomuto zaměření se nelze divit, protože v té době bylo jen málo těch, kteří takovou technikou měli zkušenosti. A ty měl Cray rozsáhlé.

Seymour Cray

Elektroinženýr, konstruktér a především vynálezce a tvůrce nejvýkonnějších superpočítačů.

  • narození: 28. září 1925
  • úmrtí: 5. října 1996
  • původ: USA, Colorado

Do Evropy se sice dostal až po invazi, ale i tak si užil těch pár zbylých válečných měsíců do sytosti. S mírem v Evropě pro něj ale válka neskončila, neboť jej odeslali na Filipíny. Nicméně, po kapitulaci Japonska se armádní kariéry rychle vzdal a nastoupil na University of Minesota, kde graduoval v roce 1950. O rok později zde získal doktorát z aplikované matematiky.

Už za války „přičichl“ k velice sofistikované činnosti – k dešifrování nepřátelských kódů. Britové si pro lámání německých kódů sestavili slavný Collossus, ovšem Američané nezůstali v tomto pozadu. Lámání japonského purpurového kódu ale nebylo tak náročné, proto nic tak sofistikovaného nepotřebovali, ovšem i oni luštění kódu zautomatizovali pomocí strojů.

První počítač nebyl „super“

Na rozdíl od Britů, kteří po konci války vše zničili a rozpustili svůj úspěšný tým, Američané něco takového nedopustili. Právě naopak, záleželo jim na tom, aby se know-how neztratilo. Samozřejmě, vědci i technici už nesměli být součástí US Navy, ale založili si firmu Engineering Research Associates (ERA). Ta se zabývala stejnou činností, jako za války – stavbou jednoúčelových automatů určených pro lámání toho kterého kódu. Sídlila v Minnesotě, v areálu bývalé továrny, kde se původně stavěly kluzáky pro vylodění v Normandii.

Problém samozřejmě spočíval v tom, že když se kód změnil, bylo nutné postavit automat zcela jiný. To bylo značně neefektivní, a tak praktičtí Američané navrhli námořnictvu stavbu univerzálního počítače, který by bylo možné programovat. Jeho program by byl z důvodu rychlosti umístěn v hlavní paměti a algoritmus lámání kódu by byl zajištěn softwarově. Tajný projekt byl schválen v roce 1947 jako „Task 13“ a výsledkem se stal počítač zvaný Atlas s bubnovou pamětí a CPU z elektronek, zvládající pouze celočíselnou matematiku. Pozdější verze používaly jako paměť Williamsovy trubice, čímž se počítač dost zrychlil.

Klepněte pro větší obrázek 
UNIVAC/ERA 1101 - univerzální počítač postavený na základě válečných zkušeností
(foto: Wikimedia, volné dílo)

ERA dostala povolení od námořnictva ke komerčnímu prodeji počítače. Jméno bylo zvoleno jako ERA 1101, což je binární reprezentace čísla 13, označení původního projektu. ERA byla později kvůli finančním těžkostem spolknuta firmou Remington Rand. Vzhledem k tomu, že ta měla v prodeji počítač UNIVAC 1, což byl první komerční počítač prodávaný v USA, byl stroj od ERA přejmenován na UNIVAC 1101.

Na tomto počítači se Cray nepodílel, jelikož do ERA nastoupil až po dokončení doktorátu, kdy byl návrh již téměř dokončen. Prvním počítačem, na kterém se Cray podílel, byl nástupce prvního typu s označením 1103. Návrh na vývoj tohoto počítače padl ještě před dokončením ERA 1101, protože tvůrcům nevyhovovala chybějící jednotka pro práci s desetinnými čísly s plovoucí řádovou čárkou. To značně omezovalo možnosti počítače, protože navzdory svému výkonu (vhodnému pro dešifrování) nemohl být použit pro vědecké výpočty.

Jednoduchostí a efektivitou proti IBM

Už při práci na 1103 se Cray řídil svým základním krédem. „Můj řídící princip je jednoduchost,“ tvrdil později. Do počítače zabudoval pouze to, co bylo nezbytně nutné. Dá se v jistém směru říci, že Cray používal filozofii pozdějších RISC mikroprocesorů dávno před tím, než se tento termín prosadil. Druhou jeho zásadní devizou byl neskutečně rychlý vývoj. Nejen, že jeho počítače byly rychlé – rychlý byl i on sám při jejich návrhu.

Aby jej spolupracovníci nerušili, zvykl si pracovat v nočních hodinách či o víkendech, kdy měl celou kancelář a laboratoře jen pro sebe. Už od těchto svých začátků se naučil naslouchat zákazníkům. Co vlastně potřebují? Co jim na počítači vadí? Nápady pak zabudovával do dalších generací svých strojů. Navrhovat počítače se naučil na stroji 1101, kde pochopil, jak má počítač fungovat a kde jsou s dostupnými technologiemi slabá místa návrhu, a tato první lekce se mu pak v životě mnohokrát vyplatila.

Klepněte pro větší obrázek 
Vylepšený model 1103 (foto: Wikimedia, volné dílo)

UNIVAC 1103 se zrodil v říjnu 1953 a byl ihned srovnáván s IBM 701, zvaným „Defense Calculator“, prvním komerčním počítačem této firmy. Samotná společnost IBM s takovým projektem váhala, protože její velký šéf Thomas Watson Jr. tvrdil, že v USA je trh pro zhruba pět počítačů. Posléze si ale udělal výlet k dvaceti potenciálními zákazníky a pochlubil se, že z pěti se počet zákazníků navýšil na osmnáct.

Když byly oba počítače srovnávány, 1103 v tomto zápase nevynikal. IBM 701 měl větší paměť, a i když byl srovnatelně rychlý, díky širší nabídce periférií byl přeci jen použitelnější. Poměr ceny a výkonu byl ale přece jen příznivější u 1103, což byla vlastnost snad všech Crayových počítačů.

Nový stroj pro dobu tranzistorovou

O tři roky později se objevil UNIVAC 1103A, což byla varianta vylepšená o paměť z feritových jader (mnohem rychlejší a spolehlivější než Williamsovy trubice), hardwarovou podporou přerušení a hardwarovými instrukcemi matematické operace s desetinnými čísly – dá se v jistém směru říci, že počítač měl matematický koprocesor. Nárůst výkonu byl tím pádem pochopitelný.

V dalších letech se ale management ERA zaměřoval na vývoj méně výkonných, ovšem cenově dostupných počítačů pro menší firmy. Cray s něčím takovým nebyl spokojen, protože například počítač 1104 byl v podstatě pouze zjednodušenou a ořezanou verzí svého předchůdce. Cray chtěl stavět ty nejvýkonnější stroje pro náročné vědecké výpočty. Zjednodušování a ořezávání ho nezajímalo.

Klepněte pro větší obrázek 
Nová cesta, nový firma, nový počítač – CDC 1604

Proto v roce 1957 spoluzaložil firmu Control Data Corporation, do které o rok později přešel. Zde se pustil do práce na zcela přelomovém počítači CDC 1604, a to se svou obvyklou důkladností. Cray vždy studoval zkušeností zákazníků s předchozími počítači. Jaké byly stížnosti? Co selhávalo? Z těchto informací odpovídal na základní otázky – jaké instrukce má počítač umět? Jak má mít velkou paměť? Na vlastní architektuře ale pracoval zcela sám. Samozřejmě mu s detaily pomáhalo mnoho inženýrů, ale ten základní koncept byl vždy jeho. Cray tvrdil, že toto je jediná cesta k efektivitě a kvalitě.

CDC 1604 byl přelomovým v tom, že šlo o „téměř“ první počítač postavený s použitím tranzistorů. V té době, tedy koncem padesátých let, byly tranzistory stále ještě poněkud nespolehlivými a tajuplnými součástkami. Inženýři jsou známí svou nechutí experimentovat s neověřenými technologiemi, takže se nelze divit té pauze mezi vynálezem tranzistoru (počátek padesátých let) a prvním tranzistorovým počítačem (1959). Také je třeba říci, že zhruba ve stejné době dokončilo IBM stroj 7090, což byla tranzistorová verze IBM 709. Proto tedy Cray nebyl první, kdo přišel s touto myšlenkou.

Témata článku: Počítače, Historie, Osobnosti počítačové historie, Počítač, Vznik, Univerzální počítač, První tranzistor, Rand, Edison, Pomalá doba, Foto, Colorado, Foto rámečky, Filipíny, První typ, Nadhled, Škola paměti, Rama, Nový tranzistor, Mp, Crash, Tajný projekt, Trubka, Rychlý vývoj, Legenda

Určitě si přečtěte

Velká podzimní aktualizace Windows 10 je tady: Co přináší Fall Creators Update

Velká podzimní aktualizace Windows 10 je tady: Co přináší Fall Creators Update

** Po půl roce je tu další aktualizace Windows ** A opět přináší hlavně hromadu drobných kosmetických vylepšení ** Podívali jsme se na ty nejzajímavější

17.  10.  2017 | Jakub Čížek | 185

Budoucností Windows 10 je Fluent Design. Takto bude jednou vypadat celý systém

Budoucností Windows 10 je Fluent Design. Takto bude jednou vypadat celý systém

** Fluent Design je vzhled, do kterého postupně Microsoft převleče celý systém ** Staví na průhlednosti a velkých plochách ** Do Windows 10 se z části dostane už zítra při vydání podzimní aktualizace

16.  10.  2017 | Stanislav Janů | 155

Jak funguje největší akumulátor v Česku: podívejte se do elektrárny Dlouhé Stráně

Jak funguje největší akumulátor v Česku: podívejte se do elektrárny Dlouhé Stráně

** Přečerpávací vodní elektrárna Dlouhé stráně je obdivuhodné technické dílo ** Stejná turbína vyrábí elektřinu i tlačí vodu zpět do horního jezera ** Strojovna elektrárny je zabudována v podzemí

19.  10.  2017 | David Polesný | 17

Nejlepší optické iluze: Z toho vám půjde hlava kolem

Nejlepší optické iluze: Z toho vám půjde hlava kolem

** Mozek se nechá snadno ošálit, a to mnoha způsoby ** Podívejte se na několik nejlepších optických iluzí ** Iluze dokazují, že vnímání reality může být značně zkreslené

16.  10.  2017 | Vojtěch Malý


Aktuální číslo časopisu Computer

Nový seriál o programování elektroniky

Otestovali jsme 17 bezdrátových sluchátek

Jak na nákup vánočních dárků ze zahraničí

4 tankové tiskárny v přímém souboji