Сеймур Роджер Крэй (28 сентября 1925 [1] – 5 октября 1996 [2] ) был американским инженером-электриком и архитектором суперкомпьютеров , который спроектировал серию компьютеров, которые были самыми быстрыми в мире на протяжении десятилетий, и основал Cray Research , которая построила многие из этих машин. Называемый «отцом суперкомпьютеров», [2] Крей был признан создателем индустрии суперкомпьютеров. [3] Джоэл С. Бирнбаум , тогдашний главный технический директор Hewlett -Packard , сказал о нем: «Кажется, невозможно преувеличить его влияние на индустрию; многие из вещей, которые высокопроизводительные компьютеры теперь делают повседневно, были на самом краю правдоподобия, когда Сеймур их представлял». [4] Ларри Смарр , тогдашний директор Национального центра суперкомпьютерных приложений в Университете Иллинойса, сказал, что Крэй — « Томас Эдисон индустрии суперкомпьютеров». [5]
Крей родился в 1925 году в Чиппева-Фолс, штат Висконсин , в семье Сеймура Р. и Лилиан Крей. Его отец был инженером-строителем, который привил Крей интерес к науке и технике. Уже в возрасте десяти лет он смог построить устройство из деталей конструктора , которое преобразовывало перфоленту в сигналы кода Морзе . Подвал семейного дома был отдан молодому Крей в качестве «лаборатории». [6]
Крей окончил среднюю школу Чиппева-Фолс в 1943 году, прежде чем был призван на Вторую мировую войну в качестве радиста. Он участвовал в боевых действиях в Европе , а затем перешел на Тихоокеанский театр военных действий , где работал над взломом японских военно-морских кодов . По возвращении в Соединенные Штаты он получил степень бакалавра наук по электротехнике в Университете Миннесоты , который окончил в 1949 году, а затем степень магистра наук по прикладной математике в 1951 году. [7]
В 1950 году Крей присоединился к Engineering Research Associates (ERA) в Сент-Поле, штат Миннесота . [8] ERA была сформирована из бывшей лаборатории ВМС США , которая строила машины для взлома кодов, традиция, которую ERA продолжала, когда такие работы были доступны. ERA познакомилась с компьютерными технологиями во время одной из таких попыток, но в другие времена также работала над широким спектром базовой инженерии.
Крей быстро стал считаться экспертом в области цифровых компьютерных технологий, особенно после его работы над ERA 1103 , первым коммерчески успешным научным компьютером. Он оставался в ERA, когда ее купили Remington Rand , а затем Sperry Corporation в начале 1950-х годов. В недавно созданной Sperry Rand ERA стала научным вычислительным подразделением их подразделения UNIVAC .
Крей, вместе с Уильямом Норрисом , позже разочаровались в ERA, затем отделились как Sperry Rand. В 1957 году они основали новую компанию, Control Data Corporation . [9] [10]
К 1960 году он завершил проектирование CDC 1604 , улучшенного недорогого ERA 1103 , который имел впечатляющую производительность за свою цену. [11] Даже когда CDC 1604 начал поставляться клиентам в 1960 году, Крэй уже перешел к проектированию других компьютеров. Сначала он работал над проектированием модернизированной версии ( серии CDC 3000 ), но руководство компании хотело, чтобы эти машины были нацелены на «деловую и коммерческую» обработку данных для обычных клиентов. Крей не любил работать над такими «обыденными» машинами, ограниченными проектированием для недорогой конструкции, чтобы CDC могла продать много из них. Его желанием было «создать самый большой [самый быстрый] компьютер в мире» . Поэтому после некоторой базовой работы по проектированию серии CDC 3000 он передал это другим и продолжил работу над CDC 6600 . Тем не менее, некоторые специальные функции 6600 впервые начали появляться в серии 3000.
Хотя с точки зрения аппаратного обеспечения 6600 не был на переднем крае, [ требуется цитата ] Cray вложил значительные усилия в проектирование машины, пытаясь сделать ее максимально быстрой. В отличие от большинства высокопроизводительных проектов, Cray понял, что производительность гораздо важнее простой скорости процессора, что пропускная способность ввода-вывода должна быть также максимизирована, чтобы избежать «голодания» процессора данными для обработки. Позже он заметил: «Любой может построить быстрый ЦП. Хитрость в том, чтобы построить быструю систему». [8]
6600 был первым коммерческим суперкомпьютером, значительно превзойдя все доступные тогда компьютеры. Несмотря на свою дороговизну, для тех, кому был нужен абсолютно быстрый доступный компьютер, на рынке не было ничего, что могло бы конкурировать. [12] [13] Когда другие компании (а именно IBM ) попытались создать машины с похожей производительностью, они споткнулись ( IBM 7030 Stretch ). В 6600 Крей решил критическую проблему проектирования «неточных прерываний», [14] которая в значительной степени была ответственна за провал IBM. Он сделал это, заменив прерывания ввода-вывода опросным запросом, выдаваемым одним из десяти так называемых периферийных процессоров, которые были встроенными мини-компьютерами, которые выполняли все передачи в центральную память 6600 и из нее. Следующий CDC 7600 даже улучшил преимущество в скорости в пять раз. [15]
В 1963 году в статье в журнале Business Week , анонсирующей CDC 6600, Сеймур Крей ясно выразил идею, которую часто ошибочно приписывают Гербу Грошу как так называемый закон Гроша :
Компьютеры должны подчиняться квадратичному закону — при удвоении цены вы должны получить как минимум в четыре раза больше скорости.
— Сеймур Крей, «Компьютеры становятся быстрее, чем когда-либо», Business Week (31 августа 1963 г.): стр. 28.
В этот период Крей все больше раздражался из-за того, что он считал вмешательством руководства CDC. Крей всегда требовал абсолютно спокойной рабочей среды с минимальными управленческими издержками, но по мере роста компании он обнаружил, что его постоянно прерывают менеджеры среднего звена, которые, по словам Крея, только и делали, что таращились на него и использовали его как инструмент продаж, знакомя его с потенциальными клиентами.
Крей решил, что для продолжения разработки ему придется переехать из Сент-Пола, достаточно далеко, чтобы это было слишком долго для «быстрого визита», а междугородние телефонные звонки были бы достаточными, чтобы отпугнуть большинство звонков, но достаточно близко, чтобы настоящие визиты или заседания совета директоров можно было посещать без особых трудностей. После некоторых дебатов Норрис поддержал его и создал новую лабораторию на земле, которой владел Крей в своем родном городе Чиппева-Фолс. Частично причиной переезда также могли быть опасения Крея по поводу надвигающейся ядерной войны , которая, по его мнению, делала города-побратимы серьезной проблемой безопасности. [16] Его дом, построенный в нескольких сотнях ярдов от новой лаборатории CDC, включал огромное бомбоубежище . [17]
Новая лаборатория Chippewa Lab была создана в середине проекта 6600, хотя, похоже, она не задержала проект. После поставки 6600, следующим продуктом, разработанным в Chippewa Falls, стала система-преемница CDC 7600 , предлагающая пиковую скорость вычислений в десять раз больше, чем 6600. Неудачное продолжение 7600, CDC 8600 , стало проектом, который окончательно положил конец его череде успехов в CDC в 1972 году.
Хотя 6600 и 7600 в конечном итоге имели огромный успех, оба проекта почти обанкротили компанию, пока они проектировались. 8600 столкнулся с похожими трудностями, и Крэй в конечном итоге решил, что единственным решением было начать все заново. На этот раз Норрис не был готов рисковать, и другой проект в компании, CDC STAR-100 , казалось, продвигался более гладко. Норрис сказал, что он готов поддерживать проект на низком уровне, пока не будет доставлен STAR, после чего полное финансирование можно будет вложить в 8600. Крэй не хотел работать в таких условиях и покинул компанию. [18]
Разделение было довольно дружественным, и когда он начал Cray Research в новой лаборатории на той же территории Чиппева год спустя, Норрис инвестировал 250 000 долларов в стартовый капитал. [19] Как и организация CDC, Cray R&D базировалась в Чиппева-Фолс, а штаб-квартира компании находилась в Миннеаполисе. В отличие от CDC, производство Cray также находилось в Чиппева-Фолс.
Сначала возникли некоторые вопросы относительно того, что именно должна делать новая компания. Казалось, что у них не будет возможности позволить себе разработать новый компьютер, учитывая, что теперь уже крупный CDC не мог поддерживать больше одного. Когда президент, отвечающий за финансирование, отправился на Уолл-стрит в поисках стартового капитала , он был удивлен, обнаружив, что репутация Cray была очень хорошо известна. Финансовый мир не только не боролся за какую-то роль на рынке, но и был более чем готов предоставить Cray все деньги, которые им были нужны для разработки новой машины.
После нескольких лет разработки их первый продукт был выпущен в 1976 году под названием Cray-1 . Как и в более ранних разработках Cray, Cray-1 гарантировал, что весь компьютер будет быстрым, а не только процессор. Когда он был выпущен, он легко превзошел почти все машины по скорости, включая STAR-100, которая превзошла 8600 в плане финансирования. Единственной машиной, способной работать на том же уровне, была ILLIAC IV , специализированная одноразовая машина, которая редко работала вблизи своей максимальной производительности, за исключением очень специфических задач. В целом, Cray-1 превзошел все на рынке с большим отрывом.
Серийный номер 001 был «одолжен» Национальной лаборатории Лос-Аламоса в 1976 году, и тем летом первая полная система была продана Национальному центру атмосферных исследований (NCAR) за 8,8 млн долларов. Ранние оценки компании предполагали, что они могут продать дюжину таких машин, основываясь на продажах аналогичных машин эпохи CDC, поэтому цена была установлена соответственно. В конечном итоге было продано более 80 Cray-1, компания добилась огромного финансового успеха, а инновации Крэя с суперкомпьютерами принесли ему прозвище «Волшебник из Чиппева-Фолс». [8]
Последующий успех был не таким легким. Пока он работал над Cray-2 , другие команды выпустили двухпроцессорный Cray X-MP , который стал еще одним огромным успехом, а позже и четырехпроцессорный X-MP. Когда Cray-2 был наконец выпущен после шести лет разработки, он был лишь немного быстрее X-MP, в основном из-за очень быстрой и большой основной памяти, и поэтому продавался в гораздо меньших количествах. Cray-2 работал на частоте 250 МГц с очень глубоким конвейером , что усложняло написание кода по сравнению с более коротким конвейером X-MP.
Когда проект Cray-3 начался, он снова обнаружил, что его слишком «забивают» ежедневные задачи. Чтобы сосредоточиться на дизайне, в 1980 году Крей оставил пост генерального директора Cray Research, чтобы стать независимым подрядчиком. В 1988 году он перенес проект Cray-3 из Чиппева-Фолс в лабораторию в Колорадо-Спрингс, штат Колорадо .
В 1989 году Cray столкнулся с повторением истории, когда Cray-3 начал сталкиваться с трудностями. Модернизация X-MP с использованием высокоскоростной памяти от Cray-2 находилась в стадии разработки и, казалось, достигла реального прогресса, и снова руководство столкнулось с двумя проектами и ограниченным бюджетом. В конце концов они решили пойти по более безопасному пути, выпустив новый дизайн как Cray Y-MP .
Cray решила отделить лабораторию в Колорадо-Спрингс, чтобы сформировать Cray Computer Corporation . Эта новая организация взяла с собой проект Cray-3. [20]
500 МГц Cray-3 оказался вторым крупным провалом Cray. Чтобы обеспечить десятикратное увеличение производительности, которое он всегда требовал от своих новейших машин, Cray решил, что машина должна быть построена с использованием полупроводников на основе арсенида галлия . [21] В прошлом Cray всегда избегал использовать что-либо даже близкое к современному уровню техники , предпочитая использовать известные решения и проектировать быструю машину на их основе. В этом случае Cray разрабатывал каждую часть машины, даже чипы внутри нее. [22]
Тем не менее, команде удалось заставить машину работать, и 24 мая 1993 года первый экземпляр был доставлен в NCAR. [23]
Машина все еще была по сути прототипом, и компания использовала установку для отладки конструкции. [24] К этому времени на рынок вышло несколько машин с массивно-параллельным процессором, соотношение цены и производительности которых Cray-3 не мог сравниться. Cray ответила «грубой силой», начав проектирование Cray-4 , который должен был работать на частоте 1 ГГц и превосходить эти машины по мощности, независимо от цены.
В 1995 году больше не было продаж Cray-3, а окончание Холодной войны сделало маловероятным, что кто-то купит достаточно Cray-4, чтобы окупить средства, вложенные в разработку. У компании закончились деньги, и 24 марта 1995 года она подала заявление о банкротстве по Главе 11. [25]
Крей всегда сопротивлялся массовому параллельному решению высокоскоростных вычислений, предлагая множество причин, по которым оно никогда не будет работать так же хорошо, как один очень быстрый процессор. Он остроумно заметил: «Если бы вы пахали поле, что бы вы предпочли использовать: двух сильных вола или 1024 цыплят?» К середине 1990-х годов этот аргумент становился все труднее обосновывать, и современная технология компиляторов сделала разработку программ на таких машинах не намного сложнее, чем на их более простых аналогах. [26]
Крэй основал новую компанию SRC Computers и начал проектирование собственной машины с массовым параллелизмом. Новый проект был сосредоточен на коммуникациях и производительности памяти, узком месте, которое мешало многим параллельным проектам. Проектирование только началось, когда Крэй погиб в автокатастрофе. SRC Computers продолжила разработку и специализировалась на реконфигурируемых вычислениях .
Крей часто упоминал два важных аспекта своей философии дизайна: отвод тепла и обеспечение того, чтобы все сигналы, которые должны поступать куда-либо одновременно, действительно поступали в одно и то же время. [27]
Его компьютеры были оснащены встроенными системами охлаждения, которые в конечном итоге распространялись на каналы охлаждающей жидкости, отлитые в мэйнфреймах и термически соединенные с металлическими пластинами внутри печатных плат, и на системы, погруженные в охлаждающие жидкости. В истории, которую он рассказал о себе, он понял в начале своей карьеры, что он должен блокировать компьютеры с системами охлаждения, чтобы компьютеры не работали, если системы охлаждения не работают. Первоначально ему не пришло в голову блокировать в другом направлении, пока клиент не сообщил, что локальные отключения электроэнергии выключили его компьютер, но оставили систему охлаждения работающей — поэтому они прибыли утром и обнаружили машину, покрытую льдом.
Крей решил проблему перекоса , гарантируя, что каждый путь сигнала в его более поздних компьютерах имел одинаковую электрическую длину, так что значения, которые должны были быть обработаны в определенное время, были действительно действительными значениями. При необходимости он запускал дорожки вперед и назад на печатных платах, пока не достигал желаемой длины, и он использовал уравнения Максвелла при проектировании плат, чтобы гарантировать, что любые радиочастотные эффекты, которые изменяли скорость сигнала и, следовательно, длину электрического пути, были учтены.
Когда его спросили, какие инструменты автоматизированного проектирования он использовал для проектирования компьютеров, Крей ответил, что ему нравятся блокноты размером 8-1/2" x 11" с «тонкой разлиновкой в четверть дюйма » . [28]
Крей принимал участие в разработке следующих компьютеров:
Крей женился на Верене Фолл в 1947 году. Они знали друг друга с детства. Она была дочерью методистского священника, как и мать Крея, а Верена работала диетологом. [29] У них было трое детей [30], и они развелись около 1978 года. [31] Позже он женился на Джери Харранд [32] , и у них был один сын и две дочери. [33]
Крей избегал публичности, и существует ряд необычных историй о его жизни вне работы, называемых «Rollwagenisms», от тогдашнего генерального директора Cray Research Джона А. Роллвагена. Он любил кататься на лыжах , заниматься виндсерфингом , теннисом и другими видами спорта. Другим любимым занятием было рытье туннеля под своим домом; он приписывал секрет своего успеха «визитам эльфов » во время работы в туннеле: «Пока я рою туннель, эльфы часто приходят ко мне с решениями моих проблем». [34] [35]
Одна история гласит, что когда руководство попросило Крэя предоставить подробные годовые и пятилетние планы для его следующей машины, он просто написал: «Пятилетняя цель: построить самый большой компьютер в мире. Годовая цель: одна пятая от вышеперечисленного». А в другой раз, когда ожидалось, что он напишет многостраничный подробный отчет о состоянии дел для руководителей компании, отчет Крэя из двух предложений гласил: «Деятельность продвигается удовлетворительно, как и было изложено в июньском плане. Не было никаких существенных изменений или отклонений от июньского плана». [36]
Крэй был смертельно ранен в результате опрокидывания автомобиля по вине безрассудного водителя, когда он выезжал на своем Jeep Cherokee на межштатную автомагистраль 25 , недалеко от Военно-воздушной академии в Колорадо. [37] Крэй умер от полученных травм 5 октября 1996 года, через две недели после аварии и через неделю после своего 71-го дня рождения. [38] [39]
Премия имени Сеймура Крэя за достижения в области компьютерной инженерии [40] , учрежденная IEEE Computer Society в конце 1997 года, отмечает инновационный вклад в высокопроизводительные вычислительные системы, иллюстрирующий творческий дух Крэя.
{{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
Цитаты, связанные с Сеймуром Крейем в Wikiquote