Cray X-MP

El Cray X-MP fue una supercomputadora diseñada, construida y vendida por Cray Research . Fue anunciada en 1982 como la sucesora "mejorada" del Cray-1 de 1975 , y fue la computadora más rápida del mundo desde 1983 hasta 1985 con un rendimiento de sistema de cuatro procesadores de 800 MFLOPS . ^{[ 4 ]} El diseñador principal fue Steve Chen .

La principal mejora del X-MP con respecto al Cray-1 radicaba en que era un procesador vectorial paralelo de memoria compartida , el primer ordenador de este tipo de Cray Research. Albergaba hasta cuatro CPU en un ordenador central cuyo aspecto exterior era prácticamente idéntico al del Cray-1.

La CPU X-MP tenía un ciclo de reloj más rápido de 9,5 nanosegundos (105 MHz), en comparación con los 12,5 ns de la Cray-1A. Estaba construida con circuitos integrados de matriz de puertas bipolares que contenían 16 puertas lógicas acopladas por emisor (ECL) cada una. La CPU era muy similar a la CPU Cray-1 en arquitectura, pero tenía un mayor ancho de banda de memoria (con dos puertos de lectura y uno de escritura a la memoria principal en lugar de solo un puerto de lectura/escritura) y una mejor compatibilidad con el encadenamiento. Cada CPU tenía un rendimiento máximo teórico de 200 MFLOPS. ^{[ 5 ]}    

Inicialmente, el X-MP admitía 2 millones de palabras de 64 bits (16 MB) de memoria principal en 16 bancos. La memoria principal estaba construida con circuitos integrados SRAM bipolares de 4 Kbit. Las versiones con memoria CMOS del Cray-1M se denominaron Cray X-MP/1s. Esta configuración se utilizó por primera vez para la versión UNIX de Cray Research. 

En 1984, se anunciaron modelos mejorados del X-MP, que consistían en sistemas de uno, dos y cuatro procesadores con configuraciones de 4 y 8 millones de palabras. El sistema de gama alta era el X-MP/48, que contenía cuatro CPU con un rendimiento máximo teórico del sistema de más de 800  MFLOPS y 8 millones de palabras de memoria. ^{[ 5 ]} Las CPU de estos modelos introdujeron instrucciones de referencia de memoria de recolección/dispersión vectorial en la línea de productos. La cantidad de memoria principal admitida se incrementó hasta un máximo de 16 millones de palabras, según el modelo. La memoria principal estaba construida con circuitos integrados SRAM bipolares o MOS, según el modelo.

El sistema inicialmente ejecutaba el sistema operativo propietario Cray Operating System (COS) y era compatible a nivel de código objeto con el Cray-1. Un derivado de UNIX System V, inicialmente llamado CX-OS y finalmente renombrado UNICOS, se ejecutaba a través de un sistema operativo invitado . UNICOS se convirtió en el sistema operativo principal a partir de 1986. El Departamento de Energía (DOE) utilizaba los sistemas operativos Cray Time Sharing System y Network Livermore Time Sharing System para preservar la compatibilidad a nivel de biblioteca con el sistema operativo Livermore Time Sharing System anterior . Consulte la sección de Software del Cray-1 para obtener una descripción más detallada del software (compilador de lenguaje, ensamblador, sistemas operativos y aplicaciones), ya que los X-MP y los Cray-1 eran en su mayoría compatibles.

Cray Research anunció la serie X-MP Extended Architecture en 1986. La CPU de la serie EA tenía un  ciclo de reloj de 8,5 ns (117  MHz) y estaba construida con circuitos integrados de matriz de macroceldas y matriz de puertas lógicas. La serie EA extendió el ancho de los registros A y B a 32 bits y realizó aritmética de direcciones de 32 bits, aumentando la cantidad de memoria teóricamente direccionable a 2 mil millones de palabras. La configuración más grande producida fue de 64 millones de palabras de SRAM MOS en 64 bancos. Para garantizar la compatibilidad con el software existente escrito para el Cray-1 y los modelos X-MP anteriores, también se admitía el direccionamiento de 24 bits. El rendimiento máximo de cada CPU de la serie EA era de 234  MFLOPS. Para un sistema de cuatro procesadores, el rendimiento máximo era de 942  MFLOPS.

El subsistema de entrada/salida (E/S) podía tener de dos a cuatro procesadores de E/S con un total de 2 a 32 unidades de almacenamiento en disco. Los discos duros DD-39 y DD-49 fabricados por Ibis , con una velocidad de transferencia bruta de 13,3  MB/s cada uno, almacenaban 1200  megabytes (bloqueados y formateados) con velocidades de transferencia de 5,9  MB/s y 9,8  MB/s (sin segmentación), respectivamente. Se disponía de unidades de estado sólido opcionales con capacidades de 256, 512 o 1024  MB y velocidades de transferencia de 100 a 1000  MB/s por canal. Era posible almacenar hasta 38 gigabytes de datos. ^{[ 5 ] [ 6 ]}

Para la E/S de cinta magnética , el sistema podía interactuar directamente con las unidades de cinta IBM 3420 y 3480 sin mucho procesamiento de la CPU. ^{[ 6 ]}

Un X-MP/48 de 1984 costaba alrededor de 15 millones de dólares estadounidenses,  más el costo de los discos . En 1985, Bell Labs compró un Cray X-MP/24 por 10,5 millones de dólares, junto con ocho unidades DD-49 de 1,2  GB por 1 millón de dólares adicionales. Recibieron 1,5 millones de dólares en crédito por la entrega de su Cray-1. ^{[ 7 ]}

El Cray-2 , un diseño completamente nuevo, se presentó en 1985. Un diseño compacto de cuatro procesadores muy diferente, con una memoria principal de entre 64  MW (megapalabra) y 512  MW (de 512  MB a 4  GB), estaba especificado para 500  MFLOPS, pero era más lento que el X-MP en ciertos cálculos debido a su alta latencia de memoria .

La actualización Cray Y-MP de la serie X-MP se anunció en 1988; también presentaba un nuevo diseño, reemplazando las matrices de puertas ECL de 16 puertas por una matriz de puertas VLSI más compacta con placas de circuito impreso de mayor tamaño. Representó una mejora significativa con respecto a la X-MP, ya que admitía hasta ocho procesadores.

• El cortometraje Las aventuras de André y Wally B. , estrenado en 1984 por The Graphics Group , entonces filial de Lucasfilm que más tarde se convertiría en Pixar , utilizó una X-MP/48 para gran parte de su renderizado. En los créditos del corto se agradece especialmente a Cray Research el uso de la máquina. ^{[ 8 ]}
• La película de 1984, El último guerrero estelar, dependió en gran medida de modelos con un alto número de polígonos (para la época) y efectos de iluminación complejos, cuya renderización fue posible gracias al uso del X-MP. ^{[ 9 ]}
• La animación del logotipo de Marvel Productions de 1986, que presentaba a un Spider-Man animado de color plateado , se realizó utilizando esta supercomputadora.
• La versión en sencillo de "Hard Woman" de Mick Jagger utilizó ampliamente el X-MP para la animación de su videoclip .

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  Panel de control del CRAY X-MP/48
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  Placas lógicas del CRAY X-MP/48
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  Sistema de refrigeración del CRAY X-MP/48
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  CRAY X-MP/24 en el Centro de Supercomputación de Barcelona
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  CRAY X-MP/24 en el Centro de Supercomputación de Barcelona

• Keith Robbins y S. Robbins (1989) Lecture Notes in Computer Science: The Cray X-MP/Model 24 Springer ISBN 3-540-97089-4

• Contenido multimedia relacionado con Cray-XMP48 en Wikimedia Commons