Seymour Cray

En 1950, Cray se unió a Engineering Research Associates (ERA) en Saint Paul, Minnesota . ^{[ 8 ]} ERA se había formado a partir de un antiguo laboratorio de la Armada de los Estados Unidos que había construido máquinas de descifrado de códigos, una tradición que ERA continuó cuando hubo trabajo disponible. ERA se introdujo en la tecnología informática durante uno de esos proyectos, pero en otras ocasiones también había trabajado en una amplia variedad de ingeniería básica.

Cray pronto se consolidó como un experto en tecnología informática digital, especialmente tras su trabajo de diseño en la ERA 1103 , la primera computadora científica de éxito comercial. Permaneció en ERA cuando fue adquirida por Remington Rand y posteriormente por Sperry Corporation a principios de la década de 1950. En la recién formada Sperry Rand , ERA se convirtió en la división de computación científica de su filial UNIVAC .

Cray, junto con William Norris , posteriormente se mostraron insatisfechos con ERA y se independizaron como Sperry Rand. En 1957, fundaron una nueva empresa, Control Data Corporation . ^{[ 9 ] [ 10 ]}

Para 1960 había completado el diseño del CDC 1604 , una versión mejorada y de bajo costo del ERA 1103 que tenía un rendimiento impresionante para su precio. ^{[ 11 ]} Incluso cuando el CDC 1604 comenzaba a enviarse a los clientes en 1960, Cray ya había pasado a diseñar otras computadoras. Primero trabajó en el diseño de una versión mejorada (la serie CDC 3000 ), pero la dirección de la empresa quería que estas máquinas estuvieran dirigidas al procesamiento de datos "comerciales y empresariales" para clientes promedio. A Cray no le gustaba trabajar en máquinas tan "mundanas", limitadas a diseñar para una construcción de bajo costo, para que CDC pudiera vender muchas de ellas. Su deseo era "producir la computadora más grande [más rápida] del mundo". Así que después de un trabajo de diseño básico en la serie CDC 3000, se lo cedió a otros y pasó a trabajar en el CDC 6600. No obstante, varias características especiales del 6600 comenzaron a aparecer primero en la serie 3000.

Aunque en términos de hardware el 6600 no era de última generación, Cray invirtió un esfuerzo considerable en el diseño de la máquina para que funcionara lo más rápido posible. A diferencia de la mayoría de los proyectos de gama alta, Cray comprendió que el rendimiento dependía en gran medida de la velocidad del procesador, y que también era necesario maximizar el ancho de banda de E/S para evitar que el procesador se quedara sin datos para procesar. Más tarde comentó: «Cualquiera puede construir una CPU rápida. El truco está en construir un sistema rápido». ^{[ 8 ]}

La 6600 fue la primera supercomputadora comercial, superando con creces a todas las demás disponibles en ese momento. Si bien era costosa, para quienes necesitaban la computadora más rápida del mercado, no existía ninguna otra que pudiera competir. ^{[ 12 ] [ 13 ]} Cuando otras compañías (principalmente IBM ) intentaron crear máquinas con un rendimiento similar, fracasaron ( IBM 7030 Stretch ). En la 6600, Cray resolvió el problema crítico de diseño de las "interrupciones imprecisas", ^{[ 14 ]} que fue en gran parte responsable del fracaso de IBM. Lo logró reemplazando las interrupciones de E/S con una solicitud de sondeo emitida por uno de los diez llamados procesadores periféricos, que eran minicomputadoras integradas que realizaban todas las transferencias de entrada y salida de la memoria central de la 6600. La posterior CDC 7600 incluso mejoró la ventaja de velocidad en un factor de cinco. ^{[ 15 ]}

En 1963, en un artículo de Business Week que anunciaba el CDC 6600, Seymour Cray expresó claramente una idea que a menudo se atribuye erróneamente a Herb Grosch como la llamada ley de Grosch :

Los ordenadores deberían obedecer a una ley cuadrática  : cuando el precio se duplica, la velocidad debería multiplicarse por al menos cuatro.

La separación fue bastante amistosa, y cuando Norris fundó Cray Research en un nuevo laboratorio en la misma propiedad de Chippewa un año después, invirtió 250 000 dólares como capital inicial. ^{[ 19 ]} Al igual que la organización de CDC, el departamento de I+D de Cray tenía su sede en Chippewa Falls y la sede comercial estaba en Minneapolis. A diferencia de CDC, la planta de fabricación de Cray también se encontraba en Chippewa Falls.

Al principio, surgieron dudas sobre qué debía hacer exactamente la nueva empresa. No parecía que pudieran costear el desarrollo de una nueva computadora, dado que la ahora extensa CDC no había podido mantener más de una. Cuando el presidente encargado de las finanzas viajó a Wall Street en busca de capital inicial , se sorprendió al descubrir que la reputación de Cray era muy reconocida. Lejos de tener dificultades para encontrar un lugar en el mercado, Cray se encontró con que el mundo financiero estaba más que dispuesto a proporcionar todo el dinero necesario para desarrollar una nueva máquina.

Tras varios años de desarrollo, su primer producto, el Cray-1 , se lanzó en 1976. Al igual que los diseños anteriores de Cray, el Cray-1 garantizaba la velocidad de todo el ordenador, no solo del procesador. En su lanzamiento, superaba con facilidad a casi todas las máquinas en términos de velocidad, incluyendo la STAR-100, que había superado a la 8600 en financiación. La única máquina capaz de alcanzar un rendimiento similar era la ILLIAC IV , una máquina especializada y única que rara vez operaba cerca de su máximo rendimiento, salvo en tareas muy específicas. En general, el Cray-1 superaba con creces a cualquier otro ordenador del mercado.

La unidad número de serie 001 fue "prestada" al Laboratorio Nacional de Los Alamos en 1976, y ese mismo verano el primer sistema completo se vendió al Centro Nacional de Investigación Atmosférica (NCAR) por 8,8 millones de dólares. Las primeras estimaciones de la compañía sugerían que podrían vender una docena de máquinas similares, basándose en las ventas de máquinas parecidas de la época de los CDC, por lo que el precio se fijó en consecuencia. Finalmente, se vendieron más de 80 Cray-1, la compañía tuvo un enorme éxito financiero y las innovaciones de Cray con las supercomputadoras le valieron el apodo de "El Mago de Chippewa Falls". ^{[ 8 ]}

El éxito posterior no fue tan sencillo. Mientras trabajaba en el Cray-2 , otros equipos desarrollaron el Cray X-MP de dos procesadores , que fue otro gran éxito, y más tarde el X-MP de cuatro procesadores. Cuando finalmente se lanzó el Cray-2 tras seis años de desarrollo, era solo ligeramente más rápido que el X-MP, debido en gran parte a su memoria principal muy rápida y grande, por lo que se vendió en cantidades mucho menores. El Cray-2 funcionaba a 250  MHz con una arquitectura de segmentación muy profunda , lo que dificultaba la escritura de código en comparación con el X-MP, que tenía una segmentación más corta.

Al comenzar el proyecto Cray-3 , se encontró nuevamente abrumado por las tareas cotidianas. Para concentrarse en el diseño, Cray dejó su puesto como director ejecutivo de Cray Research en 1980 y se convirtió en consultor independiente. En 1988, trasladó el proyecto Cray-3 de Chippewa Falls a un laboratorio en Colorado Springs, Colorado .

En 1989, Cray se enfrentó a una situación similar cuando la Cray-3 comenzó a tener problemas. Se estaba desarrollando una actualización de la X-MP que utilizaba memoria de alta velocidad de la Cray-2 y parecía estar progresando satisfactoriamente; una vez más, la dirección se encontró con dos proyectos y presupuestos limitados. Finalmente, decidieron optar por la opción más segura y lanzaron el nuevo diseño como la Cray Y-MP .

Logotipo de Cray Computer Corporation

Cray decidió separar el laboratorio de Colorado Springs para formar Cray Computer Corporation . Esta nueva entidad se llevó consigo el proyecto Cray-3. ^{[ 20 ]}

El  Cray-3 de 500 MHz resultó ser el segundo gran fracaso de Cray. Para lograr el aumento de rendimiento diez veces mayor que siempre exigía de sus máquinas más recientes, Cray decidió que la máquina debía construirse con semiconductores de arseniuro de galio . ^{[ 21 ]} Anteriormente, Cray siempre había evitado usar tecnología de vanguardia , prefiriendo soluciones ya conocidas y diseñando máquinas rápidas basadas en ellas. En este caso, Cray estaba desarrollando cada componente de la máquina, incluso los chips internos. ^{[ 22 ]}

Sin embargo, el equipo logró poner en marcha la máquina y entregó su primer ejemplar al NCAR el 24 de mayo de 1993. ^{[ 23 ]}

La máquina era todavía esencialmente un prototipo, y la empresa estaba utilizando la instalación para depurar el diseño. ^{[ 24 ]} Para entonces, varias máquinas de procesamiento masivamente paralelo estaban llegando al mercado con relaciones precio/rendimiento que la Cray-3 no podía igualar. Cray respondió con "fuerza bruta", comenzando el diseño de la Cray-4 , que funcionaría a 1  GHz y superaría en potencia a estas máquinas, independientemente del precio.

En 1995 no se habían registrado más ventas del Cray-3, y el fin de la Guerra Fría hizo improbable que alguien comprara suficientes Cray-4 para obtener un retorno sobre los fondos de desarrollo. La empresa se quedó sin dinero y se declaró en bancarrota acogiéndose al Capítulo 11 el 24 de marzo de 1995. ^{[ 25 ]}

Cray siempre se había resistido a la solución de procesamiento masivamente paralelo para la computación de alta velocidad, ofreciendo diversas razones por las que nunca funcionaría tan bien como un procesador muy rápido. Su famosa frase fue: «Si estuvieras arando un campo, ¿qué preferirías usar: dos bueyes fuertes o 1024 gallinas?». A mediados de la década de 1990, este argumento se volvía cada vez más difícil de justificar, y la tecnología moderna de compiladores hacía que desarrollar programas en dichas máquinas no fuera mucho más difícil que en sus contrapartes más simples. ^{[ 26 ]}

Cray fundó una nueva empresa, SRC Computers , y comenzó el diseño de su propia máquina de procesamiento paralelo masivo. El nuevo diseño se centró en el rendimiento de las comunicaciones y la memoria, el cuello de botella que dificultaba muchos diseños paralelos. El diseño apenas había comenzado cuando Cray falleció en un accidente automovilístico. SRC Computers continuó el desarrollo y se especializó en computación reconfigurable .

Cray citaba con frecuencia dos aspectos importantes de su filosofía de diseño: eliminar el calor y asegurar que todas las señales que se supone que deben llegar a algún lugar al mismo tiempo lleguen efectivamente al mismo tiempo. ^{[ 27 ]}

Sus ordenadores estaban equipados con sistemas de refrigeración integrados, que se extendían hasta los canales de refrigeración fundidos en los chasis y acoplados térmicamente a placas metálicas dentro de las placas de circuitos, y a sistemas sumergidos en refrigerantes. En una anécdota que contó sobre sí mismo, se dio cuenta al principio de su carrera de que debía interconectar los ordenadores con los sistemas de refrigeración para que estos no funcionaran a menos que dichos sistemas estuvieran operativos. No se le ocurrió inicialmente interconectarlos en sentido contrario hasta que un cliente informó de que unos cortes de luz localizados habían apagado su ordenador, pero habían dejado el sistema de refrigeración en funcionamiento  ; por lo que, al llegar a la mañana siguiente, encontraron la máquina cubierta de hielo.

Cray solucionó el problema de la asimetría asegurándose de que cada ruta de señal en sus computadoras posteriores tuviera la misma longitud eléctrica, de modo que los valores que debían procesarse en un momento dado fueran, en efecto, todos válidos. Cuando era necesario, recorría las pistas de las placas de circuito impreso hasta alcanzar la longitud deseada, y empleaba las ecuaciones de Maxwell en el diseño de las placas para garantizar que se tuvieran en cuenta los efectos de radiofrecuencia que alteraban la velocidad de la señal y, por lo tanto, la longitud de la ruta eléctrica.

Cuando se le preguntó qué tipo de herramientas CAD utilizaba para diseñar computadoras, Cray dijo que le gustaban los blocs de papel cuadriculado de 8 1/2 ″ × 11″ con líneas finas de 1/4 de pulgada . ^{[ 28 ]}

Cray participó en el diseño de los siguientes ordenadores:

• ERA 1103 (1953)
• AN/USQ-17 (1958, no producido)
• CDC 1604 (1960)
• CDC 160 (1960)
• Serie CDC 3000 (1963)
• CDC 6600 (1964)
• CDC 7600 (1967)
• CDC 8600 (cancelada en 1974)
• Cray-1 (1976)
• Cray-2 (1985)
• Cray-3 (solo se produjo una unidad, en 1993)
• Cray-4 (cancelado)
• Cray-3/SSS (cancelado)