IBM 7030 Stretch

La IBM 7030 , también conocida como Stretch , fue la primera supercomputadora transistorizada de IBM . Fue la computadora más rápida del mundo desde 1961 hasta que la primera CDC 6600 entró en funcionamiento en 1964. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

Diseñado originalmente para satisfacer un requisito formulado por Edward Teller en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore , el primer ejemplar se entregó al Laboratorio Nacional de Los Alamos en 1961, y una segunda versión personalizada, el IBM 7950 Harvest , a la Agencia de Seguridad Nacional en 1962. El Stretch del Establecimiento de Investigación de Armas Atómicas en Aldermaston , Inglaterra, fue ampliamente utilizado por los investigadores de allí y del AERE Harwell , pero solo después del desarrollo del compilador S2 Fortran , que fue el primero en añadir matrices dinámicas , y que posteriormente se adaptó al Ferranti Atlas del Laboratorio de Computación Atlas en Chilton. ^{[ 4 ] [ 5 ]}

El 7030 resultó ser mucho más lento de lo esperado y no logró alcanzar sus ambiciosos objetivos de rendimiento. IBM se vio obligada a bajar su precio de 13,5 millones de dólares a tan solo 7,78 millones y retiró el 7030 de la venta a clientes que no tenían contratos ya negociados. La revista PC World calificó a Stretch como uno de los mayores fracasos de gestión de proyectos en la historia de la informática . ^{[ 6 ]}

Dentro de IBM, ser eclipsado por la más pequeña Control Data Corporation parecía difícil de aceptar. ^{[ 7 ]} El líder del proyecto, Stephen W. Dunwell , ^{[ 8 ]} fue inicialmente convertido en chivo expiatorio por su papel en el "fracaso", pero, ^{[ 9 ]} después de que el éxito del IBM System/360 se hizo evidente, recibió una disculpa oficial y en 1966 fue nombrado IBM Fellow . ^{[ 10 ]}

A pesar de que Stretch no logró cumplir con los objetivos de rendimiento de IBM, sirvió de base para muchas de las características de diseño del exitoso IBM System/360, que se anunció en 1964 y se lanzó al mercado por primera vez en 1965.

A principios de 1955, el Dr. Edward Teller del Laboratorio de Radiación de la Universidad de California buscaba un nuevo sistema de computación científica para cálculos hidrodinámicos tridimensionales . Se solicitaron propuestas a IBM y UNIVAC para este nuevo sistema, que se denominaría Calculadora Automática de Reacción de Livermore o LARC . Según el ejecutivo de IBM , Cuthbert Hurd , dicho sistema costaría aproximadamente 2,5 millones de dólares y funcionaría a uno o dos MIPS . ^{[ 11 ] : 12} La entrega se realizaría entre dos y tres años después de la firma del contrato.

En IBM, un pequeño equipo en Poughkeepsie , que incluía a John Griffith y Gene Amdahl, trabajó en la propuesta de diseño. Justo después de terminar y cuando estaban a punto de presentarla, Ralph Palmer los detuvo y dijo: «Es un error». ^{[ 11 ] : 12} El diseño propuesto se habría construido con transistores de contacto puntual o transistores de barrera superficial , ambos probablemente superados pronto por el transistor de difusión , recientemente inventado en aquel entonces . ^{[ 11 ] : 12}

IBM regresó a Livermore y declaró que se retiraban del contrato, y en su lugar propusieron un sistema mucho mejor: «No vamos a construirles esa máquina; ¡queremos construir algo mejor! No sabemos con precisión qué costará, pero creemos que costará otro millón de dólares y otro año, y no sabemos qué tan rápido funcionará, pero nos gustaría alcanzar los diez millones de instrucciones por segundo». ^{[ 11 ] : 13} Livermore no quedó impresionado, y en mayo de 1955 anunciaron que UNIVAC había ganado el contrato LARC , ahora llamado Livermore Automatic Research Computer . LARC finalmente se entregaría en junio de 1960. ^{[ 12 ]}

En septiembre de 1955, ante el temor de que el Laboratorio Nacional de Los Alamos también solicitara un LARC, IBM presentó una propuesta preliminar para una computadora binaria de alto rendimiento basada en la versión mejorada del diseño que Livermore había rechazado, la cual fue recibida con interés. En enero de 1956, se inició formalmente el Proyecto Stretch. En noviembre de 1956, IBM ganó el contrato con el ambicioso objetivo de alcanzar una velocidad al menos 100 veces superior a la del IBM 704 (es decir, 4 MIPS). La entrega estaba prevista para 1960.

Durante el diseño, fue necesario reducir las velocidades de reloj, lo que dejó claro que Stretch no podía cumplir con sus ambiciosos objetivos de rendimiento, pero las estimaciones de rendimiento oscilaban entre 60 y 100 veces el IBM 704. En 1960, se fijó un precio de 13,5 millones de dólares para el IBM 7030. En 1961, las pruebas de rendimiento reales indicaron que el rendimiento del IBM 7030 era solo unas 30 veces el del IBM 704 (es decir, 1,2 MIPS), lo que causó una considerable vergüenza a IBM. En mayo de 1961, Thomas J. Watson Jr. anunció una rebaja de precio para todos los 7030 en negociación a 7,78 millones de dólares y la retirada inmediata del producto del mercado.

Su tiempo de suma de punto flotante es de 1,38 a 1,50 microsegundos , el tiempo de multiplicación es de 2,48 a 2,70 microsegundos y el tiempo de división es de 9,00 a 9,90 microsegundos.

Aunque el IBM 7030 no se consideró un éxito rotundo, dio origen a muchas tecnologías incorporadas en máquinas posteriores que sí tuvieron un gran éxito. La lógica de transistores del Sistema Modular Estándar (SMS) fue la base de la línea de computadoras científicas IBM 7090 , las computadoras comerciales IBM 7070 y 7080 , las líneas IBM 7040 e IBM 1400 , y la pequeña computadora científica IBM 1620 ; el 7030 utilizaba aproximadamente 170 000 transistores. Las unidades de almacenamiento central IBM 7302 Modelo I también se utilizaron en los IBM 7090, IBM 7070 e IBM 7080. La multiprogramación , la protección de memoria, las interrupciones generalizadas y el byte de ocho bits para E/S ^{[ a ]} fueron conceptos que posteriormente se incorporaron a la línea de computadoras IBM System/360 , así como a la mayoría de las unidades centrales de procesamiento (CPU) posteriores.

Stephen Dunwell, el director del proyecto que se convirtió en chivo expiatorio cuando Stretch fracasó comercialmente, señaló poco después del fenomenal éxito del lanzamiento de System/360 en 1964 que la mayoría de sus conceptos centrales fueron desarrollados por Stretch. ^{[ 13 ]} Para 1966, había recibido una disculpa y había sido nombrado IBM Fellow, un alto honor que conllevaba recursos y autoridad para llevar a cabo la investigación deseada. ^{[ 13 ]}

La segmentación de instrucciones , la precarga y decodificación, y el entrelazado de memoria se utilizaron en diseños de supercomputadoras posteriores, como los modelos IBM System/360 91 , 95 y 195 , y la serie IBM 3090 , así como en computadoras de otros fabricantes. A partir de 2021Estas técnicas todavía se utilizan en la mayoría de los microprocesadores avanzados, comenzando con la generación de la década de 1990 que incluía el Intel Pentium y el Motorola/IBM PowerPC , así como en muchos microprocesadores y microcontroladores integrados de varios fabricantes.

La CPU 7030 utiliza lógica acoplada por emisor (originalmente llamada lógica de dirección de corriente ) ^{[ 14 ]} en 18 tipos de tarjetas del Sistema Modular Estándar . Utiliza 4025 tarjetas dobles (como se muestra) y 18 747 tarjetas simples, que contienen 169 100 transistores, lo que requiere un total de 21  kW de potencia. ^{[ 15 ] : 54} Utiliza transistores de deriva de germanio NPN y PNP de alta velocidad , con una frecuencia de corte superior a 100  MHz y un consumo de ~50  mW cada uno. ^{[ 15 ] : 57} Algunos circuitos de tercer nivel utilizan un tercer nivel de voltaje. Cada nivel lógico tiene un retardo de aproximadamente 20 ns. Para ganar velocidad en áreas críticas, se utiliza lógica de seguidor de emisor para reducir el retardo a unos 10 ns. ^{[ 15 ] : 55}

Utiliza la misma memoria principal que el ^IBM 7090. [ ^{15 ] : 58}

1. El Laboratorio Científico de Los Alamos (LASL) fue adquirido en abril de 1961, aceptado en mayo de 1961 y utilizado hasta el 21 de junio de 1971.
2. Laboratorio Nacional Lawrence Livermore , Livermore, California, entregado en noviembre de 1961. ^{[ 16 ]}
3. La Agencia de Seguridad Nacional de EE. UU. la adquirió en febrero de 1962 como la CPU principal del sistema IBM 7950 Harvest , que se utilizó hasta 1976, cuando el sistema de cintas IBM 7955 Tractor presentó problemas debido al desgaste de las levas, que no podían reemplazarse.
4. Establecimiento de Armas Atómicas , Aldermaston , Inglaterra, entregado en febrero de 1962 ^{[ 16 ]}
5. Oficina Meteorológica de EE. UU., Washington D.C., entregada en junio/julio de 1962. ^{[ 16 ]}
6. Corporación MITRE , entregada en diciembre de 1962. ^{[ 16 ]} y utilizada hasta agosto de 1971. En la primavera de 1972, se vendió a la Universidad Brigham Young , donde fue utilizada por el departamento de física hasta que fue desguazada en 1982.
7. Campo de pruebas navales Dahlgren de la Armada de los EE. UU. , entregado en septiembre/octubre de 1962. ^{[ 16 ]}
8. Commissariat à l'énergie atomique , Francia, entregado en noviembre de 1963. ^{[ 16 ]}
9. IBM.

El ordenador IBM 7030 del Laboratorio Lawrence Livermore (a excepción de su memoria principal ) y algunas partes del IBM 7030 de la Corporación MITRE/Universidad Brigham Young se encuentran ahora en la colección del Museo de Historia de la Computación , en Mountain View, California .

• Programa de ensamblaje STRETCH (STRAP)
• MCP (que no debe confundirse con el MCP de Burroughs )
• COLASL ^{[ 20 ]} y lenguajes de programación IVY ^{[ 21 ]}
• Lenguaje de programación FORTRAN ^{[ 22 ]}
• SOS (Stretch Operating System), escrito en el Centro de Computación Científica de BYU como una actualización de MCP, junto con una variante actualizada de FORTRAN.

• IBM 608 , el primer dispositivo informático transistorizado disponible comercialmente.
• ILLIAC II , una supercomputadora transistorizada de la Universidad de Illinois que compitió con Stretch.

• Brooks, Frederick (2010). "Estirarse es un excelente ejercicio: te pone en forma para ganar". IEEE Annals of the History of Computing . 32 : 4–9 . doi : 10.1109/MAHC.2010.26 . S2CID 43480009 . 

• Entrevista de historia oral con Gene Amdahl del Instituto Charles Babbage de la Universidad de Minnesota, Minneapolis. Amdahl habla sobre su papel en el diseño de varias computadoras para IBM, incluidas la STRETCH, la IBM 701 , la 701A y la IBM 704. También habla sobre su trabajo con Nathaniel Rochester y la gestión del proceso de diseño de computadoras por parte de IBM.
• Colecciones de IBM Stretch en el Museo de Historia de la Computación
  • Página de índice de la colección
    • El sistema FORTRAN IBM 7030
• Sistema de procesamiento de datos 7030 (Archivos de IBM)
• IBM Stretch (también conocido como Sistema de Procesamiento de Datos IBM 7030)
• Esquema organizativo de IBM Stretch
• Informe de BRL sobre IBM Stretch
• Planificación de un sistema informático: Proyecto Stretch , libro de 1962.
  • Escaneo de un ejemplar autografiado por varios de los colaboradores.
  • Archivo PDF con capacidad de búsqueda
• Documentos del IBM 7030 en Bitsavers.org (archivos PDF)