Cray-2

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Ein Cray-2 Supercomputer

Die Cray-2 war ein Vektorsupercomputer, der von der Firma Cray Research 1985 mit zwei jähriger Verzögerung angeboten wurde. Sie war die Weiterentwicklung der Cray-1 und bei ihrem Erscheinen der weltweit schnellste Rechner.

[Bearbeiten] Beschreibung

Seymour Cray hatte die Zykluszeit auf 4.1 ns verkleinert. Damit dies ging, wurde die Cray noch kleiner - Max 135 cm Höhe bei 115 cm Durchmesser. Schließlich legt das Licht in 4 ns nur 1.2 m zurück. Zur Kühlung wurde der ganze Rechner in Fluorkohlenstoff gebadet, das Kühlmittel wog ein Drittel des 2.5 t Rechners. Zusammen mit 1 bis 4 Vektorprozessoren war eine Cray-2 der erste Rechner, der die 1 GFLOP Grenze überwand. Jeder Prozessor hatte bei 244 MHz eine Leistung von maximal 488 MFLOPs. Bei 4 Prozessoren summiert sich somit die Leistung auf 1,951 GFLOPs. Diese 4 Prozessoren sind Hintergrundprozessoren, die für das eigentliche Rechnen verwendet werden. Die Cray-2 besitzt für I/O-Handling, Synchronisation der Hintergrundprozessoren und zum Ausführen von Systemaufgaben einen Vordergrundprozessor. Die Prozessoren bestehen aus Silizium. Seymour Cray versuchte zwar Prozessoren aus Gallium-Arsenid herzustellen. Allerdings waren diese Prozessoren noch nicht einsatzreif, als die Cray-2 entwickelt wurde.

Nachdem bei allen bisherigen Rechnern Cray immer den Bedarf an RAM unterschätzt hatte, langte er diesmal in die vollen: Die Adressregister wurden auf 32 Bit erweitert, und eine Cray 2 hatte in der Grundausführung 512 MWorte (4 Gigabytes) Speicher. Was heute noch nach viel klingt, war 1985 riesig. Ein PC hatte 1985 256 KByte Speicher und Großrechner einige zig Megabytes. Mit dem teuren und niedrig integrierten ECL oder S-RAM war allerdings soviel RAM unbezahlbar. So setzte Cray schnelles DRAM mit 56 ns Zugriffszeit ein. Als Ausgleich nahm er einen 64 oder 128er Interleave vor. Das heißt, 64 Module ergaben eine Bank, die nacheinander abgefragt wurde, und erst nach 64 Takten war die erste RAM-Bank wieder dran.

Trotzdem waren die 4 Hintergrundprozessoren, die für die Berechnung der Daten zuständig waren, deutlich schneller, als Daten vom Hauptspeicher geladen werden konnten. Das Laden und Speichern von 64 Vektordaten pro Prozessor dauerte 63 Takte, während eine Berechnung nur 22-23 Takte benötigte. Um dieses Problem einzuschränken, hat jeder der 4 Prozessoren 128 KByte Speicher (mit nur 4 Takten Zugriffszeit), der durch sehr schnelle Pipes mit dem jeweiligen Prozessor verbunden ist. Dies war jedoch kein echter Cache, denn er cachte keinen Arbeitsspeicher sondern nur Register. Spätere Versionen erweiterten den Adressraum sogar auf gigantische 4 GWorte (32 Gigabytes). Zusammen mit der niedrigen Zykluszeit von 4.1 ns - von anderen Rechnern erst im Jahre 1995 unterboten - war die Cray-2 vor allem für große Datenmengen geeignet. Sie hatte jedoch hausinterne Konkurrenz von der X-MP- und Y-MP-Serie, die mit mehr Prozessoren dieselbe Rechenleistung erreichten.

Wem die Rechenleistung einer Cray-2 nicht reichte, konnte mehrere vernetzen - mit 1.6 GBit pro Sekunde über ein spezielles Netzwerk.

[Bearbeiten] Systeminformationen

Kenngröße	Daten
Maschinentyp	Shared-memory Multi-Vektorprozessor
Betriebssystem	UNICOS (Unix Variante von Cray Computer Corporation)
Compiler	Fortran, C
Zykluszeit	4.1 ns
Prozessor Speicher	128 KB
Theoretische Höchstleistung:
Je Prozessor	0.488 Gflop/s
Maximal (4 Prozessoren)	1.951 Gflop/s
Hauptspeicher	4 GB
Speicherbandbreite:
Bandbreite jedes einzelnen Prozessors	1.95 GB/s
Anzahl Prozessoren	1-4