Příchod hackerů: supertrpaslík

Lukáš Erben 19. 1. 2016

Pro ty kdo pamatují 80. a 90. léta, je jméno Seymour Cray symbolem pro superpočítač. Pro pamětníky let šedesátých je stejným synonymem zkratka CDC. Společnost, která se Crayovi stala na několik let technologickým a vývojovým zázemím, v němž vznikl první skutečně známý a slavný superpočítač: CDC 6000.

Analyzovat dva až tři miliony fotografií, které v polovině šedesátých let denně „produkovala“ bublinová komora laboratoří v institutu CERN, byl úkol nad možnosti tehdejších počítačů. Bylo proto potřeba sestavit nový, výkonnější mainframe – superpočítač s na svou dobu neskutečným výkonem tří megaFLOPS, vektorovými grafickými displeji, víceprocesorovou RISC architekturou (vůbec první – a v době, kdy pojem RISC nebyl ani znám), frekvencí 10 MHz (s vnitřním násobením až na 40 MHz), speciálními I/O procesory pro řízení periferií. Počítače CDC 6000 byly také jedny z prvních se speciální konstrukcí a chlazením využívajícím freonovo-vodní okruh. To bychom ale předbíhali.

Podivný začátek

V příběhu Sněhurky a sedmi trpaslíků jsme se doposud setkávali se společnostmi, jejichž kořeny sahaly do 19. století nebo přinejmenším meziválečného období. CDC mezi takové nepatří. Vznikla za poněkud zvláštních okolností na sklonku druhé světové války. Ve Washingtonu pracovala počátkem roku 1945 skupina kryptoanalytiků, kteří se věnovali dešifrování japonských a německých elektromechanických šifer (věnovali jsme se jim v seriálu přibližně před více než dvěma lety). Byl to jedinečný tým CSAW (Communications Supplementary Activity Washington), který daly dohromady válečné okolnosti a bylo téměř jisté, že po skončení bojů se záhy rozpadne. 

Americké námořnictvo, pod nějž tým spadal, proto hledalo způsob jak většinu specialistů na elektrotechnická zařízení a kryptoanalýzu udržet pohromadě. Nebo přesněji hledal jej šéf námořní kryptoanalytické skupiny Joseph Wenger společně s kolegy Norrisem a Engstromem. Našli jej v podobě Johna Parkera, investičního bankéře a ředitele společnosti Northwest Aeronautical Corporation, který řešil podobný problém – s blížícím se koncem války bylo jasné, že bude muset nahradit dosavadní válečnou výrobu jiným, dost možná civilním programem. Námořnictvo Parkera oslovilo s dotazem, zda by o kompletní a „důležitý“ tým měl zájem, vzhledem k utajení se ale zpočátku mohl jen domnívat, o jaké odborníky že se vlastně jedná. Přesto do „rizika“ šel a týmu se ujal. 

V lednu 1946 se tak čtyřicet kryptoanalytiků a elektroinženýrů přesunulo z Washingtonu do továrny NAC a Parker společně s Norrisem a Engstromem zakládají společnost Engineering Research Associates (ERA). Ta se nejprve pouští do výroby strojů pro dešifrování zpráv. Už pro první model „Goldberg“ navrhují v ERA magnetickou bubnovou paměť (s pouhými 50 otáčkami za minutu pro čtení). Ta byla prvním dílkem budoucí skládačky.

Tím druhým byla změna sovětského kódu, který měl dešifrovat další ze strojů ERA „Demon“, záhy se bohužel ukázalo, že změna, již Sověti provedli v roce 1949, je natolik zásadní, že nově postavený stroj s „pevně“ danými funkcemi není k ničemu. Jedinou alternativou bylo přejít ze stavby elektromechanických dešifrovacích strojů na plně elektronické počítače s programy uloženými v operační paměti – s tím souhlasilo i námořnictvo, a tak ERA získala novou zakázku s kódovým označením „Úkol 13“.

A tak vznikl projekt Atlas, vybavený rychlejším typem bubnové paměti a nabízený pod označením ERA 1101, což odkazovalo k původnímu označení zakázky námořnictva (1101 je binární vyjádření čísla 13). Ještě před jeho dokončením ale námořnictvo zadalo objednávku na výkonnější počítač – Atlas II vybavený Wiliamsovými trubicemi a bubnovou pamětí, první počítač, na jehož konstrukci se podílel Seymour Cray. Jeho první exemplář byl dodán nově zřízené (a oficiálně ještě neexistující) NSA v září 1953 – jednalo se pochopitelně o legendární ERA 1103, o němž jsme se již v seriálu zmínili v díle věnovaném Rand Corporation.

ERA/UNIVAC 1101

ERA/UNIVAC 1101

Ještě než k tomu došlo, se ale společnost ERA stala obětí politických her a sporů mezi armádními kontraktory. Ti (vcelku správně) poukazovali na konflikt zájmu jejích dvou spoluzakladatelů, Norrise a Engstroma, kteří zjevně využili své kontakty a situaci v závěru války pro založení vlastního byznysu. Právní spory nakonec vedly k tomu, že se ERA dostala do finančních potíží a koupil ji právě Remington Rand.

Seymour Roger Cray

Cray nastoupil do ERA v roce 1951, krátce poté, co získal bakalářský titul v elektroinženýrském oboru na Minnesotské univerzitě. Nastoupit do ERA bylo pro něj logickým krokem – studoval v Minnesotě, kde společnost sídlila, a za války byl součástí týmu, který dešifroval japonské námořní depeše. Už od dětství byl navíc nadšeným konstruktérem – v roce 1935, když mu bylo deset let, sestavil vysílač morseovky, který četl děrnou pásku.

V ERA se Cray záhy stal odborníkem na stavbu počítačů, zejména po úspěchu, který představoval projekt Atlas II. Když v roce 1952 koupil ERA Remington Rand, Cray pokračoval v nově vytvořené divizi „vědeckých počítačů“. Tu ale v roce 1957 společnost zrušila a tak řada těch, které kdysi Norris s Engstromem a Parkerem zaměstnali, ze společnosti odešla. Byli ostatně otráveni nepružným korporátním prostředím a vnitrofiremním „politikařením“, které se ještě zhoršilo po sloučení do Sperry RAND, kdy týmu ERA byl přiděleno dokončení problematického UNIVAC II. A tak se rozhodli odejít a znovu založit vlastní společnost. Cray je následoval až s několikaměsíčním zpožděním, protože pracoval na projektu Naval Tactical Data System a sám Norris trval na tom, aby jej nejprve dokončil.

Control Data Corporation

CDC začalo skromně, ve starém skladišti na břehu řeky naproti laboratořím Sperry Rand. Společnost se zpočátku nesnažila konkurovat ostatním výrobcům počítačů a dodávala pouze subsystémy – zejména bubnové paměti, které byly ostatně i jedním z hlavních důvodů, proč Remington Rand původně koupil ERA. Norrisův tým je zkrátka „uměl“. To se ale začalo měnit poté, co v roce 1958 nastoupil Cray. Ten nejprve navrhnul malinký šestibitový tranzistorový počítač „LC“ určený hlavně pro konstrukční a testovací účely. Jenže LC (Little Character) se záhy stal překvapivým komerčním úspěchem.

O rok později, povzbuzeni počátečním úspěchem, postavili v CDC model 1604. Jednalo se o tranzistorovou verzi ERA 1103 (označením 1604 bylo údajně kombinací modelového čísla 1103 a adresy CDC, která zněla 501 Park Avenue). CDC začalo počítač komerčně dodávat již o rok později a ještě v roce 1960 vytvořilo také jeho levnější verzi CDC 160A, o které se někdy hovoří jako o vůbec prvním minipočítači. Následovaly modernizované verze 1604 prodávané jako řada CDC 3000. CDC také výrazně rozšířilo výrobu periferií, díky nimž si začalo na trhu budovat poměrně pevnou pozici.

Padesátkrát víc

To byla ideální situace pro Seymoura Craye, který se se svým týmem vrhnul do velkého projektu – nového počítače, který měl být padesátkrát výkonnější než 1604 a tudíž vůbec nejvýkonnější mainframe na trhu. Cray stavěl první skutečný superpočítač. Aby měl klid na práci a nemusel se starat o firemní „politiku“, vymohl si na Norrisovi oddělení vývojové laboratoře od zbytku společnosti a její přestěhování do rodného města Chippewa Falls ve Wisconsinu. Dokonce ani Norris neměl dovoleno do laboratoře přijít bez Crayova svolení.

V Chippewa Falls se 34členný tým vedený Seymourem Crayem, Jimem Thorntonem a Deanem Roushem pustil do práce naplno. Neprve se rozhodli použít modernější planární tranzistory a následně zvolili odlišné uspořádání typu „cordwood“, při nemž jsou součástky umístěny mezi dvě desky se spoji. To bylo původně navrženo pro prostorově omezené instalace (například u řízených střel) a v případě superpočítače bylo nezbytné pro maximální zkrácení signálových cest (pro rychlost počítače totiž začala být limitujícím faktorem rychlost elektrických signálů a délka vodičů či cest na plošných spojích). Cordwood moduly navíc umožňovaly chlazení pomocí čelních panelů napojených na chladící okruh zmíněný v úvodu.

CDC 6600 – v popředí vršek operátorského pultu s vektorovými displeji, v pozadí pak vlastní superpočítač (všimněte si systému chlazení vpravo dole).

CDC 6600 – v popředí vršek operátorského pultu s vektorovými displeji, v pozadí pak vlastní superpočítač (všimněte si systému chlazení vpravo dole).

Když byl CDC 6600 v roce 1964 představen veřejnosti, jednalo se o mainframe nabízející zhruba desetinásobný výkon oproti ostatním běžně dostupným systémům. Dokonce i obří IBM 7030 Stretch dosahoval jen asi třetinového výkonu. Není divu, že i při ceně osmi milionů dolarů dostalo CDC postupně objednávky na 100 počítačů řady 6000. Z nenápadného Stydlína se stal Prófa – a Sněhurce to neušlo.

Deset let na trůnu

IBM spustilo projekt počítače, který měl sesadit CDC 6600 z pomyslného výkonnostního trůnu v roce 1965. Nový ACS-1 na kterém pracoval dvousetčlenný tým (mimochodem také laboratoři umístěné „bokem“ mimo korporátní vřavu) ale nakonec nebyl úspěšný. Původně nebyl navržen jako kompatibilní s první velkou platformou System/360 a když se jej jeho konstruktéři pokoušeli příslušným způsobem upravit, znamenalo to obrovský pokles výkonu. Projekt byl nakonec v roce 1969 zastaven. IBM proto změnilo taktiku a rozhodlo se pro strategii „FUD“ (fear, uncertainty, doubt), když ohlásilo nový model řady System/360 92, který měl být stejně výkonný jako CDC 6600. To mělo neblahý dopad na prodeje CDC (přestože IBM model 92 nikdy neuvedlo). 

CDC se nicméně úspěšně bránilo této „obchodní“ taktice u soudu a získalo odškodné ve výši 80 milionů dolarů. Ve stejném měsíci navíc uvedlo na trh nový model CDC 7600, který nabízel až čtyřnásobný výkon oproti předchozí generaci a byl opět rychlejší než ve stejné době uvedený IBM System/360 model 195. Cray už mezitím pracoval na dalším modelu CDC 8600, jehož výkon měl být opět čtyřnásobný, ale ukázalo se, že stávající konstrukci už při takovém výkonu prostě není možné uchladit. Cray navrhoval změny, které by umožnily 8600 dokončit, ale v CDC se rozhodli namísto toho dát přednost nové řadě CYBER. 

CDC 7600 – počítač s výrobním číslem 1 umístěný v muzeu.

CDC 7600 – počítač s výrobním číslem 1 umístěný v muzeu.

Maketa nikdy nedokončeného CDC 8600 – moduly u podlahy jsou napájením, jedná se o konstrukční prvek, který Seymour Cray posléze použil i u svých superpočítačů.

Maketa nikdy nedokončeného CDC 8600 – moduly u podlahy jsou napájením, jedná se o konstrukční prvek, který Seymour Cray posléze použil i u svých superpočítačů.

Cray se proto v roce 1973 rozhodl s několika kolegy, které znal ještě z dob ERA a Sperry Rand, odejít a založit Cray Research – jeho hlavním investorem nebyl nikdo jiný než Norris. První stroj, Cray-1, sesadil v roce 1976 výkonem 80–160 MFLOPS systémy CDC ze superpočítačového trůnu. O šest let později přišel Cray X-MP s desetinásobným výkonem (800 MFLOPS) a již o tři roky později (1985) byl na trh uveden Cray-2 s výkonem 1,9 GFLOPS. Jméno Cray se definitivně stalo synonymem pro superpočítač, bez ohledu na to, že současné chytré telefony dosahují výkonu srovnatelného s Cray-2. 

widgety

Cray-1 s akrylátovými kryty zobrazujícími napájecí a chladící moduly v základně počítače.

Cray-1 s akrylátovými kryty zobrazujícími napájecí a chladící moduly v základně počítače.

CDC se během 70. a na počátku 80. let dále věnovalo výrobě počítačů řad CYBER a různých periferií, včetně pevných disků, na počátku jejichž vývoje společnost byla (původní duševní vlastnictví a technologie CDC v této oblasti, včetně jedné z prvních řad 3,5“ pevných disků, získala nakonec v roce 1988 společnost, jejíž jméno vám asi bude povědomé – Seagate).

To už ale CDC bylo prakticky minulostí. Po neúspěšných pokusech dobýt superpočítačový trůn na počátku 80. let a nepovedené reorganizaci v letech 1985–6 společnost nakonec začala rozprodávat své divize a aktiva. Definitivní konec přišel v roce 1989, kdy poslední zbytky odkoupil Siemens.

Odkazy

Našli jste v článku chybu?
DigiZone.cz: Banaxi: videa kdekoli na světě

Banaxi: videa kdekoli na světě

Lupa.cz: Proč jsou firemní počítače pomalé?

Proč jsou firemní počítače pomalé?

120na80.cz: Ochablé svaly mohou značit vážnou nemoc

Ochablé svaly mohou značit vážnou nemoc

Podnikatel.cz: EET a účetní programy. Vše hotovo?

EET a účetní programy. Vše hotovo?

Lupa.cz: Cimrman má hry na YouTube i vlastní doodle

Cimrman má hry na YouTube i vlastní doodle

Vitalia.cz: 5 chyb, které děláme při skladování potravin

5 chyb, které děláme při skladování potravin

Vitalia.cz: Tahák, jak vyzrát nad zápachem z úst

Tahák, jak vyzrát nad zápachem z úst

Vitalia.cz: Voda z Vltavy před a po úpravě na pitnou

Voda z Vltavy před a po úpravě na pitnou

DigiZone.cz: DVB-T2 ověřeno: seznam TV zveřejněn

DVB-T2 ověřeno: seznam TV zveřejněn

120na80.cz: Galerie: Čínští policisté testují českou minerálku

Galerie: Čínští policisté testují českou minerálku

DigiZone.cz: Digi Slovakia zařazuje stanice SPI

Digi Slovakia zařazuje stanice SPI

Vitalia.cz: Antibakteriální mýdla nepomáhají, spíš škodí

Antibakteriální mýdla nepomáhají, spíš škodí

Podnikatel.cz: Byla finanční manažerka, teď cvičí jógu

Byla finanční manažerka, teď cvičí jógu

DigiZone.cz: Nova opět stahuje „milionáře“

Nova opět stahuje „milionáře“

Podnikatel.cz: Instalatér, malíř a elektrikář. "Vymřou"?

Instalatér, malíř a elektrikář. "Vymřou"?

Vitalia.cz: Jak Ondra o astma přišel

Jak Ondra o astma přišel

Vitalia.cz: Jsou vegani a vyrábějí nemléko

Jsou vegani a vyrábějí nemléko

Vitalia.cz: Tradiční čínská medicína a rakovina

Tradiční čínská medicína a rakovina

Podnikatel.cz: ČSSZ posílá přehled o důchodovém kontě

ČSSZ posílá přehled o důchodovém kontě

Lupa.cz: Jak levné procesory změnily svět?

Jak levné procesory změnily svět?