Seymour Roger Cray (28 de septiembre de 1925 [1] - 5 de octubre de 1996 [2] ) fue un ingeniero eléctrico y arquitecto de supercomputadoras estadounidense que diseñó una serie de computadoras que fueron las más rápidas del mundo durante décadas, y fundó Cray Research , que construyó muchas de estas máquinas. Llamado "el padre de la supercomputación", [2] a Cray se le atribuye la creación de la industria de la supercomputación. [3] Joel S. Birnbaum , entonces director de tecnología de Hewlett-Packard , dijo de él: "Parece imposible exagerar el efecto que tuvo en la industria; muchas de las cosas que las computadoras de alto rendimiento hacen ahora de manera rutinaria estaban en el borde más lejano de la credibilidad cuando Seymour las imaginó". [4] Larry Smarr , entonces director del Centro Nacional de Aplicaciones de Supercomputación de la Universidad de Illinois, dijo que Cray es "el Thomas Edison de la industria de la supercomputación". [5]
Cray nació en 1925 en Chippewa Falls, Wisconsin , hijo de Seymour R. y Lillian Cray. Su padre era ingeniero civil y fomentó el interés de Cray por la ciencia y la ingeniería. A los diez años fue capaz de construir un dispositivo con componentes de Erector Set que convertía cintas de papel perforadas en señales de código Morse . El sótano de la casa familiar fue cedido al joven Cray como "laboratorio". [6]
Cray se graduó en la escuela secundaria Chippewa Falls en 1943 antes de ser reclutado para la Segunda Guerra Mundial como operador de radio. Participó en combate en Europa y luego se trasladó al teatro del Pacífico , donde trabajó en la descifrado de códigos navales japoneses . A su regreso a los Estados Unidos, obtuvo una licenciatura en ingeniería eléctrica en la Universidad de Minnesota , donde se graduó en 1949, seguida de una maestría en matemáticas aplicadas en 1951. [7]
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 Marina de los Estados Unidos que había construido máquinas de descifrado de códigos, una tradición que ERA continuó cuando ese trabajo estaba disponible. ERA se introdujo en la tecnología informática durante uno de esos esfuerzos, pero en otras ocasiones también había trabajado en una amplia variedad de ingeniería básica.
Cray rápidamente llegó a ser considerado un experto en tecnología informática digital, especialmente después de su trabajo de diseño de la ERA 1103 , la primera computadora científica comercialmente exitosa. Permaneció en ERA cuando fue comprada por Remington Rand y luego por Sperry Corporation a principios de la década de 1950. En la recién formada Sperry Rand , ERA se convirtió en la rama de computación científica de su división UNIVAC .
Cray, junto con William Norris , se sintió insatisfecho con ERA y se separó de ella como Sperry Rand. En 1957, fundaron una nueva empresa, Control Data Corporation . [9] [10]
En 1960, Cray había completado el diseño del CDC 1604 , un ERA 1103 mejorado y de bajo costo 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 gerencia de la empresa quería que estas máquinas estuvieran orientadas al procesamiento de datos "comerciales y empresariales" para clientes promedio. A Cray no le gustaba trabajar en máquinas tan "mundanas", limitadas al diseño para una construcción de bajo costo, por lo que CDC podía vender muchas de ellas. Su deseo era "producir la computadora más grande [más rápida] del mundo" . Entonces, después de un trabajo de diseño básico en la serie CDC 3000, se lo entregó a otros y pasó a trabajar en el CDC 6600. No obstante, varias características especiales del 6600 comenzaron a aparecer por primera vez en la serie 3000.
Aunque en términos de hardware el 6600 no estaba a la vanguardia, [ cita requerida ] Cray invirtió un esfuerzo considerable en el diseño de la máquina en un intento de lograr que funcionara lo más rápido posible. A diferencia de la mayoría de los proyectos de alta gama, Cray se dio cuenta de que el rendimiento era mucho más que la simple velocidad del procesador, que el ancho de banda de E/S también debía maximizarse para evitar "privar" al procesador de datos para procesar. Más tarde señaló: "Cualquiera puede construir una CPU rápida. El truco es construir un sistema rápido". [8]
El 6600 fue el primer superordenador comercial, superando por un amplio margen a todo lo que había disponible hasta entonces. Aunque era caro, para aquellos que necesitaban el ordenador absolutamente más rápido disponible no había nada más en el mercado que pudiera competir. [12] [13] Cuando otras empresas (en concreto IBM ) intentaron crear máquinas con un rendimiento similar, tropezaron ( IBM 7030 Stretch ). En el 6600, Cray había resuelto el problema crítico de diseño de las "interrupciones imprecisas", [14] que fue en gran medida responsable del fracaso de IBM. Lo hizo sustituyendo las interrupciones de E/S por una solicitud sondeada emitida por uno de los diez denominados procesadores periféricos, que eran miniordenadores integrados que realizaban todas las transferencias dentro y fuera de la memoria central del 6600. El siguiente CDC 7600 incluso mejoró la ventaja de velocidad por 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 :
Las computadoras deberían obedecer una ley del cuadrado: cuando el precio se duplica, debería obtenerse al menos cuatro veces más velocidad.
— Seymour Cray, "Las computadoras son más rápidas que nunca", Business Week (31 de agosto de 1963): pág. 28.
Durante este período, Cray se había sentido cada vez más molesto por lo que consideraba una interferencia de la gerencia de CDC. Cray siempre exigió un ambiente de trabajo absolutamente silencioso con un mínimo de gastos administrativos, pero a medida que la empresa crecía, se encontró con que los gerentes intermedios lo interrumpían constantemente y, según Cray, no hacían más que mirarlo boquiabiertos y usarlo como una herramienta de ventas al presentarlo a posibles clientes.
Cray decidió que para continuar con el desarrollo tendría que mudarse de St. Paul, lo suficientemente lejos como para que fuera un viaje demasiado largo para una "visita rápida" y los costos de llamadas de larga distancia fueran suficientes para disuadir la mayoría de las llamadas, pero lo suficientemente cerca como para que se pudiera asistir a visitas reales o reuniones de la junta sin demasiada dificultad. Después de un debate, Norris lo respaldó y estableció un nuevo laboratorio en un terreno que Cray poseía en su ciudad natal de Chippewa Falls. Parte de la razón de la mudanza también puede tener que ver con las preocupaciones de Cray sobre una inminente guerra nuclear , que sentía que convertía a las Twin Cities en un serio problema de seguridad. [16] Su casa, construida a unos cientos de metros del nuevo laboratorio del CDC, incluía un enorme refugio antiaéreo . [17]
El nuevo laboratorio de Chippewa se creó a mediados del proyecto 6600, aunque no parece haber retrasado el proyecto. Después de que se enviara el 6600, el sistema sucesor CDC 7600 fue el siguiente producto que se desarrolló en Chippewa Falls, ofreciendo velocidades computacionales máximas diez veces superiores a las del 6600. El proyecto sucesor fallido del 7600, el CDC 8600 , fue el que finalmente puso fin a su racha de éxitos en CDC en 1972.
Aunque el 6600 y el 7600 habían sido grandes éxitos al final, ambos proyectos casi llevaron a la empresa a la ruina mientras se diseñaban. El 8600 se enfrentaba a dificultades similares y Cray finalmente decidió que la única solución era empezar de nuevo desde cero. Esta vez Norris no estaba dispuesto a correr el riesgo, y otro proyecto dentro de la empresa, el CDC STAR-100 , parecía estar progresando con más fluidez. Norris dijo que estaba dispuesto a mantener vivo el proyecto a un nivel bajo hasta que se entregara el STAR, momento en el que se podría invertir la financiación completa en el 8600. Cray no estaba dispuesto a trabajar en estas condiciones y abandonó la empresa. [18]
La separación fue bastante amistosa y, cuando un año después Norris puso en marcha Cray Research en un nuevo laboratorio en la misma propiedad de Chippewa, invirtió 250.000 dólares en capital inicial. [19] Al igual que la organización de CDC, Cray R&D tenía su sede en Chippewa Falls y la sede central de la empresa estaba en Minneapolis. A diferencia de CDC, la fabricación de Cray también estaba en Chippewa Falls.
Al principio, había algunas dudas sobre qué debía hacer exactamente la nueva empresa. No parecía que hubiera forma de que pudieran permitirse desarrollar un nuevo ordenador, dado que la ahora gran CDC no había podido financiar más de uno. Cuando el presidente a cargo de la financiación viajó a Wall Street para buscar capital inicial , se sorprendió al descubrir que la reputación de Cray era muy conocida. Lejos de luchar por un papel que desempeñar en el mercado, el mundo financiero estaba más que dispuesto a proporcionar a Cray todo el dinero que necesitaran para desarrollar una nueva máquina.
Después de varios años de desarrollo, su primer producto fue lanzado en 1976 con el nombre de Cray-1 . Al igual que con los diseños anteriores de Cray, el Cray-1 se aseguró de que todo el ordenador fuera rápido, en lugar de solo el procesador. Cuando se lanzó, superó fácilmente a casi todas las máquinas en términos de velocidad, incluido el STAR-100 que había superado al 8600 en la búsqueda de financiación. La única máquina capaz de funcionar al mismo nivel fue el ILLIAC IV , una máquina única especializada que rara vez funcionaba cerca de su rendimiento máximo, excepto en tareas muy específicas. En general, el Cray-1 superó a cualquier cosa en el mercado por un amplio margen.
El número de serie 001 fue "prestado" al Laboratorio Nacional de Los Álamos en 1976, y ese verano el primer sistema completo fue vendido al Centro Nacional de Investigación Atmosférica (NCAR) por 8,8 millones de dólares. Las primeras estimaciones de la empresa sugerían que podrían vender una docena de máquinas de este tipo, basándose en las ventas de máquinas similares de la era del CDC, por lo que el precio se fijó en consecuencia. Al final, se vendieron más de 80 Cray-1, la empresa tuvo un gran éxito financiero y las innovaciones de Cray con supercomputadoras le valieron el apodo de "El mago de Chippewa Falls". [8]
El éxito posterior no fue tan fácil. Mientras trabajaba en el Cray-2 , otros equipos entregaron 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 después de seis años de desarrollo, era solo marginalmente más rápido que el X-MP, en gran parte debido a una memoria principal muy rápida y de gran tamaño, y por lo tanto se vendió en cantidades mucho menores. El Cray-2 funcionaba a 250 MHz con una tubería muy profunda , lo que hacía que fuera más difícil escribir código que para el X-MP de tubería más corta.
Cuando comenzó el proyecto Cray-3 , se encontró nuevamente "molestado" con las tareas cotidianas. Para concentrarse en el diseño, Cray dejó el puesto de director ejecutivo de Cray Research en 1980 para convertirse en contratista independiente. En 1988, trasladó el proyecto Cray-3 de Chippewa Falls a un laboratorio en Colorado Springs, Colorado .
En 1989, Cray tuvo que hacer frente a una repetición de la historia cuando el Cray-3 empezó a tener dificultades. Se estaba desarrollando una actualización del X-MP que utilizaba memoria de alta velocidad del Cray-2 y parecía que estaba logrando un progreso real, y una vez más la gerencia se enfrentó a dos proyectos y presupuestos limitados. Finalmente decidieron tomar la ruta más segura y lanzaron el nuevo diseño como Cray Y-MP .
Cray decidió escindir 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 proporcionar el aumento de diez veces en el rendimiento que siempre exigió de sus máquinas más nuevas, Cray decidió que la máquina tendría que construirse utilizando semiconductores de arseniuro de galio . [21] En el pasado, Cray siempre había evitado usar cualquier cosa que se acercara al estado del arte , prefiriendo usar soluciones conocidas y diseñar una máquina rápida basada en ellas. En este caso, Cray estaba desarrollando cada parte de la máquina, incluso los chips dentro de ella. [22]
Sin embargo, el equipo logró poner la máquina en funcionamiento 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] En ese momento, una serie de máquinas masivamente paralelas estaban llegando al mercado con relaciones precio/rendimiento que la Cray-3 no podía igualar. Cray respondió mediante "fuerza bruta", iniciando 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 producido más ventas del Cray-3 y el fin de la Guerra Fría hizo improbable que alguien comprara suficientes Cray-4 para ofrecer un rendimiento a los fondos de desarrollo. La empresa se quedó sin dinero y se declaró en quiebra el 24 de marzo de 1995. [25]
Cray siempre se había resistido a la solución de computación masivamente paralela para la alta velocidad, ofreciendo una variedad de razones por las que nunca funcionaría tan bien como un procesador muy rápido. Su famosa broma fue: "Si estuvieras arando un campo, ¿qué preferirías usar: dos bueyes fuertes o 1024 gallinas?". A mediados de los años 1990, este argumento se estaba volviendo cada vez más difícil de justificar, y la tecnología de compiladores moderna hizo que desarrollar programas en tales máquinas no fuera mucho más difícil que sus contrapartes más simples. [26]
Cray fundó una nueva empresa, SRC Computers , y comenzó a diseñar su propia máquina de computación paralela masiva. El nuevo diseño se centró en las comunicaciones y el rendimiento de la memoria, el cuello de botella que obstaculizaba muchos diseños paralelos. El diseño acababa de empezar cuando Cray murió en un accidente de coche. SRC Computers continuó con el desarrollo y se especializó en computación reconfigurable .
Cray citó con frecuencia dos aspectos importantes de su filosofía de diseño: eliminar el calor y garantizar que todas las señales que se supone deben llegar a algún lugar al mismo tiempo lleguen realmente al mismo tiempo. [27]
Sus ordenadores estaban equipados con sistemas de refrigeración integrados, que se extendían en última instancia a canales de refrigeración fundidos en los mainframes y acoplados térmicamente a placas de metal dentro de las placas de circuitos, y a sistemas sumergidos en refrigerantes. En una historia 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 los ordenadores no funcionaran a menos que los sistemas de refrigeración estuvieran en funcionamiento. En un principio no se le ocurrió interconectarlos en la otra dirección hasta que un cliente informó de que cortes de energía localizados habían apagado su ordenador, pero habían dejado el sistema de refrigeración en funcionamiento, por lo que llegaron por la mañana y encontraron la máquina cubierta de hielo.
Cray abordó el problema de la desviación asegurándose de que cada ruta de señal en sus computadoras posteriores tuviera la misma longitud eléctrica, de modo que los valores sobre los que se actuara en un momento determinado fueran, de hecho, todos valores válidos. Cuando era necesario, recorría las trazas de un lado a otro en las placas de circuito hasta que se alcanzaba la longitud deseada y empleaba las ecuaciones de Maxwell en el diseño de las placas para asegurarse de 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 usaba para diseñar computadoras, Cray dijo que le gustaban los blocs de papel cuadriculado de 8-1/2" x 11", con rayas débiles de 1/4 de pulgada . [28]
Cray participó en el diseño de las siguientes computadoras:
Cray se casó con Verene Voll en 1947. Se conocían desde la infancia. Ella era hija de un ministro metodista , al igual que la madre de Cray, y Verene trabajaba como nutricionista. [29] Tuvieron tres hijos [30] y se divorciaron alrededor de 1978. [31] Más tarde se casó con Geri Harrand [32] y tuvieron un hijo y dos hijas. [33]
Cray evitaba la publicidad y existen varias historias inusuales sobre su vida fuera del trabajo, llamadas "Rollwagenismos", del entonces director ejecutivo de Cray Research, John A. Rollwagen. Disfrutaba del esquí , el windsurf , el tenis y otros deportes. Otro pasatiempo favorito era cavar un túnel debajo de su casa; atribuía el secreto de su éxito a las "visitas de los elfos " mientras trabajaba en el túnel: "Mientras cavo en el túnel, los elfos a menudo vienen a mí con soluciones a mi problema". [34] [35]
Según una historia, cuando la dirección le pidió a Cray que proporcionara planes detallados a un año y a cinco años para su próxima máquina, él simplemente escribió: "Objetivo a cinco años: construir el ordenador más grande del mundo. Objetivo a un año: una quinta parte de lo anterior". Y en otra ocasión, cuando se esperaba que escribiera un informe detallado de varias páginas para los ejecutivos de la empresa, el informe de dos frases de Cray decía: "La actividad está progresando satisfactoriamente según lo descrito en el plan de junio. No ha habido cambios ni desviaciones significativas con respecto al plan de junio". [36]
Cray resultó mortalmente herido en un accidente de vuelco causado por un conductor imprudente, mientras Cray se incorporaba con su Jeep Cherokee a la carretera interestatal 25 , cerca de la Academia de la Fuerza Aérea en Colorado. [37] Cray murió a causa de sus heridas el 5 de octubre de 1996, dos semanas después del accidente y una semana después de su 71 cumpleaños. [38] [39]
El Premio de Ingeniería Informática Seymour Cray de la IEEE Computer Society , [40] establecido a fines de 1997, reconoce las contribuciones innovadoras a los sistemas informáticos de alto rendimiento que ejemplifican el espíritu creativo de Cray.
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