Cray

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Dieser Artikel befasst sich mit dem Computer-Hersteller Cray. Für den Berg Cray in der Gemeinde Rossinière im Kanton Waadt, Schweiz; siehe: Cray (Berg).

Cray Inc. ist ein Unternehmen, das 1972 unter dem Namen Cray Research von Seymour Cray gegründet wurde.

Das Unternehmen stellt Supercomputer her, deren Rechenleistung heute im TFLOPS-Bereich liegt (1 TFLOPS = 10¹² Gleitkommarechnungen pro Sekunde).

Ihren ersten Supercomputer lieferte Cray 1976 mit der Cray-1, einem Rechner mit der Leistung von 160 MFLOPS. Die Cray-1 hatte eine Wortgröße von 64 Bit und einen Speicherausbau von einer Million Worten, was einer Speichergröße von 8 Megabyte entspricht. Die cycle time betrug 12,5 Nanosekunden, entsprechend einer für die damalige Zeit enorm hohen Taktfrequenz von 80MHz.

Bis in die Mitte der 80er Jahre stellte Cray ausschließlich Vektorrechner her. Die Geschwindigkeit dieser Computer liegt weder in ihrer Taktfrequenz noch in der Zusammenschaltung von mehreren CPUs begründet. Stattdessen besitzt die CPU mehrere Vektor-Register, die im Fall von Cray 64 Werte auf einmal aufnehmen können. Mit mehreren Vektorregistern können innerhalb eines Taktzyklus Instruktionen auf 64 Werten gleichzeitig ausgeführt werden.

Seymour Cray sperrte sich lange Zeit gegen die Einführung von Multiprozessor-Fähigkeiten; seiner Meinung nach war eine einzelne, dafür aber sehr schnelle CPU mehreren langsameren CPUs überlegen. Begrenzte Multiprozessorfähigkeiten wurden erst mit dem Nachfolger der Cray-1 eingeführt, der Cray X-MP, die bis zu vier CPUs unterstützte.

Processor board T3E

Der erste massiv-parallele Computer von Cray, die Cray T3D, wurde 1993 ausgeliefert. Die T3D baute auf dem Alpha-Prozessor von DEC auf und unterstützte bis zu 2048 Prozessoren. Die CPUs der T3D und dem Nachfolgemodell T3E waren in der Topologie eines 3D-Torus miteinander verschaltet.

Cray lieferte ab der Cray-2 das Betriebssystem Unicos aus, ein Unix-kompatibles Timesharing-Betriebssystem. Auf diese Weise konnten die Benutzer auf dem Supercomputer selbst in einer Umgebung arbeiten, die ihnen von ihren Desktop-Workstations vertraut war.

In Zusammenarbeit mit Sun Microsystems entwickelte Cray die Cray CS6400, ein System mit bis zu 64 SuperSPARC-CPUs, das dynamisch in mehrere Partitionen unterteilt werden konnte. Die CS6400 war eines der ersten massiv-parallelen Systeme, das ein Standard-Betriebssystem (in diesem Fall Solaris) benutzte und sich damit auch für den Einsatz für Geschäftsanwendungen eignete.

Cray 2

Die ersten Cray-Maschinen wurden in Germanium-Halbleitertechnik hergestellt. Aufgrund der hohen Abwärme wurden von Kühlflüssigkeit durchflossene Aluminiumblöcke direkt an die Platinen geklemmt. Spätere Maschinen (unter anderem die Cray-2, Cray-3, Cray-4 und Cray T90) wurden immersionsgekühlt: Die Leiterplatten schwammen in einem Bad aus Fluorinert (Perfluorcarbon), einer elektrisch nichtleitenden Kühlflüssigkeit. Ein bekanntes Zitat sagt aus, dass Cray im Grunde genommen eine Firma für Kühlschränke sei.

Physikalische Anforderungen an einen Supercomputer diktierten auch andere Teile des Designs. So musste bei der Cray-1 die einheitliche Länge der Verbindungskabel zwischen den einzelnen Leiterplatten genau eingehalten werden, um das korrekte Timing sicherzustellen. Die Lösung war ein Gehäuse im Design einer Säule mit auswärts gewandter Rundsitzgruppe: Die Säule enthielt die Leiterplatten, während die Sitzbank die Kühlaggregate beherbergte. Die Cray-2 wurde ebenfalls in Säulenform gebaut, um minimale Wege zwischen den einzelnen Bestandteilen des Computers sicherzustellen. Diese Features machten Cray zum Kult, eine Cray-Maschine war einfach anders.

1996 fusionierte Cray Research mit SGI. Im März 2000 wurde Cray Research an die Tera Computer Corporation verkauft, die, nachdem der Verkauf am 4. April 2000 abgeschlossen war, in Cray Inc. umbenannt wurde. Seitdem werden wieder Supercomputer unter dem Namen Cray hergestellt.

Ein Cray XT3 mit einer Geschwindigkeit von 43,48 TFLOPS belegt derzeit (Stand: November 2006) Platz 10 der Top 500-Liste von Supercomputern. Cray hat damit leicht an Boden verloren. Ein anderes System dieser Bauart lag im Juni 2006 mit 36,19 TFLOPS noch auf Platz 9.

Die Technologie von Cray fand Eingang in eine Reihe der Hochleistungsrechner anderer Hersteller. SGI verwendete Cray Technologie um die für die Origin2000 eingeführeten Hochgeschwindigkeitsverbindungen für die Origin 3000 zu verbessern. Mit diesen Verbindungen werden in der Origin 3000 bis zu 2048 Prozessoren zu einem ccNUMA System gekoppelt. Dass die Verbindungen der 1996 eingeführten Origin2000 als CrayLink bezeichnet wurden war reines Marketing, SGI hatte Cray Research ja gerade erst erworben.

Die Technik der Cray CS6400 wurde von Sun Microsystems weiterentwickelt und bildet die Basis der Sun E10000.