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IBM 7030 （ Stretchとも呼ばれる）は、IBM初のトランジスタ式スーパーコンピュータでした。1961年から1964年に最初のCDC 6600が稼働するまで、世界最速のコンピュータでした。[ 2 ] [ 3 ]
元々はローレンス・リバモア国立研究所のエドワード・テラーが策定した要件を満たすために設計されたもので、最初のものは1961年にロスアラモス国立研究所に納入され、2番目のカスタマイズされたバージョンであるIBM 7950 Harvestは1962年に国家安全保障局に納入された。イギリスのアルダーマストンにある原子力兵器研究所のStretchは、同研究所とAEREハーウェルの研究者によって広く使用されたが、それは動的配列を初めて追加したS2 Fortranコンパイラの開発後であり、後にチルトンのアトラスコンピュータ研究所のフェランティアトラスに移植された。[ 4 ] [ 5 ]
7030は予想よりもはるかに遅く、積極的な性能目標を達成できませんでした。IBMは価格を1350万ドルからわずか778万ドルに引き下げざるを得なくなり、既に契約を締結済みの顧客以外への7030の販売を中止しました。PC World誌はStretchをIT史上最大のプロジェクト管理の失敗の1つとして挙げました。[ 6 ]
IBM社内では、より小規模なコントロール・データ・コーポレーションに影を潜められたことは受け入れがたいことだった。[ 7 ]プロジェクトリーダーのスティーブン・W・ダンウェル[ 8 ]は当初、「失敗」における自身の役割のスケープゴートにされたが、[ 9 ] IBM System/360の成功が明らかになった後、公式に謝罪を受け、1966年にはIBMフェローに任命された。[ 10 ]
StretchはIBMの性能目標を達成できなかったものの、1964年に発表され、1965年に初めて出荷されたIBM System/360の多くの設計機能の基礎となった。
1955 年初頭、カリフォルニア大学放射線研究所のエドワード・テラー博士は、3 次元流体力学計算用の新しい科学計算システムを求めていました。IBM とUNIVACに、リバモア自動反応計算機( LARC)と呼ばれるこの新しいシステムの提案が求められました。IBM の幹部であるカスバート・ハードによると、このようなシステムの費用は約 250 万ドルで、1 ～ 2 MIPSで動作するとのことでした。[ 11 ] : 12納品は契約締結後 2 ～ 3 年以内となる予定でした。
IBMでは、ジョン・グリフィスとジーン・アムダールを含むポキプシーの小規模チームが設計案に取り組んでいた。設計案が完成し、発表しようとしたまさにその時、ラルフ・パーマーが彼らを制止し、「これは間違いだ」と言った。[ 11 ]： 12提案された設計は、点接触型トランジスタか表面障壁型トランジスタのいずれかを用いて構築される予定だったが、どちらも当時新しく発明された拡散型トランジスタにすぐに性能で劣る可能性が高かった。[ 11 ]： 12
IBMはリバモアに戻り、契約から撤退すると告げ、代わりに劇的に優れたシステムを提案した。「私たちはあなた方のためにその機械を作るつもりはありません。もっと良いものを作りたいのです！正確に何が必要かはわかりませんが、さらに100万ドルと1年かかると思います。また、どれくらいの速度で動作するかもわかりませんが、毎秒1000万命令を目指したいと思っています。」[ 11 ] : 13リバモアは感銘を受けず、1955年5月にUNIVACがLARC契約を獲得したと発表した。LARCは現在、リバモア自動研究コンピュータと呼ばれている。LARCは最終的に1960年6月に納入された。[ 12 ]
1955年9月、ロスアラモス国立研究所もLARCを発注するのではないかと懸念したIBMは、リバモア研究所が却下した設計の改良版に基づいた高性能バイナリコンピュータの予備提案書を提出し、リバモア研究所はこれに強い関心を示した。1956年1月、プロジェクト・ストレッチが正式に開始された。同年11月、IBMは「IBM 704の少なくとも100倍の速度」（すなわち4 MIPS）という積極的な性能目標を掲げ、契約を獲得した。納入は1960年に予定されていた。
設計段階でクロック速度を下げる必要が生じたため、Stretch は当初の積極的な性能目標を達成できないことが明らかになったが、性能の推定値は IBM 704 の 60 倍から 100 倍に及んだ。1960 年、IBM 7030 の価格は 1350 万ドルに設定された。1961 年、実際のベンチマークでは IBM 7030 の性能は IBM 704 の約 30 倍 (つまり 1.2 MIPS) に過ぎないことが示され、IBM は大きな恥をかいた。1961 年 5 月、トーマス J. ワトソン Jr. は、交渉中のすべての 7030 の価格を 778 万ドルに引き下げ、製品の販売を直ちに中止すると発表した。
浮動小数点加算時間は1.38～1.50マイクロ秒、乗算時間は2.48～2.70マイクロ秒、除算時間は9.00～9.90マイクロ秒です。
IBM 7030 は成功したとは見なされなかったが、将来の非常に成功したマシンに組み込まれた多くの技術を生み出した。標準モジュラーシステム(SMS)トランジスタロジックは、 IBM 7090シリーズの科学計算機、IBM 7070および7080ビジネス コンピュータ、IBM 7040およびIBM 1400シリーズ、IBM 1620小型科学計算機の基礎となった。7030 は約17 万個のトランジスタを使用していた。IBM 7302モデル I コア ストレージ ユニットも、IBM 7090、IBM 7070、および IBM 7080 で使用された。マルチプログラミング、メモリ保護、汎用割り込み、I/O 用の8 ビット バイト[ a ] はすべて、後にIBM System/360シリーズのコンピュータや、その後のほとんどの中央処理装置(CPU) に組み込まれた概念である。
商業的に失敗したストレッチの責任を負わされたプロジェクトマネージャーのスティーブン・ダンウェルは、1964年の驚異的な成功のSystem/360の発売直後、そのコアコンセプトのほとんどがストレッチによって開拓されたものであることを指摘した。[ 13 ] 1966年までに、彼は謝罪を受け、IBMフェローに任命された。これは、希望する研究を追求するためのリソースと権限を伴う名誉ある称号であった。[ 13 ]
命令パイプライン処理、プリフェッチとデコード、メモリインターリーブは、IBM System/360モデル91、95、195、IBM 3090シリーズなどの後のスーパーコンピュータ設計や、他のメーカーのコンピュータでも使用されました。2021年現在これらの技術は、1990年代のIntel PentiumやMotorola/IBM PowerPCをはじめとするほとんどの先進的なマイクロプロセッサ、そして様々なメーカーの多くの組み込みマイクロプロセッサやマイクロコントローラで今でも使用されています。
7030 CPUは、 18種類の標準モジュラーシステムカード上でエミッタ結合ロジック（当初は電流ステアリングロジックと呼ばれていた）[ 14 ]を使用しています。4,025枚のダブルカード（図示）と18,747枚のシングルカードを使用し、169,100個のトランジスタを搭載し、合計21kWの電力を必要とします。[ 15 ] : 54高速NPNおよびPNPゲルマニウムドリフトトランジスタを使用しており、カットオフ周波数は100MHzを超え、それぞれ約50mWを消費します。[ 15 ] : 57一部の第3レベル回路では、第3の電圧レベルを使用します。各ロジックレベルには約20nsの遅延があります。クリティカルエリアで速度を向上させるために、エミッタフォロワロジックを使用して遅延を約10nsに短縮しています。[ 15 ] : 55
ローレンス・リバモア研究所のIBM 7030（コアメモリを除く）と、MITREコーポレーション／ブリガムヤング大学のIBM 7030の一部は、現在カリフォルニア州マウンテンビューにあるコンピュータ歴史博物館のコレクションに収蔵されている。
命令は32ビットまたは64ビットのいずれかです。[ 18 ]
図に示すように、レジスタはメモリの最初の32アドレスに重なります。[ 19 ]
アキュムレータとインデックスレジスタは、符号と絶対値形式で動作します。
メインメモリは16K～256Kの64ビットバイナリワードで構成され、16Kワード単位のバンクに分割されます。
メモリは、動作特性を安定させるために、油浸式加熱・冷却方式を採用した。