IBM 7030 ストレッチ

IBM ストレッチ
パリの芸術メティエ美術館にあるIBM 7030メンテナンス・コンソール
デザイン
メーカー	IBM
デザイナー	ジーン・アムダール
発売日	1961年5月 （1961年5月）
販売数	9
価格	7,780,000米ドル（2023年には79,320,000米ドルに相当）
ケーシング
重さ	70,000ポンド（35ショートトン; 32t）[1]
力	100kW [1] @ 110V
システム
オペレーティング·システム	MCCP の
CPU	64ビットプロセッサ
メモリ	128～2048キロバイト（16,384 x 64～262,144 x 64ビット）[1]
ミップス	1.2ミップス
ヴ t e

IBM 7030は、 Stretchとしても知られ、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]}

もともとはローレンス・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ように設計されたもので、最初の例は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兵器研究施設のStretchは、そこの研究者やAEREハーウェルの研究者によって頻繁に使用されたが、それは動的配列を初めて追加したS2 Fortranコンパイラが開発されてからのことであり、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 は予想よりはるかに遅く、積極的なパフォーマンス目標を達成できなかった。IBM は価格を 1,350 万ドルから 778 万ドルに下げざるを得なくなり、すでに契約を締結した顧客以外への 7030 の販売を中止した。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 つと評した。^[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追い抜かれることは受け入れ難いことのように思われた。^[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ると、彼は公式に謝罪され、1966年にIBMフェローに任命された。^[10]

Stretch は独自のパフォーマンス目標を達成できなかったにもかかわらず、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りました。

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望んでいました。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依頼されました。IBMの幹部カスバート・ハードによると、そのようなシステムの費用は約250万ドルで、1～2MIPSで動作するとのことでした。^{[11] : 12}納品は契約締結後2～3年後の予定でした。

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さなチームが設計案に取り組んでいた。彼らが設計案を完成し、発表しようとした直後、ラルフ・パーマーが彼らを止めて「それは間違いだ」と言った。^{[11] : 12}提案された設計は、ポイントコンタクトトランジスタまたは表面バリアトランジスタのいずれかで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トランジスタにすぐに性能を上回られる可能性があった。^{[11] : 12}

IBMはリバモアに戻り、契約から撤退すると述べ、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マシンを作るつもりはありません。もっと優れたものを作りたいのです。正確にいくらかかる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、どのくらいの速度で動作するかはわかりませんが、1秒あたり1000万命令を目指したいと考えています。」^{[11] : 13}リバモアは感心せず、1955年5月にUNIVACがLARC契約（現在はリバモア自動研究コンピュータと呼ばれています）を獲得したと発表した。LARCは最終的に1960年6月に納品されました。^[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恐れた IBM は、リバモアが却下した設計の改良版に基づく高性能バイナリ コンピュータの予備提案を提出し、興味を持って受け取りました。1956 年 1 月、プロジェクト ストレッチが正式に開始されました。1956 年 11 月、IBM は「IBM 704 の少なくとも 100 倍の速度」(つまり 4 MIPS) という積極的なパフォーマンス目標を掲げて契約を獲得しました。納品は 1960 年に予定されていました。

設計中にクロック速度を下げる必要があることが判明し、Stretch ではその積極的なパフォーマンス目標を達成できないことが明らかになりましたが、パフォーマンスの見積もりは IBM 704 の 60 倍から 100 倍の範囲でした。1960 年に、IBM 7030 の価格は 1,350 万ドルに設定されました。1961 年に実際のベンチマークで、 IBM 7030 のパフォーマンスは IBM 704 の約 30 倍 (つまり 1.2 MIPS) に過ぎないことが示され、IBM は大きな恥をかきました。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、製品の販売を即時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 は成功したとは考えられていなかったが、その後のマシンに取り入れられ大成功を収める多くの技術を生み出した。標準モジュラーシステムの トランジスタロジックは、 IBM 7090シリーズの科学計算用コンピュータ、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小型科学計算用コンピュータの基礎となった。7030 では約 170,000 個のトランジスタが使用されていた。IBM 7302モデル I コアストレージユニットも、IBM 7090、IBM 7070、IBM 7080 で使用されていた。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。

ストレッチが商業的に失敗した際にスケープゴートにされたプロジェクトマネージャのスティーブン・ダンウェルは、1964年にSystem/360が驚異的な成功を収めて発売された直後、その中核概念のほとんどがストレッチによって開拓されたと指摘した。^[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、高い名誉であった。^[13]

命令パイプライン、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の設計や、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、これらの手法は、Intel PentiumやMotorola/IBM PowerPCを含む1990年代の世代から始まるほとんどの先進的なマイクロプロセッサ、およびさまざまなメーカーの多くの組み込みマイクロプロセッサとマイクロコントローラで まだ使用されています。^{[アップデート]}

7030 CPU は、18 種類の標準モジュラー システム(SMS) 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 (図参照) 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 21 kW 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、カットオフ周波数は 100 MHz を超え、消費電力はそれぞれ約 50 mW です。^{[15] : 57}一部の第 3 レベル回路では、第 3 の電圧レベルが使用されています。各ロジック レベルの遅延は約 20 ns です。重要な領域で速度を上げるために、エミッタ フォロワ ロジックを使用して遅延を約 10 ns に短縮しています。^{[15] : 55}

IBM 7090と同じコアメモリを使用しています。^{[15] : 58}

1. 1961 年 4 月にロスアラモス科学研究所(LASL) に導入され、1961 年 5 月に承認され、1971 年 6 月 21 日まで使用されました。
2. ローレンス・リバモア国立研究所、カリフォルニア州リバモア、 1961年11月に納品。^[16]
3. 1962 年 2 月に米国国家安全保障局がIBM 7950 Harvestシステムのメイン CPU として採用し、1976 年に IBM 7955 Tractor テープ システムに交換不可能な摩耗カムによる問題が発生したため、このシステムが採用されるまで使用されました。
4. 原子力兵器研究所、アルダーマストン、イギリス、1962年2月納品^[16]
5. 米国気象局ワシントンDC、1962年6月/7月に配信。^[16]
6. MITRE Corporation に1962年12月に納入され、 ^[16] 1971年8月まで使用された。1972年春にブリガムヤング大学に売却され、1982年に廃棄されるまで物理学部で使用された。
7. アメリカ海軍ダルグレン海軍試験場、1962年9月/10月に納入。^[16]
8. Commissariat à l'énergie atomice、フランス、1963 年 11 月に交付。^[16]
9. IBM。

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 Corporation/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・ビューの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ます。

• 固定小数点数は長さが可変で、2 進数 (1 ～ 64 ビット) または 10 進数 (1 ～ 16 桁) で格納され、符号なし形式または符号/絶対値形式のいずれかになります。フィールドはワード境界にまたがる場合があります。10 進数形式では、桁は可変長バイト (4 ～ 8 ビット) です。
• 浮動小数点数には、1 ビットの指数フラグ、10 ビットの指数、1 ビットの指数符号、48 ビットの絶対値、および符号/絶対値形式の 4 ビットの符号バイトがあります。
• 英数字は可変長であり、8 ビット以下の任意の文字コードを使用できます。
• バイトは可変長（1～8ビット）である。^[17]

命令は32ビットか64ビットのいずれかである。^[18]

レジスタは図に示すようにメモリの最初の32アドレスをオーバーレイします。^[19]

アキュムレータとインデックス レジスタは、符号と絶対値の形式で動作します。

メイン メモリは、16K バンクの 16K ～ 256K の 64 ビット バイナリ ワードです。

メモリは、動作特性を安定させるために、浸漬油加熱/冷却されました。

• STRETCH アセンブリ プログラム(STRAP)
• MCP (バロウズ MCPと混同しないでください)
• COLASLとIVYプログラミング言語^[20]
• FORTRANプログラミング言語^[21]
• SOS (Stretch Operating System) BYU 科学計算センターで、FORTRAN の更新されたバリアントとともに、MCP のアップグレードとして作成されました。

• IBM 608、最初の市販トランジスタ式計算装置
• ILLIAC II は、 Stretch と競合したイリノイ大学のトランジスタ スーパー コンピュータです。

• ブルックス、フレデリック(2010)。「ストレッチは素晴らしいエクササイズです。勝つための体力づくりに役立ちます」。IEEE Annals of the History of Computing 。32 : 4–9。doi : 10.1109 /MAHC.2010.26。S2CID 43480009  。

ウィキメディア・コモンズには、 IBM 7030に関連するメディアがあります。

• ジーン・アムダール氏への口述歴史インタビュー。ミネソタ大学チャールズ・バベッジ研究所、ミネアポリス校。アムダール氏は、STRETCH、IBM 701、701A、IBM 704など、IBM の複数のコンピューターの設計における自身の役割について語っています。また、ナサニエル・ロチェスター氏との仕事や、IBM のコンピューター設計プロセスの管理についても語っています。
• IBM ストレッチ コレクション @ コンピュータ歴史博物館
  • コレクションインデックスページ
    • IBM 7030 FORTRAN システム
• 7030 データ処理システム (IBM アーカイブ)
• IBM Stretch (別名 IBM 7030 データ処理システム)
• IBM Stretchの組織概要
• IBM Stretchに関するBRLレポート
• コンピュータシステムの計画 - プロジェクト ストレッチ、1962 年の書籍。
  • 寄稿者数名のサイン入り原稿のスキャン
  • 検索可能なPDFファイル
• Bitsavers.org の IBM 7030 ドキュメント (PDF ファイル)