Seymour Cray

Seymour Roger Cray (28 de septiembre de 1925 - 5 de octubre de 1996) 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', a Cray se le atribuye la creación de la industria de las supercomputadoras. 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 ahora hacen rutinariamente estaban en el borde más lejano de la credibilidad cuando Seymour las imaginó." 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'.

Primeros años

Cray nació en 1925 en Chippewa Falls, Wisconsin, hijo de Seymour R. y Lillian Cray. Su padre era un ingeniero civil que fomentó el interés de Cray por la ciencia y la ingeniería. Ya a la edad de diez años, pudo construir un dispositivo con los componentes del Erector Set que convertía la cinta de papel perforada en señales de código Morse. El sótano de la casa familiar se entregó al joven Cray como "laboratorio".

Cray se graduó de la escuela secundaria Chippewa Falls en 1943 antes de ser reclutado para la Segunda Guerra Mundial como operador de radio. Vio acción en Europa y luego se mudó al teatro del Pacífico, donde trabajó para descifrar los códigos navales japoneses. A su regreso a los Estados Unidos obtuvo un B.Sc. en ingeniería eléctrica en la Universidad de Minnesota, graduándose en 1949, seguido de un M.Sc. en matemáticas aplicadas en 1951.

Carrera

Asociados de investigación en ingeniería

En 1950, Cray se unió a Engineering Research Associates (ERA) en Saint Paul, Minnesota. 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 continuaba 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 en 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 el brazo informático científico de su división UNIVAC.

Corporación de Datos de Control

Cray, junto con William Norris, luego se sintieron insatisfechos con la ERA y luego se separaron como Sperry Rand. En 1957, fundaron una nueva empresa, Control Data Corporation.

Para 1960, completó el diseño del CDC 1604, un ERA 1103 mejorado y de bajo costo que tenía un rendimiento impresionante por su precio. Incluso cuando el CDC 1604 comenzaba a enviarse a los clientes en 1960, Cray ya había comenzado 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 dirigidas a "empresas y comerciales" procesamiento de datos para clientes promedio. Cray no disfrutó trabajando en cosas tan 'mundanas'. máquinas, limitadas a diseñar para la construcción de bajo costo, por lo que CDC podría vender muchas de ellas. Su deseo era "producir la computadora más grande [la más rápida] del mundo". Entonces, después de un trabajo de diseño básico en la serie CDC 3000, se lo entregó a otros y continuó trabajando en la CDC 6600. No obstante, varias características especiales de la 6600 comenzaron a aparecer por primera vez en la serie 3000.

Aunque en términos de hardware, el 6600 no estaba a la vanguardia, Cray invirtió un esfuerzo considerable en el diseño de la máquina en un intento de permitir que funcionara lo más rápido posible. A diferencia de la mayoría de los proyectos de gama alta, Cray se dio cuenta de que había mucho más en el rendimiento que la simple velocidad del procesador, que el ancho de banda de E/S también tenía que maximizarse para evitar "morir de hambre" el procesador de datos para crujir. Más tarde señaló: "Cualquiera puede construir una CPU rápida. El truco es construir un sistema rápido."

La 6600 fue la primera supercomputadora comercial, superando todo lo disponible entonces por un amplio margen. Si bien era costoso, para aquellos que necesitaban la computadora absolutamente más rápida disponible, no había nada más en el mercado que pudiera competir. Cuando otras empresas (a saber, 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", que fue en gran parte responsable del fracaso de IBM. Hizo esto reemplazando las interrupciones de E/S con una solicitud de sondeo emitida por uno de los diez llamados procesadores periféricos, que eran minicomputadoras integradas 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.

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:

Los ordenadores deben obedecer una ley cuadrada — cuando el precio se duplica, debe obtener al menos cuatro veces más velocidad.

—Seymour Cray, "Las computadoras se vuelven más rápidas que nunca", Business Week (31 de agosto de 1963): p. 28.

Laboratorio Chippewa Falls de los CDC

Durante este período, Cray se molestó cada vez más por lo que consideraba una interferencia de la gerencia de los CDC. Cray siempre exigió un entorno de trabajo absolutamente tranquilo con un mínimo de gastos generales de gestión, pero a medida que la empresa crecía, se vio constantemente interrumpido por los mandos intermedios que, según Cray, no hacían más que quedarse boquiabiertos y utilizarlo como 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 el viaje fuera demasiado largo para una "visita rápida" y las tarifas telefónicas de larga distancia serían suficientes para disuadir a la mayoría de las llamadas, pero lo suficientemente cerca como para 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 del motivo de la mudanza también puede tener que ver con las preocupaciones de Cray sobre una guerra nuclear inminente, que, en su opinión, convirtió a las Ciudades Gemelas en un grave problema de seguridad. Su casa, construida a unos cientos de metros del nuevo laboratorio de los CDC, incluía un enorme refugio antibombas.

El nuevo Chippewa Lab se instaló a mediados del proyecto 6600, aunque no parece haber retrasado el proyecto. Después de que se envió el 6600, el sucesor del sistema CDC 7600 fue el siguiente producto que se desarrolló en Chippewa Falls, que ofrecía velocidades de computación máximas diez veces superiores a las del 6600. La continuación fallida del 7600, el CDC 8600, fue el proyecto que finalmente terminó. su racha de éxitos en CDC en 1972.

Aunque el 6600 y el 7600 habían sido un gran éxito al final, ambos proyectos casi llevaron a la empresa a la bancarrota mientras se estaban diseñando. El 8600 estaba pasando por dificultades similares y Cray finalmente decidió que la única solución era empezar de 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 sin problemas. 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 total en el 8600. Cray no estaba dispuesto a trabajar en estas condiciones y dejó la empresa.

Investigación de cangrejos

Con un Cray... 1

La separación fue bastante amistosa, y cuando un año más tarde comenzó Cray Research en un nuevo laboratorio en la misma propiedad de Chippewa, Norris invirtió $250,000 en dinero inicial. Al igual que la organización de CDC, Cray R&D tenía su sede en Chippewa Falls y la sede comercial estaba en Minneapolis. A diferencia de CDC, la fabricación de Cray también estaba en Chippewa Falls.

Al principio hubo algunas dudas sobre qué debería hacer exactamente la nueva empresa. No parecía que hubiera forma de que pudieran permitirse el lujo de desarrollar una nueva computadora, dado que el ahora grande CDC no había podido admitir más de una. Cuando el presidente a cargo del financiamiento viajó a Wall Street para buscar capital inicial, se sorprendió al descubrir que la reputación de Cray era muy conocida. Lejos de luchar por algún papel que desempeñar en el mercado, el mundo financiero estaba más que dispuesto a proporcionar a Cray todo el dinero que necesitarían para desarrollar una nueva máquina.

Después de varios años de desarrollo, su primer producto fue lanzado en 1976 como Cray-1. Al igual que con los diseños anteriores de Cray, el Cray-1 se aseguró de que la computadora completa fuera rápida, en lugar de solo el procesador. Cuando se lanzó, venció fácilmente a casi todas las máquinas en términos de velocidad, incluida la STAR-100 que había vencido a la 8600 en términos de financiación. La única máquina capaz de funcionar en el mismo tipo de nivel fue la ILLIAC IV, una máquina única especializada que rara vez operaba cerca de su rendimiento máximo, excepto en tareas muy específicas. En general, el Cray-1 superó 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 se vendió el primer sistema completo 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 esas máquinas, basándose en las ventas de máquinas similares de la era CDC, por lo que el precio se fijó en consecuencia. Eventualmente, se vendieron más de 80 Cray-1, la compañía fue un gran éxito financiero y las innovaciones de Cray con supercomputadoras le valieron el apodo de 'El mago de Chippewa Falls'.

El éxito del seguimiento 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, solo era marginalmente más rápido que el X-MP, en gran parte debido a la memoria principal muy rápida y grande, y por lo tanto se vendió en cantidades mucho más pequeñas. El Cray-2 funcionaba a 250 MHz con una tubería muy profunda, lo que dificultaba la escritura de código que para el X-MP de tubería más corta.

Cuando comenzó el proyecto Cray-3, una vez más se sintió "molesto" demasiado con las tareas del día a día. Para concentrarse en el diseño, Cray dejó el puesto de director general 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 se enfrentó a una repetición de la historia cuando el Cray-3 comenzó a tener dificultades. Se estaba desarrollando una actualización del X-MP que usaba memoria de alta velocidad del Cray-2 y parecía estar haciendo un progreso real, y una vez más, la gerencia se enfrentó a dos proyectos y presupuestos limitados. Eventualmente decidieron tomar la ruta más segura, lanzando el nuevo diseño como Cray Y-MP.

Cray Computer Corporation

Logo de Cray Computer Corporation

Cray decidió escindir el laboratorio de Colorado Springs para formar Cray Computer Corporation. Esta nueva entidad se llevó consigo el proyecto Cray-3.

El Cray-3 de 500 MHz resultó ser el segundo gran fracaso de Cray. Para poder multiplicar por diez el rendimiento que siempre exigió de sus máquinas más nuevas, Cray decidió que la máquina tendría que construirse utilizando semiconductores de arseniuro de galio. En el pasado, Cray siempre había evitado usar cualquier cosa que se acercara al estado de la técnica, prefiriendo usar soluciones bien conocidas y diseñar una máquina rápida basada en ellas. En este caso, Cray estaba desarrollando cada parte de la máquina, incluso los chips de su interior.

Sin embargo, el equipo pudo hacer que la máquina funcionara y entregó su primer ejemplo a NCAR el 24 de mayo de 1993.

La máquina todavía era esencialmente un prototipo y la empresa estaba usando la instalación para depurar el diseño. En ese momento, una serie de máquinas paralelas masivas estaban entrando en el mercado con una relación precio/rendimiento que el Cray-3 no podía igualar. Cray respondió a través de la "fuerza bruta", comenzando el diseño del Cray-4 que funcionaría a 1 GHz y superaría en potencia a estas máquinas, independientemente del precio.

En 1995 no hubo más ventas del Cray-3, y el final de la Guerra Fría hizo poco probable que alguien comprara suficientes Cray-4 para ofrecer un rendimiento de los fondos de desarrollo. La empresa se quedó sin dinero y se declaró en bancarrota del Capítulo 11 el 24 de marzo de 1995.

Ordenadores SRC

Cray siempre se había resistido a la solución masivamente paralela a la computación de alta velocidad, ofreciendo una variedad de razones por las que nunca funcionaría tan bien como un procesador muy rápido. Bromeó: "Si estuvieras arando un campo, ¿qué preferirías usar: dos bueyes fuertes o 1024 gallinas?" A mediados de la década de 1990, este argumento se estaba volviendo cada vez más difícil de justificar, y la tecnología de compilación moderna hizo que el desarrollo de programas en tales máquinas no fuera mucho más difícil que en sus contrapartes más simples.

Cray creó una nueva empresa, SRC Computers, y comenzó el diseño de su propia máquina masivamente paralela. El nuevo diseño se concentró en las comunicaciones y el rendimiento de la memoria, el cuello de botella que obstaculizó muchos diseños paralelos. El diseño acababa de comenzar cuando Cray murió repentinamente como resultado de un accidente automovilístico. SRC Computers continuó con el desarrollo y se especializó en computación reconfigurable.

Enfoques técnicos

Cray citó con frecuencia dos aspectos importantes de su filosofía de diseño: eliminar el calor y asegurarse de que todas las señales que se supone que deben llegar a algún lugar al mismo tiempo lleguen al mismo tiempo.

Sus computadoras estaban equipadas con sistemas de enfriamiento incorporados, que se extendían en última instancia a los canales de enfriamiento fundidos en los mainframes y acoplados térmicamente a las placas de metal dentro de las placas de circuito, y a los sistemas sumergidos en refrigerantes. En una historia que contó sobre sí mismo, se dio cuenta al principio de su carrera que debía interconectar las computadoras con los sistemas de enfriamiento para que las computadoras no funcionaran a menos que los sistemas de enfriamiento estuvieran operativos. Originalmente, no se le ocurrió interconectarse en la otra dirección hasta que un cliente informó que los cortes de energía localizados habían apagado su computadora, pero habían dejado el sistema de enfriamiento funcionando, por lo que llegaron por la mañana y encontraron la máquina encerrada en hielo.

Cray abordó el problema del sesgo 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 actuaría en un momento determinado fueran todos valores válidos. Cuando era necesario, recorría las pistas de un lado a otro en las placas de circuito hasta lograr la longitud deseada, y empleó las ecuaciones de Maxwell en el diseño de las placas para asegurarse de que cualquier efecto de radiofrecuencia que alterara la velocidad de la señal y, por lo tanto, se tuvo en cuenta la longitud del camino eléctrico.

Cuando se le preguntó qué tipo de herramientas CAD usó para el Cray-1, Cray dijo que le gustaban los lápices n.º 3 con 8-1/2" 11" blocs de papel de cuadrilla. Cray recomendó usar el reverso de las páginas para que las líneas no fueran tan dominantes.

Vida privada

Cray evitó la publicidad, y hay una serie de historias inusuales sobre su vida fuera del trabajo, denominadas 'Rollwagenisms', 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; atribuyó el secreto de su éxito a las "visitas de los duendes" mientras trabajaba en el túnel: "Mientras estoy cavando en el túnel, los duendes a menudo vienen a mí con soluciones a mi problema."

Cuenta una historia que cuando la gerencia le pidió a Cray que proporcionara planes detallados de uno y cinco años para su próxima máquina, simplemente escribió: "Objetivo de cinco años: construir la computadora más grande del mundo".. Meta de un año: una quinta parte de lo anterior." Y en otra ocasión, cuando se esperaba que escribiera un informe de estado detallado de varias páginas para los ejecutivos de la compañía, el informe de dos oraciones de Cray decía: "La actividad está progresando satisfactoriamente como se describe en el plan de junio. No ha habido cambios o desviaciones significativas del plan de junio."

Cray murió el 5 de octubre de 1996, dos semanas después de que su automóvil fuera golpeado en la carretera y volcara varias veces.

El premio de ingeniería informática Seymour Cray de la IEEE Computer Society, establecido a finales de 1997, reconoce las contribuciones innovadoras a los sistemas informáticos de alto rendimiento que ejemplifican el espíritu creativo de Cray.

Cray se casó con Verene Voll en 1947. Se conocían desde la infancia. Era hija de un ministro metodista, al igual que la madre de Cray, y Verene trabajaba como nutricionista. Tuvieron tres hijos y se divorciaron alrededor de 1978. Más tarde se casó con Geri Harrand y tuvo un hijo y dos hijas.