Войти
Серия CDC 6000 была семейством мэйнфреймов, производимых Control Data Corporation в 1960-е годы. Он состоял из компьютеров CDC 6200, CDC 6300, CDC 6400, CDC 6500, CDC 6600 и CDC 6700, которые все были чрезвычайно быстрый и эффективный для своего времени. Каждый был большим, твердотельным, универсальным цифровым компьютером, который выполнял обработку научных и коммерческих данных, а также мультипрограммирование, многопроцессорность, Удаленный ввод заданий, разделение времени и управление данными задачи под управлением операционной системы под названием SCOPE (Supervisory Контроль выполнения программы). К 1970 году также появилась ориентированная на разделение времени операционная система под названием KRONOS. Они были частью первого поколения суперкомпьютеров. 6600 был флагманом Control Data серии 6000.
компьютер CDC 6600 . Консоль дисплея показана на переднем плане, главный системный шкаф на заднем плане, с памятью / логикой / проводкой слева и посередине, а также генерацией питания / охлаждения и управлением справа. Компьютеры серии CDC 6000 состояли из четырех основных функциональных устройств:
Серия 6000 использовала «сокращенный набор команд» (RISC ) много лет назад. такой термин был изобретен и имел распределенную архитектуру.
Члены семейства различались в первую очередь количеством и типом центрального процессора (ов):
Некоторые функции и номенклатура также использовались в более ранней версии CDC 3000 серия:
Единственная в настоящее время (по состоянию на 2018 год) работающая машина серии CDC 6000, 6500, есть пчела n восстановлен Living Computers: Museum + Labs Он был построен в 1967 году и использовался Университетом Пердью до 1989 года, когда он был выведен из эксплуатации, а затем передан в собственность перед приобретением Полом Аллен для LCM + L.
Первым членом серии CDC 6000 был суперкомпьютер CDC 6600, разработанный Сеймур Крей и в Чиппева Фоллс, Висконсин. Он был представлен в сентябре 1964 года и выполнял до трех миллионов инструкций в секунду, что в три раза быстрее, чем IBM Stretch, рекордсмен по скорости за предыдущие два года. Она оставалась самой быстрой машиной в течение пяти лет, пока не была выпущена модель CDC 7600. Машина охлаждалась хладагентом фреоном.
Control Data произвела около 100 машин этого типа, продавая по цене от 6 до 10 миллионов долларов каждая.
Следующей системой, которая должна была быть представлена, была CDC 6400, поставленная в апреле 1966 года. Центральный процессор 6400 был более медленной и менее дорогой реализацией с последовательной обработкой, чем параллельные функциональные блоки 6600. Все остальные характеристики 6400 были идентичны 6600. Затем последовала машина с двумя центральными процессорами в стиле 6400, CDC 6500, разработанная главным образом Джеймсом Э. Торнтоном в октябре 1967 года. И, наконец, CDC 6700 с обоими процессорами. ЦП в стиле 6600 и ЦП в стиле 6400 были выпущены в октябре 1969 года.
Последующие варианты специальных выпусков были специально разработаны для этой серии, включая:
Во всех компьютерах серии CDC 6000 центральный процессор взаимодействует примерно с семью одновременно активными программами (заданий ), которые находятся в центральной памяти. Инструкции из этих программ считываются в регистры центрального процессора и выполняются центральным процессором через запланированные интервалы. Затем результаты возвращаются в центральную память.
Информация хранится в центральной памяти в виде слов. Длина каждого слова составляет 60 двоичных цифр (битов ). Используемые высокоэффективные механизмы управления адресом и данными позволяют перемещать слово в центральную память или из нее всего за 100 наносекунд.
Расширенное базовое хранилище (ECS) обеспечивает дополнительное хранилище памяти и расширяет мощные вычислительные возможности компьютеров серии CDC 6000. Устройство содержит чередующиеся основные банки, каждое по одному слову ECS (488 бит) и 488-битный буфер для каждого банка. Хотя она номинально медленнее, чем CM, ECS включает буфер (кеш), который в некоторых приложениях обеспечивает более высокую производительность, чем CM. Однако с более распространенным эталонным шаблоном CM все еще был быстрее.
| P | A0 | B0= 0 | |
| RA(CM) | A1 | B1 | |
| FL(CM) | A2 | B2 | |
| EM | A3 | B3 | |
| RA(ECS) | A4 | B4 | |
| FL(ECS) | A5 | B5 | |
| A6 | B6 | ||
| A7 | B7 | ||
| X0 | |||
| X1 | |||
| X2 | |||
| X3 | |||
| X4 | |||
| X5 | |||
| X6 | |||
| X7 | |||
Условные обозначения:
| |||
Центральный процессор был высокоскоростным арифметическим устройством, которое работало как рабочая лошадка компьютера. Он выполнял операции сложения, вычитания и логические операции, а также все инструкции умножения, деления, увеличения, индексации и ветвления для пользовательских программ. Обратите внимание, что в архитектуре CDC 6000 центральный процессор не выполняет никаких операций ввода / вывода (I / O). Ввод / вывод был полностью асинхронным и выполнялся периферийными процессорами.
ЦП серии 6000 содержал 24 рабочих регистра , обозначенных X0-X7, A0-A7 и B0-B7. Каждый из восьми регистров X имел длину 60 бит и использовался для большинства операций с данными - как целыми, так и с плавающей запятой. Восемь регистров B имели длину 18 бит и обычно использовались для индексации и хранения адресов. Регистр B0 был жестко запрограммирован так, чтобы всегда возвращать 0. По соглашению о программном обеспечении регистр B1 обычно был установлен в 1. (Это часто позволяло использовать инструкции вместо инструкций.) Восемь 18-битных регистров A были «связаны» с соответствующими им. Регистры X интересным образом: установка адреса в любой из регистров с A1 по A5 вызвала загрузку памяти содержимого этого адреса в соответствующие регистры X. Точно так же установка адреса в регистры A6 и A7 вызвала сохранение памяти в это место в памяти из X6 или X7. Регистры A0 и X0 не были связаны таким образом, поэтому их можно было использовать как временные регистры. Однако A0 и X0 использовались при обращении к CDC с расширенным базовым хранилищем (ECS).
Инструкции были длиной 15 или 30 бит, поэтому в 60-битном слове могло быть до четырех инструкций. 60-битное слово может содержать любую комбинацию 15-битных и 30-битных инструкций, которые помещаются в слово, но 30-битная инструкция не может быть перенесена на следующее слово. Операционные коды были длиной в шесть битов. Остальная часть инструкции представляла собой либо три трехбитовых поля регистра (два операнда и один результат), либо два регистра с 18-битной непосредственной константой. Все инструкции были «регистрируйтесь для регистрации». Например, следующий код COMPASS (язык ассемблера) загружает два значения из памяти, выполняет сложение 60-битных целых чисел, а затем сохраняет результат:
SA1 X SET REGISTER A1 TO ADDRESS OF ИКС; ЗАГРУЗКА X1 С ЭТОГО АДРЕСА SA2 Y УСТАНОВИТЬ РЕГИСТР A2 ПО АДРЕСУ Y; ЗАГРУЗКА X2 С ЭТОГО АДРЕСА IX6 X1 + X2 ДЛИННОЕ ЦЕЛОЕ ДОБАВЛЕНИЕ РЕГИСТРОВ X1 И X2, РЕЗУЛЬТАТ В X6 SA6 Z УСТАНОВИТЬ РЕГИСТР A6 ПО АДРЕСУ Z; ХРАНИЛИЩЕ X6 ПО ЭТОМ АДРЕСУ
Центральный процессор, используемый в серии CDC 6400, содержал унифицированный арифметический элемент, который выполнял одну машинную инструкцию за раз. В зависимости от типа инструкции, инструкция может занять от пяти относительно быстрых тактовых циклов (18-битная целочисленная арифметика) до 68 тактовых циклов (60-битный счетчик заполнения). CDC 6500 был идентичен 6400, но включал два идентичных процессора 6400. Таким образом, CDC 6500 может почти удвоить вычислительную производительность машины. (Но не пропускная способность ввода-вывода; она все еще ограничивалась медленностью внешних устройств ввода-вывода, обслуживаемых теми же 10 PP / 12 каналами. Но многие клиенты CDC работали над проблемами, связанными с вычислением; 6500 идеально подходил для них.)
Компьютер CDC 6600, как и CDC 6400, имеет только один центральный процессор. Однако его центральный процессор предлагал гораздо большую эффективность. Процессор был разделен на 10 отдельных функциональных блоков, каждый из которых был разработан для определенного типа работы. Все 10 функциональных блоков могут работать одновременно, каждый работает самостоятельно. Предоставляемые функциональные блоки: переход, логическое значение, сдвиг, сложение длинных целых чисел, сложение с плавающей запятой, сложение, деление с плавающей запятой, два умножителя с плавающей запятой и две единицы приращения (сложение 18-битных целых чисел). Задержки функциональных модулей находились в диапазоне от трех очень быстрых тактовых циклов (добавление приращения) до 29 тактовых циклов (деление с плавающей запятой).
Процессор 6600 может выдавать новую команду каждый такт, предполагая, что доступны различные ресурсы процессора (функциональный блок, регистр). Эти ресурсы отслеживались механизмом табло. Также поддержанию высокой скорости выдачи способствовал стек инструкций, который кэшировал содержимое восьми командных слов (32 коротких инструкции или 16 длинных инструкций или их комбинацию). Небольшие циклы могут полностью находиться внутри стека, что устраняет задержку памяти при выборке инструкций.
ЦП 6400 и 6600 имели время цикла 100 нс (10 МГц). Из-за последовательной природы ЦП 6400 его точная скорость сильно зависела от сочетания инструкций, но обычно около 1 MIPS. Добавление чисел с плавающей запятой было довольно быстрым при 11 тактовых циклах, однако умножение с плавающей запятой было очень медленным при 57 тактах. Таким образом, его скорость с плавающей запятой будет сильно зависеть от сочетания операций и может быть менее 200 kFLOPS. 6600, конечно, был намного быстрее. При хорошем планировании инструкций компилятора машина могла бы приблизиться к своему теоретическому пику в 10 MIPS. Для сложения с плавающей запятой потребовалось четыре такта, а для умножения с плавающей запятой потребовалось 10 тактов (но было два функциональных модуля умножения, поэтому две операции могли обрабатываться одновременно). Таким образом, 6600 может иметь пиковую скорость с плавающей запятой 2 -3 MFLOPS.
Компьютер CDC 6700 сочетает в себе лучшие характеристики трех других компьютеров. Как и CDC 6500, в нем было два центральных процессора. Один из них - центральный процессор CDC 6400 / CDC 6500 с унифицированной арифметической секцией; второй - более производительный центральный процессор CDC 6600. Это сочетание сделало CDC 6700 самым быстрым и самым мощным из серии CDC 6000.
| серия 6000. Компьютер | Ввод / вывод. Каналы | Периферийные. Процессоры | Центральные. Память | Центральный процессор | |
|---|---|---|---|---|---|
| Работа. Регистры | Функциональный блок | ||||
| CDC 6400 | 12 | 10 | 1 | 24 | Унифицированная арифметическая секция |
| CDC 6500 | 12 | 10 | 1 | 24 | Унифицированная арифметическая секция |
| 24 | Унифицированная арифметическая секция | ||||
| CDC 6600 | 12 | 10 | 1 | 24 | Сложение, умножение (2x), деление, длинное сложение, сдвиг, логическое значение, приращение (2x), ветвление |
| CDC 6700 | 12 | 10 | 1 | 24 | Unified Арифметический раздел |
| 24 | Сложение, Умножение (2x), Разделение, Длинное сложение, Сдвиг, Логическое значение, Приращение (2x), Ветвление | ||||
Центральный процессор разделяет доступ к центральной памяти с максимум десятью периферийные процессоры (ПП). Каждый периферийный процессор представляет собой отдельный компьютер с собственной памятью 1 мкс, содержащей 4К слов, каждое по 12 бит. (Они были чем-то похожи на миникомпьютеры CDC 160A, разделяя длину 12-битного слова и части набора команд.)
Хотя PP были разработаны как интерфейс для 12 I / O каналы, части операционной системы Chippewa (COS) и производные от нее системы, например, SCOPE, MACE, KRONOS, NOS и NOS / BE, запущенные на PP. Только PP имеют доступ к каналам и могут выполнять ввод / вывод: передачу информации между центральной памятью и периферийными устройствами, такими как диски и магнитные ленты. Они освобождают центральный процессор от всех задач ввода / вывода, так что он может выполнять вычисления, в то время как периферийные процессоры заняты вводом / выводом и функциями операционной системы. Эта функция способствует быстрой общей обработке пользовательских программ. Большая часть операционной системы работала на PP, таким образом, полная мощность центрального процессора оставалась доступной для пользовательских программ.
Каждый периферийный процессор может складывать, вычитать и выполнять логические операции. Специальные инструкции осуществляют передачу данных между памятью процессора и, по каналам, периферийными устройствами со скоростью до 1 мкс на слово. Периферийные процессоры совместно реализованы как цилиндрический процессор . Каждый выполняет процедуры независимо от других. Они являются слабым предшественником управления шиной или прямого доступа к памяти..
В инструкциях использовался 6-битный операционный код, поэтому для операнда оставалось только 6 бит. Также можно было объединить 12 битов следующего слова, чтобы сформировать 18-битный адрес (размер, необходимый для доступа ко всем 131 072 словам центральной памяти).
Для ввода или вывода, каждый периферийный процессор обращается к периферийному устройству по каналу связи, называемому каналом данных. К каждому каналу данных можно подключить одно периферийное устройство; однако канал можно модифицировать с помощью оборудования для обслуживания более чем одного устройства.
Каждый периферийный процессор может обмениваться данными с любым периферийным устройством, если другой периферийный процессор не использует канал данных, подключенный к этому устройству. Другими словами, только один периферийный процессор одновременно может использовать конкретный канал данных.
Консоль для CDC 6600 Помимо обмена данными между периферийными устройствами и периферийными процессорами, существует связь между оператором компьютера и операционной системой. Это стало возможным благодаря компьютерной консоли, которая имела два экрана CRT.
Эта консоль с дисплеем существенно отличалась от обычных компьютерных консолей того времени, которые содержали сотни мигающих лампочек и переключателей для каждого бита состояния в машине. (См. Пример на передней панели.) Для сравнения, консоль серии 6000 имела элегантный дизайн: простой, быстрый и надежный.
Экраны консоли были каллиграфическими, а не растровыми. Аналоговая схема управляла электронными лучами, чтобы нарисовать отдельные символы на экране. Один из периферийных процессоров запускал специальную программу под названием «DSD» (Dynamic System Display), которая управляла консолью. Кодирование в DSD должно было быть быстрым, поскольку требовалось постоянно перерисовывать экран достаточно быстро, чтобы избежать видимого мерцания.
DSD отображает информацию о системе и выполняемых заданиях. Консоль также включала клавиатуру, с помощью которой оператор мог вводить запросы на изменение сохраненных программ и отображать информацию о заданиях, находящихся в стадии выполнения или ожидающих выполнения.
Вызываемый полноэкранный редактор (после нажатия клавиши IBM модель 026 , с первым символом, сделанным буквенным из-за ограничений операционной системы), может быть запущен на консоли оператора. Он появился в 1967 году, что сделало его одним из первых полноэкранных редакторов. (К сожалению, CDC потребовалось еще 15 лет, чтобы предложить FSE, полноэкранный редактор для обычных пользователей с разделением времени в сетевой операционной системе CDC.)
Также было множество игр написанные с помощью консоли оператора. К ним относятся BAT (игра в бейсбол), KAL (калейдоскоп ), DOG (Снупи летает на своей собачьей будке по экранам), ADC (Энди Кэпп шагает по экраны), EYE (превратили экраны в гигантские глазные яблоки, а затем подмигнули им), PAC (игра, похожая на Pac-Man ), симулятор лунного посадочного модуля и многое другое.
Минимальные аппаратные требования компьютерной системы серии CDC 6000 состояли из компьютера, включая 32 768 слов центральной памяти, любую комбинацию дисков, дисковых пакетов или барабанов для обеспечения Запоминающее устройство на 24 миллиона символов, устройство чтения перфокарт , перфокарт, принтер с контроллерами и два 7-дорожечных магнитных ленты.
Более крупные системы можно получить, включив дополнительное оборудование, такое как дополнительная центральная память, расширенное основное хранилище (ECS), дополнительные дисковые или барабанные блоки, устройства чтения карт, перфораторы, принтеры и ленточные накопители. Также были доступны графические плоттеры и записывающие устройства для микрофильмов.
CDC 6600 был флагманом. CDC 6400 был более медленным процессором с меньшей производительностью, который стоил значительно дешевле.
CDC 6500 был двухпроцессорным 6400, с двумя процессорами, но только с одним набором PP для ввода-вывода, предназначенный для решения проблем, связанных с ограничениями вычислительных ресурсов. CDC 6700 также был двухпроцессорным, но имел один 6600 ЦП и один ЦП 6400. CDC 6415 был еще дешевле и медленнее; у него был процессор 6400, но было доступно только семь, восемь или девять PPU вместо обычных десяти. CDC 6416 был обновлением, которое можно было добавить к машине серии 6000; он добавил дополнительный банк PPU, что дало в общей сложности 20 PPU и 24 канала, предназначенных для значительного улучшения производительности ввода / вывода.
CDC 6600 был флагманом mainframe суперкомпьютером из серии 6000 компьютерных систем, производимых Control Data Corporation. Обычно считается первым успешным суперкомпьютером , он в три раза превзошел своего самого быстрого предшественника IBM 7030 Stretch. Обладая производительностью до трех мегафлопс, CDC 6600, из которых было продано около 100, был самым быстрым компьютером в мире с 1964 по 1969 год, когда он уступил этот статус своему преемнику, CDC 7600.
CDC 6600 предвосхитил философию проектирования RISC и, что необычно, использовал представление целых чисел с дополнением единиц. Его преемники продолжали архитектурную традицию более 30 лет до конца 1980-х годов и были последними микросхемами, разработанными с использованием целых чисел с дополнением до единицы.
CDC 6600 также был первым широко распространенным компьютером, включающим Load – store_architecture с записью в его адресные регистры, запускающей загрузку памяти или сохранение данных из его регистров данных.
Первые CDC 6600 были доставлены в 1965 году в Ливерморскую и Лос-Аламосскую национальные лаборатории (находящиеся под управлением Калифорнийского университета). Серийный номер 4 был отправлен в Курантский институт математических наук Курантский институт в Нью-Йоркском университете в Гринвич-Виллидж, Нью-Йорк. Первая поставка за пределы США была доставлена в лабораторию CERN недалеко от Женевы, Швейцария, где она была использована для анализа двух-трех миллионов фотографий пузыря. -камера отслеживает, что эксперименты ЦЕРН производили каждый год. В 1966 году еще один CDC 6600 был доставлен в Радиационную лабораторию Лоуренса, часть Калифорнийского университета в Беркли, где он использовался для анализа ядерных событий, сфотографированных внутри пузырьковой камеры Альвареса.. Техасский университет в Остине поставил один для факультетов компьютерных наук и математики и установил его под землей в главном кампусе, на склоне холма с одной открытой стороной, для эффективного охлаждения.
CDC 6600 демонстрируется в Музее компьютерной истории в Маунтин-Вью, Калифорния.
The CDC 6400, входящий в серию CDC 6000, был мэйнфреймом, произведенным Control Data Corporation в 1960-х годах. Центральный процессор был архитектурно совместим с CDC 6600. В отличие от 6600, у которого было 10 параллельных функциональных блоков, которые могли работать с несколькими инструкциями одновременно, 6400 имел унифицированный арифметический блок, который мог работать только с одной инструкцией за раз. Это привело к более медленному и низкопроизводительному процессору, но по значительно меньшей цене. Память, периферийный процессор на основе ввода / вывода (I / O) и периферийные устройства в остальном были идентичны 6600.
В 1966 году Вычислительный центр (немецкий : Rechenzentrum) из RWTH Ахенского университета приобрел CDC 6400, первый суперкомпьютер Control Data в Германии и второй в Европа после Европейской организации ядерных исследований (CERN). Он также обслуживал весь университет 64 удаленными телефонными линиями телетайпами (TTY), пока в 1976 году не был заменен компьютером CDC Cyber 175.
Консоль оператора CDC 6400 с четыре блока памяти на магнитной ленте на заднем плане с блоком управления магнитной лентой перед ними в Rechenzentrum (Компьютерный центр) RWTH Aachen University, Германия (1970).
Запоминающие устройства с семью дорожками на магнитной ленте (CDC 604) в Rechenzentrum (Компьютерный центр) RWTH Ахенского университета, Германия (1970)
CDC 6400, используемые ВМС США
 Открытые панели CDC 6500 проходят реставрацию в Living Computers: Museum + Labs в Сиэтле. | |
| Разработчик | Seymour Cray |
|---|---|
| Производитель | Control Data Corporation |
| Семейство продуктов | Серия CDC 6000 |
| Тип | Суперкомпьютер |
| Дата выпуска | 1967 (1967) |
| Начальная цена | 8 миллионов долларов ~ эквивалент 65 948 498 долларов в 2019 году |
| Операционная система | ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ, NOS |
| ЦП | Dual 6400, до 40 МГц |
| Память | 65 000 60-битных слов |
| Дисплей | DD60 |
| Масса | от 10 000 фунтов (5,0 коротких тонн; 4,5 т). |
| Предшественник | IBM 7030 Stretch |
| Преемник | CDC 7600 |
CDC 6500 с двойным процессором 6400, является третьим суперкомпьютером в серии 6000, производимым компанией Control Data Corporation и разработан суперкомпьютером пионером Сеймуром Крэем. Первый 6500 был анонсирован в 1964 году и был поставлен в 1967 году.
Он включает двенадцать различных независимых компьютеров. Десять - это периферийные и управляющие процессоры, каждый из которых имеет отдельную память и может запускать программы отдельно друг от друга и от двух центральных процессоров 6400. Вместо воздушного охлаждения он имеет систему жидкостного охлаждения, и каждый из трех отсеков компьютера имеет собственное охлаждающее устройство.
Системы CDC 6500 были установлены по адресу:
CDC 6500 (справа) и другое оборудование
Подробное изображение CDC 6500 на LCM + L
Подробное изображение CDC 6500 в LCM + L
Состоящий из 6600 и 6400, CDC 6700 был самым мощным из серии 6000.
