سيمور كراي

في عام 1950، انضم كراي إلى شركة أبحاث الهندسة (ERA) في سانت بول، مينيسوتا . ^{[ 8 ]} تأسست ERA من مختبر سابق تابع للبحرية الأمريكية ، كان قد بنى أجهزة لفك الشفرات، وهو تقليد واصلته ERA كلما أتيحت لها فرصة العمل في هذا المجال. تعرفت ERA على تكنولوجيا الحاسوب خلال إحدى هذه الجهود، ولكنها عملت في أوقات أخرى على مجموعة واسعة من مجالات الهندسة الأساسية أيضًا.

سرعان ما أصبح كراي يُعتبر خبيرًا في تكنولوجيا الحواسيب الرقمية، لا سيما بعد عمله في تصميم جهاز ERA 1103 ، أول حاسوب علمي ناجح تجاريًا. وبقي في شركة ERA عندما استحوذت عليها شركة ريمنجتون راند ، ثم شركة سبيري في أوائل الخمسينيات. وفي شركة سبيري راند المُنشأة حديثًا ، أصبحت ERA ذراع الحوسبة العلمية لقسم UNIVAC التابع لها .

لم يعد كراي، إلى جانب ويليام نوريس ، راضياً عن شركة ERA، ثم انفصلا عنها تحت اسم Sperry Rand. وفي عام 1957، أسسا شركة جديدة، هي Control Data Corporation . ^{[ 9 ] [ 10 ]}

بحلول عام 1960، كان قد أنجز تصميم جهاز CDC 1604 ، وهو نسخة محسّنة منخفضة التكلفة من جهاز ERA 1103 ، تميّزت بأداءٍ مذهل مقارنةً بسعرها. ^{[ 11 ]} حتى مع بدء شحن جهاز CDC 1604 إلى العملاء في عام 1960، كان كراي قد انتقل بالفعل إلى تصميم أجهزة كمبيوتر أخرى. عمل أولًا على تصميم نسخة مطوّرة ( سلسلة CDC 3000 )، لكن إدارة الشركة أرادت أن تُوجّه هذه الأجهزة نحو معالجة البيانات "التجارية" للعملاء العاديين. لم يكن كراي يستمتع بالعمل على مثل هذه الأجهزة "التقليدية"، المُقيّدة بتصميم منخفض التكلفة، حتى تتمكن شركة CDC من بيع الكثير منها. كانت رغبته هي "إنتاج أكبر [أسرع] جهاز كمبيوتر في العالم". لذلك، بعد بعض أعمال التصميم الأساسية على سلسلة CDC 3000، سلّمها إلى آخرين وانتقل للعمل على جهاز CDC 6600. ومع ذلك، بدأت العديد من الميزات الخاصة بجهاز 6600 بالظهور لأول مرة في سلسلة 3000.

على الرغم من أن معالج 6600 لم يكن متطورًا من حيث المكونات، إلا أن شركة كراي بذلت جهدًا كبيرًا في تصميم الجهاز سعيًا منها لتمكينه من العمل بأقصى سرعة ممكنة. وخلافًا لمعظم المشاريع المتطورة، أدركت كراي أن الأداء لا يقتصر على سرعة المعالج فحسب، بل يجب أيضًا زيادة عرض نطاق الإدخال/الإخراج إلى أقصى حد لتجنب حرمان المعالج من البيانات اللازمة للمعالجة. وقد أشار لاحقًا إلى أن "بإمكان أي شخص بناء وحدة معالجة مركزية سريعة، لكن السر يكمن في بناء نظام سريع". ^{[ 8 ]}

كان جهاز 6600 أول حاسوب فائق تجاري، متفوقًا على جميع الحواسيب المتاحة آنذاك بفارق كبير. ورغم سعره المرتفع، لم يكن هناك أي جهاز آخر في السوق ينافسه لمن يحتاجون إلى أسرع حاسوب متوفر. ^{[ 12 ] [ 13 ]} عندما حاولت شركات أخرى (وتحديدًا IBM ) ابتكار أجهزة ذات أداء مماثل، واجهت صعوبات ( IBM 7030 Stretch ). في جهاز 6600، حلّ كراي مشكلة التصميم الحرجة المتمثلة في "المقاطعات غير الدقيقة"، ^{[ 14 ]} والتي كانت السبب الرئيسي لفشل IBM. وقد فعل ذلك باستبدال مقاطعات الإدخال/الإخراج بطلب استقصائي يصدره أحد المعالجات الطرفية العشرة، وهي عبارة عن حواسيب صغيرة مدمجة تقوم بجميع عمليات النقل من وإلى الذاكرة المركزية لجهاز 6600. بل إن جهاز CDC 7600 اللاحق حسّن ميزة السرعة بمقدار خمسة أضعاف. ^{[ 15 ]}

في عام 1963، وفي مقال نُشر في مجلة "بيزنس ويك " أعلن فيه عن جهاز CDC 6600، عبّر سيمور كراي بوضوح عن فكرة تُنسب خطأً في كثير من الأحيان إلى هيرب غروش على أنها ما يسمى بقانون غروش :

ينبغي أن تخضع أجهزة الكمبيوتر لقانون التربيع  - فعندما يتضاعف السعر، يجب أن تحصل على سرعة أكبر بأربع مرات على الأقل.

The split was fairly amicable, and when he started Cray Research in a new laboratory on the same Chippewa property a year later, Norris invested $250,000 in start-up money.^[19] Like CDC's organization, Cray R&D was based in Chippewa Falls and business headquarters were in Minneapolis. Unlike CDC, Cray's manufacturing was also in Chippewa Falls.

At first there was some question as to what exactly the new company should do. It did not seem that there would be any way for them to afford to develop a new computer, given that the now-large CDC had been unable to support more than one. When the President in charge of financing traveled to Wall Street to look for seed money, he was surprised to find that Cray's reputation was very well known. Far from struggling for some role to play in the market, Cray would find the financial world more than willing to provide all the money needed to develop a new machine.

After several years of development, their first product was released in 1976 as the Cray-1. As with earlier Cray designs, the Cray-1 made sure that the entire computer was fast, as opposed to just the processor. When it was released it easily beat almost every machine in terms of speed, including the STAR-100 that had beaten the 8600 for funding. The only machine able to perform on the same sort of level was the ILLIAC IV, a specialized one-off machine that rarely operated near its maximum performance, except on very specific tasks. In general, the Cray-1 beat anything on the market by a wide margin.

أُعير الجهاز ذو الرقم التسلسلي 001 إلى مختبر لوس ألاموس الوطني عام 1976، وفي صيف ذلك العام، بيع أول نظام كامل إلى المركز الوطني لأبحاث الغلاف الجوي (NCAR) مقابل 8.8 مليون دولار. وكانت تقديرات الشركة الأولية تشير إلى إمكانية بيع 12 جهازًا من هذا النوع، استنادًا إلى مبيعات أجهزة مماثلة من حقبة مركز السيطرة على الأمراض والوقاية منها (CDC)، لذا حُدد السعر وفقًا لذلك. وفي نهاية المطاف، بيع أكثر من 80 جهازًا من طراز Cray-1، وحققت الشركة نجاحًا ماليًا باهرًا، وأكسبته ابتكارات كراي في مجال الحواسيب العملاقة لقب "ساحر تشيبيوا فولز". ^{[ 8 ]}

لم يكن تحقيق النجاح اللاحق بالأمر الهين. فبينما كان يعمل على جهاز Cray-2 ، قدمت فرق أخرى جهاز Cray X-MP ثنائي المعالجات ، والذي حقق نجاحًا باهرًا آخر، ثم جهاز X-MP رباعي المعالجات لاحقًا. وعندما صدر جهاز Cray-2 أخيرًا بعد ست سنوات من التطوير، كان أسرع بشكل طفيف فقط من جهاز X-MP، ويعود ذلك في الغالب إلى ذاكرته الرئيسية فائقة السرعة والسعة، وبالتالي لم يُباع منه سوى عدد قليل جدًا. كان جهاز Cray-2 يعمل بتردد 250 ميجاهرتز مع مسار معالجة  عميق جدًا ، مما جعل كتابة التعليمات البرمجية عليه أصعب مقارنةً بجهاز X-MP ذي مسار المعالجة الأقصر.

مع انطلاق مشروع كراي-3 ، وجد نفسه منشغلاً مجدداً بالمهام اليومية. وللتفرغ للتصميم، ترك كراي منصب الرئيس التنفيذي لشركة كراي للأبحاث عام 1980 ليصبح متعاقداً مستقلاً. وفي عام 1988، نقل مشروع كراي-3 من تشيبيوا فولز إلى مختبر في كولورادو سبرينغز، بولاية كولورادو .

في عام ١٩٨٩، واجهت شركة كراي تكرارًا للتاريخ عندما بدأت مشاكل جهاز كراي-٣. كان تطوير نسخة مطورة من جهاز إكس-إم بي باستخدام ذاكرة عالية السرعة من جهاز كراي-٢ قيد التنفيذ، وبدا أنه يحرز تقدمًا ملحوظًا، ومرة ​​أخرى وجدت الإدارة نفسها أمام مشروعين بميزانيات محدودة. في النهاية، قررت الشركة اتباع المسار الأكثر أمانًا، فأصدرت التصميم الجديد تحت اسم كراي واي-إم بي .

شعار شركة كراي للكمبيوتر

قررت شركة كراي فصل مختبر كولورادو سبرينغز لتأسيس شركة كراي للكمبيوتر . وقد أخذت هذه الشركة الجديدة مشروع كراي-3 معها. ^{[ 20 ]}

أثبت جهاز Cray-3 بتردد 500  ميجاهرتز أنه ثاني إخفاقات كراي الكبرى. ولتحقيق الزيادة الهائلة في الأداء التي كان يطالب بها دائمًا في أحدث أجهزته، قرر كراي بناء الجهاز باستخدام أشباه موصلات زرنيخيد الغاليوم . ^{[ 21 ]} في السابق، كان كراي يتجنب استخدام أي شيء قريب من أحدث التقنيات ، مفضلًا استخدام الحلول المعروفة وتصميم جهاز سريع بناءً عليها. في هذه الحالة، كان كراي يطور كل جزء من الجهاز، حتى الرقائق الإلكترونية بداخله. ^{[ 22 ]}

ومع ذلك، تمكن الفريق من تشغيل الآلة وقام بتسليم أول نموذج لها إلى المركز الوطني لأبحاث الغلاف الجوي في 24 مايو 1993. ^{[ 23 ]}

كان الجهاز لا يزال في جوهره نموذجًا أوليًا، وكانت الشركة تستخدمه لاختبار التصميم وتصحيح أخطائه. ^{[ 24 ]} في ذلك الوقت، بدأ عدد من الحواسيب فائقة المعالجة بالتوازي بالظهور في السوق بأسعار وأداء لا يُضاهى، وهو ما لم يستطع جهاز Cray-3 مجاراته. ردّت شركة Cray بقوة، فبدأت بتصميم جهاز Cray -4 ، الذي سيعمل بسرعة 1  جيجاهرتز ويتفوق على هذه الحواسيب في الأداء، بغض النظر عن السعر.

في عام 1995، لم تُبَع أي أجهزة أخرى من طراز Cray-3، ومع انتهاء الحرب الباردة ، أصبح من غير المرجح أن يشتري أحدٌ ما يكفي من أجهزة Cray-4 لتحقيق عائد على أموال التطوير. نفدت أموال الشركة، فتقدمت بطلب إفلاس بموجب الفصل الحادي عشر في 24 مارس 1995. ^{[ 25 ]}

لطالما عارض كراي الحلول المتوازية الضخمة للحوسبة عالية السرعة، مُقدماً أسباباً عديدة تُثبت أنها لن تُضاهي كفاءة معالج واحد فائق السرعة. وقد قال مازحاً: "لو كنتَ تحرث حقلاً، فأيّهما تُفضّل: ثورين قويين أم 1024 دجاجة؟". وبحلول منتصف التسعينيات، أصبح من الصعب تبرير هذه الحجة، كما أن تقنية المُترجمات الحديثة جعلت تطوير البرامج على هذه الأجهزة لا يختلف كثيراً عن تطويرها على الأجهزة الأبسط. ^{[ 26 ]}

أسس كراي شركة جديدة، هي شركة SRC Computers ، وبدأ بتصميم جهازه الخاص ذي المعالجة المتوازية الضخمة. ركز التصميم الجديد على أداء الاتصالات والذاكرة، وهما العاملان اللذان كانا يمثلان عنق الزجاجة الذي أعاق العديد من التصاميم المتوازية. بدأ التصميم للتو عندما لقي كراي حتفه في حادث سيارة. واصلت شركة SRC Computers التطوير وتخصصت في الحوسبة القابلة لإعادة التكوين .

كثيراً ما أشار كراي إلى جانبين مهمين في فلسفته التصميمية: إزالة الحرارة، وضمان وصول جميع الإشارات التي من المفترض أن تصل إلى مكان ما في نفس الوقت في نفس الوقت بالفعل. ^{[ 27 ]}

كانت حواسيبه مزودة بأنظمة تبريد مدمجة، تمتد في نهاية المطاف إلى قنوات تبريد مصبوبة في الحواسيب المركزية وموصولة حراريًا بألواح معدنية داخل لوحات الدوائر، وإلى أنظمة مغمورة في سوائل التبريد. في قصة رواها عن نفسه، أدرك في بداية مسيرته المهنية ضرورة ربط الحواسيب بأنظمة التبريد بحيث لا تعمل الحواسيب إلا إذا كانت أنظمة التبريد تعمل. لم يخطر بباله في البداية الربط في الاتجاه المعاكس حتى أبلغه أحد العملاء أن انقطاعات التيار الكهربائي المحلية أدت إلى إيقاف تشغيل حاسوبه، لكنها أبقت نظام التبريد قيد التشغيل  - فوصلوا في الصباح ليجدوا الجهاز مغطى بالجليد.

عالج كراي مشكلة الانحراف بضمان أن يكون طول كل مسار إشارة في أجهزة الكمبيوتر اللاحقة متساوياً، بحيث تكون جميع القيم التي سيتم التعامل معها في وقت معين قيماً صحيحة. عند الحاجة، كان يُعيد توجيه المسارات ذهاباً وإياباً على لوحات الدوائر حتى الوصول إلى الطول المطلوب، واستخدم معادلات ماكسويل في تصميم اللوحات لضمان مراعاة أي تأثيرات للترددات اللاسلكية التي تُغير سرعة الإشارة وبالتالي طول المسار الكهربائي.

عندما سُئل كراي عن نوع أدوات التصميم بمساعدة الحاسوب التي كان يستخدمها لتصميم أجهزة الكمبيوتر، قال إنه كان يفضل استخدام دفاتر ورق مقاس 8 1/2 بوصة × 11 بوصة " مسطرة بشكل خفيف بقياس 1/4 بوصة " . ^{[ 28 ]}

شارك كراي في تصميم أجهزة الكمبيوتر التالية:

• ERA 1103 (1953)
• AN/USQ-17 (1958، لم يتم إنتاجه)
• CDC 1604 (1960)
• CDC 160 (1960)
• سلسلة CDC 3000 (1963)
• CDC 6600 (1964)
• CDC 7600 (1967)
• CDC 8600 (تم إلغاؤه في عام 1974)
• كراي-1 (1976)
• كراي-2 (1985)
• كراي-3 (تم إنتاج نسخة واحدة فقط، عام 1993)
• كراي-4 (ملغى)
• Cray-3/SSS (ملغى)