Cray-2

Cray-2：世界最速スーパーコンピュータの栄光と挫折

Cray-2は、1985年にクレイ・リサーチ社から発表されたベクトル型スーパーコンピュータです。NEC SX-2から世界最速の座を奪還する快挙を成し遂げましたが、その栄光は長くは続きませんでした。わずか数年後の1990年には、ETA-10Gにその座を譲ることになります。Cray-2の開発には、数々の技術的挑戦と困難が伴いました。その背景、開発、そしてリリース後の経緯を詳しく見ていきましょう。

開発の背景：Cray-1からの進化と技術的課題

Cray-1の成功を受け、開発者シーモア・クレイはすぐに後継機の開発に着手しました。しかし、大企業となったクレイ・リサーチ社での雑務に悩まされたクレイは、独立した研究所を設立。コロラド州ボルダーに新たな研究所を設立し、そこでCray-2の開発が始まりました。

開発における最大の課題は、Cray-1を凌駕する性能を実現することでした。クレイは、以前のCDC 8600で取り組んだ高密度実装による高速化を再び目指しました。CDC 8600では、高密度実装による故障率の高さという問題に直面しましたが、Cray-2では[集積回路]の活用によりこの問題の解決を目指しました。しかし、当時のIC技術ではCray-1の10倍という目標達成には至らず、依然として高密度実装によるクロック周波数の向上とプロセッサ数の増加が必要となりました。

開発：技術的難関と革新的な解決策

開発過程では、シリコン技術の進歩の限界、プロセッサと主記憶装置間の性能差の拡大といった問題に直面しました。ガリウムヒ素(GaAs)技術への期待もありましたが、実用化には至らず、シリコンベースの設計を選択せざるを得ませんでした。

プロセッサと主記憶装置間の性能差を解消するために、Cray-2は128KBの高速キャッシュメモリと、それを介してメインメモリとデータのやり取りを行う「フォアグラウンド・プロセッサ」と、高速メモリに接続された4つの「バックグラウンド・プロセッサ」という階層構造を採用しました。また、主記憶装置は同時並行的に異なる領域にアクセス可能な設計となり、プログラマは高い並列性を実現できるようになりました。

高密度実装を実現するために、Cray-2は複数の基板を三次元的に積み重ねるという革新的な設計を採用しました。しかし、これにより従来の冷却方式が不向きとなり、3Mが開発した不活性液体フロリナートを用いた液体冷却システムが導入されました。この液体冷却システムは、Cray-2の開発において重要な役割を果たしました。

リリースとその後：期待と現実の乖離

Cray-2の開発は当初の予定よりも大幅に遅れ、リリースされた1985年時点では、その性能上の優位性はメモリ容量の大きさだけに限られていました。大容量メモリ（256Mワード）は、それまでの全クレイ製品のメモリ容量を合計したよりも大きかったため、大規模なデータ処理には威力を発揮しましたが、小さなデータセットでは性能が劣るという欠点がありました。

Cray-2はアメリカ国防総省やエネルギー省を中心に、核兵器研究や海洋学などの分野で利用されましたが、軍需以外の機関、大学、企業などでも広く導入されました。後継機として開発されたCray-3は、開発上の問題から1台のみの製造に終わり、Cray-2の精神は、後のCray X1へと受け継がれていきました。Cray-2は、その革新的な技術と開発における数々の困難、そして短命に終わった栄光を通して、スーパーコンピュータの歴史に大きな足跡を残しました。

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