Cray X-MP

Cray X-MPは、クレイ・リサーチ社が設計・製造・販売したスーパーコンピュータである。1975年のCray-1の後継として1982年にリリースされ、1983年から1985年にかけて世界最高速のコンピュータであった。主要設計者はスティーブ・チェン。

 詳細 
Cray-1からの主な改良点は、クレイ・リサーチ初の共有メモリ型並列ベクトル計算機だという点である。主筐体に2個のCPUを格納しており、外観は Cray-1 の蹄鉄型のデザインを踏襲している。

プロセッサのクロックは105MHz（1サイクル9.5ナノ秒）である（Cray-1Aでは12.5ns）。バイポーラゲートアレイ集積回路 (IC) で構成されており、個々のICは16個のECLゲートを集積している。CPUアーキテクチャは Cray-1 とよく似ているが、メモリ帯域幅が改善されており（リードポート2個とライトポート1個）、chaining サポート（Cray-1を参照）も強化されている。理論的なピーク性能は1CPU当たり 200 MFLOPSで、システムのピーク性能は400MFLOPSであるCray Research, Inc. (1985). "The Cray X-MP Series of Computer Systems".。

X-MPは当初、200万ワード（1ワードは64ビットで、16MB）の主記憶を16バンクに分けてサポートしていた。メモリ帯域幅はCray-1から大幅に改善された。Cray-1ではリードポートとライトポートが1つずつだったが、X-MPではリードポートが2つになっており、I/O専用ポートも別に設けている。主記憶は4Kビットのバイポーラ SRAM IC で構成されている。CMOSメモリ版の Cray-1M は Cray X-MP/1s と改称された。この構成は当初、クレイ・リサーチでのUNIX移植に使われた。

1984年、X-MPの改良モデルが発表となり、プロセッサ数は1/2/4、メモリ容量は400万ワード/800万ワードという構成の機種が登場した。最上位機種 X-MP/48 は4CPUで理論上のピーク性能は800MFLOPSを越え、メモリ容量は800万ワードである。これら機種のCPUはgather/scatter方式のメモリ参照命令を導入している。最大主記憶容量は1600万ワードまでとなり、実際に搭載可能なメモリ容量は機種によって異なる。SRAMメモリチップも機種によってバイポーラまたはMOSを採用している。

システムは当初、独自の Cray Operating System (COS) を搭載し、Cray-1とオブジェクトコードレベルで互換性を保っていた。UNIX System V から派生した CX-OS は最終的に UniCOS となり、ゲストオペレーティングシステム機能として実行した。1986年以降 UniCOS は主OSとなった。DOEは標準のOSではなく Cray Time Sharing System を採用した。Cray-1とX-MPはほぼ完全互換なので、その他のソフトウェアについては、Cray-1のソフトウェアの節を参照。

 EAシリーズ 
1986年、クレイ・リサーチは X-MP Extended Architecture シリーズを発表。EAシリーズのCPUはクロック周波数が117MHz（8.5ナノ秒）となり、およびゲートアレイICで構成されている。EAシリーズではアドレスレジスタ（AとB）を32ビットに拡幅し、理論上20億ワードまで扱えるようにしている。実際の最大構成は6400万ワードの MOS SRAM を64バンクで構成したものだった。互換性のため24ビットアドレッシングもサポートしており、Cray-1や従来のX-MP向けの既存ソフトウェアを実行可能である。EAシリーズのCPUのピーク性能は234MFLOPSで、4CPU構成のシステムのピーク性能は942MFLOPSとなった。

 I/Oサブシステム 
I/Oサブシステムは2つから4つのI/Oプロセッサを搭載でき、合計で2台から32台のディスクユニットを接続できる。DD-39とDD-49というハードディスク装置は、容量1.2GBで転送レートはそれぞれ5.9MB/sと9.8MB/sである。オプションのソリッドステートドライブは、256/512/1024MBの容量で転送レートはチャネル当たり100から1,000MB/sである。

 価格 
1984年時点のX-MP/48は1500万ドルで、ディスク装置の価格は含まない。1985年、ベル研究所は Cray X-MP/24 を1050万ドル、8台のDD-49を100万ドルで購入した。その際、Cray-1を下取りに出し、150万ドルで買い取ってもらっている。1987年、本田技術研究所は Cray X-MP/12 を700万ドル（10億5000万円）で購入した「スーパーコンピューター、本田、米クレイ社製購入―新車開発実験などに採用」『日本経済新聞』 1987年1月30日朝刊、9面。。

 日本での導入実績 
日本ではX-MPシリーズは少なくとも以下の企業に導入されている。
 NTT 基礎研究所 - X-MP/22「NTT、2台目購入、米クレイ社からスーパー電算機。」『日本経済新聞』 1985年9月28日朝刊、8面。、X-MP/1
 東芝 - X-MP/22「東芝、米クレイから購入―スーパーコン、日本で今年5台目」『日本経済新聞』 1989年9月26日朝刊、10面。
 日産自動車 宇宙航空部門 - X-MP/11「日産、クレイにスーパー電算機発注―米の批判回避狙う。」『日本経済新聞』 1985年5月15日夕刊、1面。
 本田技術研究所 - X-MP/12
 センチュリ リサーチ センタ - X-MP/18「日本クレイ 急激な伸び、スーパー電算機、官公庁などの需要高まる。」『日経産業新聞』 1987年9月25日、9面。
 リクルート - X-MP/216

 イメージ・ギャラリー 

 後継機種 
完全新規設計のCray-2は1985年に登場した。全く異なったコンパクトな4プロセッサ設計で、主記憶容量は512Mバイトから4Gバイトであった。性能は500MFLOPSと言われたが、メモリのレイテンシが大きかったために計算の種類によってはX-MPよりも遅かった。

X-MPの直接の後継である Cray Y-MP シリーズは1988年から登場した。設計に目新しい点はなく、最大 8個の改良されたプロセッサを接続できるようにX-MPを進化させたものである。実装面では16ゲートのECLゲートアレイICからVLSIに集積度を向上させている。

 ポップカルチャーにおけるX-MP 
 トム・クランシーの『レッド・オクトーバーを追え!』では、アメリカ空軍の X-MP を使って潜水艦レッド・オクトーバーの性能と音響特性を計算する設定になっていた。
 映画『トロン』には、X-MPが見えるシーンがある。また、エンドロールで "Supercomputer" として Cray X-MP がクレジットされている。
 映画『スター・ファイター』では、3DCGのレンダリングにX-MPを使っているOhio State University CG history page。
 マイクル・クライトンの小説『ジュラシック・パーク』では、パークのコンピュータとして Cray X-MP を3台使用している設定となっていた。

 関連項目 
 リクルート事件

 脚注 

 参考文献 

 Keith Robbins and S. Robbins (1989) Lecture Notes in Computer Science: The Cray X-MP/Model 24 Springer ISBN 3-540-97089-4

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