Cray-2
Cray-1の成功と同時に、シーモア・クレイは直ちにその後継機の設計に入った。1979年、大企業となったクレイ・リサーチの中で彼は絶え間ない雑事の割り込みに悩まされ、以前にもあったように管理職を辞任して新たな研究所を設立することにした。ミネアポリスのCDCからウィスコンシン州チペワ・フォールズに移ったときと同様、クレイ社の上層部は彼の要望を理解し、コロラド州ボルダーの新たな研究所開設をサポートした。この新たなCray Labsで独立コンサルタントとして働きつつ、彼はチームをまとめて完全に新しい設計に取り組み始めた。この研究所は後に閉鎖され、10年後にコロラドスプリングスに新たな研究所が開設されることになる。
クレイは以前に高速化に関して3つの改良を同時に行うという問題に取り組んだことがある。(1)機能ユニット数を増やして並列性を増し、(2)高密度実装によって信号遅延を短くし、(3)各コンポーネントを高速化することによって全体のクロックを高速化する。このような設計の典型例としてCDC 8600がある。ECL技術で高速化した4台のCDC 7600を1m四方のサイズに詰め込み、8ナノ秒のサイクル時間(125MHz)で駆動した。しかし、このサイクル時間を達成するために必要な高密度実装のせいで、マシンは頻繁にダウンした。回路基板が稠密に実装されたため、一つのトランジスタの誤動作がモジュール全体の障害を引き起こし、基板上のトランジスタ数が多いために全体としての故障率が極めて高くなってしまったのである。
Cray-2 ではICを目一杯実装した大型の回路基板を使うよう設計された。そのため、半田付けが極めて困難となったが、実装密度は性能目標を達成するにはまだ不十分であった。チームはこの設計問題に関して二年間働き、誰もがシーモア・クレイが「あきらめた」と言ってプロジェクトを中止して全員をクビにしてくれないだろうかと思い始めた。レス・デイビス(シーモア・クレイの以前の設計協力者でクレイ社本部にいた)は、この問題の優先順位を低くすることを決めた。いくつかの小さな人員移動の後、チームは以前のように作業を続行した。
6ヶ月後、クレイは解決策を得た。彼は主要な技術者を集めて会議を開き、問題の新しい解決策を見せた。大きなひとつの回路基板ではなく、8枚のカードを三次元的に積み重ね、それらの間をピン(pogo とか z-pin と呼ばれる)で縦に繋ぐのである。カードは互いに接するように実装されたので、高さはわずか3インチ程度だった。しかし、この実装密度では従来の冷却方式が全く使い物にならない。ICの周囲に空気が流れる隙間がほとんどなかった。代わりにシステム全体を3Mが開発した新しい不活性液体フロリナート (Fluorinert) のタンクに浸すことになった。液体は熱せられると筐体の上部に上がっていくので、ポンプで蒸発冷却を使った別の装置に送り込み、冷却した後で再度コンピュータ側の筐体に戻す。この新しい設計が開始されたのは1982年であり、最初の設計開始から数年が経っていた。