

📸 Seymour Cray posiert neben dem Cray-1. (Quelle: Minnesota Star Tribune)

📸 EIN CRAY-1 IM MAGNETIC FUSION ENERGY COMPUTER CENTER (Quelle: Energieministerium)
Fortschritte in der Computertechnik sind stets eine Frage der Miniaturisierung. Daten, für deren Verarbeitung früher ein Computer in Autogröße nötig war, können heute auf einem System mit einem Bruchteil der Größe und in einem Bruchteil der Zeit verarbeitet werden. Neue Maschinen stellen ihre Vorgänger natürlich in den Schatten, doch gibt es dennoch bestimmte Meilensteine, die den Weg von den ersten Supercomputern bis zu den heutigen Maschinen markieren. Bei seiner Fertigstellung im Jahr 1975 war der Cray-1 der schnellste Supercomputer der Welt. Seine 96 Kilometer gewickelten Drähte verarbeiteten Daten zehnmal effizienter als sein nächster Konkurrent.
Passend zu einer solch revolutionären Maschine war der Namensgeber von Cray-1 eine Legende in der Welt der frühen Digitalcomputer. Seymour Cray, ein Codeknacker aus dem Zweiten Weltkrieg, arbeitete für mehrere renommierte Computerfirmen und gründete schließlich 1957 die Control Data Corporation mit Sitz in Bloomington, Minnesota. Unzufrieden mit der Einmischung des Managements spaltete sich Cray erneut ab und gründete Cray Research. Dieses neue Unternehmen verzichtete auf die Methoden der Vergangenheit und basierte auf vier Hauptprinzipien: Einfachheit, Größe, Disziplin und Kühlung.


📸 Ein Cray-1 mit seinen 60 Meilen freiliegenden Kabeln (Quelle: Computer History Museum)
Die Trennung von der Control Data Corporation war unter anderem durch Crays Forderung nach absoluter Privatsphäre und Ruhe bei der Arbeit an seinen Entwürfen notwendig geworden. Crays Exzentrizitäten kannten scheinbar keine Grenzen. Aus Angst vor einem Atomkrieg baute er sein CDC-Labor in seiner Heimatstadt Chippewa Falls, Wisconsin. Später arbeitete er in einer Hütte. In seiner Freizeit grub Cray einen riesigen Tunnel unter seinem Haus, komplett mit einem Periskop, und scherzte, die Elfen im Tunnel würden ihm bei allen Computerproblemen helfen. Wie Cray selbst einmal sagte: „Ich bin oben in den Wäldern von Wisconsin, und dort leben Elfen. Wenn sie mich gehen sehen, kommen sie in mein Büro und lösen alle meine Probleme. Dann gehe ich wieder hoch und arbeite weiter.“
Diese Exzentrizitäten trugen dazu bei, Cray einen geheimnisvollen Ruf zu verleihen, der ihm von großem Nutzen war. Der Mann konnte Vertrauen und Hingabe wecken, und viele Informatiker folgten ihm vom CDC in sein neues Unternehmen. Von dort aus konzentrierten sie sich auf eine recht einfache Aufgabe: den schnellsten Computer der Welt zu bauen und neue Wege dafür zu finden. Frühere Versuche, einen brauchbaren Supercomputer zu entwickeln, erforderten den Einsatz unglaublich komplexer integrierter Schaltkreise. Der Cray-1 hingegen verwendete nur drei verschiedene Typen integrierter Schaltkreise, was die Architektur erheblich vereinfachte.
Mein Leitprinzip war Einfachheit. Ich glaube, dafür gibt es einen Ausdruck: Nichts Unnötiges einbauen. Viele andere Unternehmen hingegen haben damals und noch Jahre danach allen erdenklichen Schnickschnack eingebaut. Erst viel später kam der Begriff „RISC“ auf, der „Zurück zu den Grundlagen“ bedeutet: Mach es so einfach wie möglich. Ich dachte immer, ich wäre ein RISC-Fan, obwohl ich den Namen nicht kannte.“ – Seymour Cray, Interview 1995

📸 CRAY-1-GEHÄUSEDESIGN AUS DEM PATENT VON SEYMOUR CRAY AUS DEM JAHR 1978.
Crays Verwendung integrierter Schaltkreise für die neue Maschine war merkwürdig. Sie waren zwar keine neue Erfindung, da sie bereits 1966 günstig erhältlich waren, aber sie bildeten einen Kerngedanken von Crays Designphilosophie. Er legte Wert darauf, Innovationen stets hinterherzuhinken und es vorzuziehen, dass andere für ihn scheiterten. Obwohl er, wann immer möglich, ältere Technologien einsetzte, waren die Anforderungen an das System immer noch extrem. Zur Kühlung zirkulierte Freon durch Edelstahlrohre, die zwischen vertikalen Aluminiumkeilen zwischen den Leiterplattenstapeln befestigt waren. Die Maschinen erhitzten sich so stark, dass sie Jahre später während eines kalten Winters in Minnesota zum Heizen einer Cray-Anlage eingesetzt wurden.
Das Endergebnis war ein Supercomputer, der schneller war als jedes zuvor gebaute System. Der Cray-1 war so fortschrittlich, dass es zu einem Bieterkrieg zwischen dem Energieministerium und dem Lawrence Livermore National Laboratory um die erste Maschine vom Band, genannt Serial One, kam. Damit war der Cray-1 der erste kommerziell erfolgreiche Supercomputer und begründete die Legende von Cray Research. Das System belebte die schwächelnde Supercomputer-Industrie neu und fand Anklang bei Organisationen wie der NSA und anderen Regierungsbehörden, wo es während des Kalten Krieges als Werkzeug eingesetzt wurde.


📸 Der fertige Cray-1.
Der ikonische Look des Cray-1 ist mehr als nur die Ästhetik der 1970er Jahre. Alles wurde durchdacht, um Leistungsvorteile zu erzielen. Das säulenförmige Design des Gehäuses ermöglichte es Cray, den Verkabelungsaufwand zwischen den Prozessorstapeln zu minimieren, während die Polster, die das Gerät umgeben, die enormen Netzteile am Fuß jedes Turms abdeckten. Sein Nachfolger, der Cray-2, verfügte über sein berühmtes „Wasserfall“-Kühlsystem.
Jahre später, 1988, konzentrierte sich Cray auf den Cray-3, die nächste Evolutionsstufe seines Computersystems. Diese Maschine sollte Schaltkreise aus Galliumarsenid nutzen, die theoretisch einen effizienteren und damit kühleren Betrieb ermöglichen sollten. Im Supercomputing war der Erfolg jedoch begrenzt. Aus Angst vor einem kostspieligen Misserfolg machten die Manager von Cray Research einen Vorschlag: Cray könnte seine Arbeit fortsetzen, allerdings als eigenständiges Unternehmen, die Cray Computer Corporation. Zum zweiten Mal trennte sich Cray von einem Unternehmen, das er gegründet hatte, um seinen Traum zu verwirklichen.
Obwohl sich sein Galliumarsenid-Gag auszahlte, versiegte mit dem Ende des Kalten Krieges die Nachfrage nach Supercomputern, und das CCC schloss seine Pforten. Cray war gerade dabei, ein neues Unternehmen aufzubauen, als er 1996 im Alter von 71 Jahren bei einem Autounfall starb. Damit beraubte er die Welt vieler Innovationen, die er zweifellos geschaffen hätte. Obwohl seine Geschichte tragisch endet, revolutionierten die von Cray gebauten Maschinen eine Branche – den gemeinsamen Vorfahren aller heutigen Supercomputer.
Erster Supercomputer Cray-1
























Erster Supercomputer Cray-1
Weitere Informationen
Cray, Seymour. Live-Präsentation im Los Alamos National Lab (LANL), 1976. https://www.youtube.com/watch?v=vtOA1vuoDgQ
Murray, Charles J. und Arthur L. Norberg. Die Supermänner: Die Geschichte von Seymour Cray und den technischen Zauberern hinter dem Supercomputer. Wiley, 1997.
Igarashi, Yoshihide, et al. Computing: Eine historische und technische Perspektive. CRC Press, 2014.