コンピュータアーキテクチャの話(397) Cray Y-MPのシリーズ機と廉価版「Cray Y-MP EL」

廉価版のCray Y-MP EL

Crayは1990年にSupertek ComputersというCMOSプロセサを作っている会社を買収し、CMOS技術を手に入れた。そして、1992年にはSupertekの技術を利用した「Cray Y-MP EL」がリリースされた。ELはEntry Levelの意味である。このモデルはY-MPと同じアーキテクチャを持っているが、論理回路はECLではなく、CMOSで作られている。

CMOSはECLに比べると、圧倒的に消費電力が少なく、空冷で冷やすことが可能であった。しかし、クロックは15nsとModel Eの6nsの2.5倍の周期であった。

そして、IOサブシステムはY-MPとは完全に異なるVMEバスベースのものに置き換わっている。

Y-MP ELは最大4プロセサ構成をとることができたが、Y-MP Model Eと比べるとプロセサ数は半分、クロックは0.4倍であり、1/5の性能となっている。これは大量の計算を行う場合は5倍の計算時間が掛かるが、価格/性能ではY-MP ELの方が安かった。

このため、それほど計算時間が長くない計算を行うユーザはELを買う方が安上がりであるし、大規模計算を行うユーザでも、プログラムを開発してデバグしている時には、それほど高い計算性能は必要なく、プログラム互換のY-MP ELを使う方が安上がりであるというメリットがあった。

Cray C90

Cray Researchは、Y-MPのシリーズの一環として、1991年に「Y-MP C90」というマシンをリリースした。Y-MP C90には、C92A、C94A、C94、C98、C916というモデルが作られた。

C9の次の数字はベクタプロセサの数であり、2プロセサから16プロセサのモデルがあるという品揃えとなっている。Aがついているモデルは空冷(Air Cooled)であり、発熱の少ない2プロセサと4プロセサの構成は何とか空冷が可能であったようである。

なお、このマシンは、当初はCray Y-MP C90と呼ばれたが、後にはY-MPが取れて、Cray C90と呼ばれるようになった。

Cray C-90の最大の構成であるC916の筐体は、図1.58のような、円筒に3枚の羽根がついた形になっている。なお、C98とC94は羽根が2枚、C92は羽根が1枚になっている。そして、空冷のC94A、C92Aは直方体の筐体に、小さな円筒が付くという異なる筐体になっている。

図1.58A C90の16CPUモデルであるC916の外観 (出典:Cray ResearchのC916カタログ)
図1.58B C916の筐体を上から見た図 (出典:Cray ResearchのC916カタログ)

図1.59はC916システム全体のブロックダイアグラムである。図の中段にMainframeと書かれたベクタプロセサがあり、その右側にIOS-Eと書かれたI/Oプロセサがある。ベクタプロセサは最大16台のプロセサを持つことができ、I/Oプロセサは最大8台である。

そして、図の下側にはOperator Workstation Model Eと書かれたブロックがあり、ここに、オペレータコンソールや、ディスク、テープ、プリンタなどのI/Oデバイスが接続される。図の上側にはオプションの高速のSSD(Solid State Disk)が接続できるようになっている。

図1.59 C916システム全体のブロックダイアグラム。メインフレームとIOSと書かれたI/Oプロセサが中央に描かれ、上にSSD、下にオペレータワークステーションが描かれている

図1.60は、C916の冷却系を示す図であるが、メインフレーム筐体の3つの羽根の内の1つだけがロジックで、残りの2つの羽根は電源と書かれている。そして、メインフレーム筐体には、2つの熱交換ユニットから冷たい絶縁性の液体であるフロリナートが供給される。メインフレームを冷却して温まったフロリナートはHEU-C90と書かれたユニットの冷凍機で冷やされて熱交換ユニットに戻る。冷凍機の排熱はRCUと書かれたユニットで、冷たい水で冷却されて循環するという方式で冷却されている。

IOS-EやSSD-Eも同じ冷却法であるが、こちらは直方体に近い筐体で、熱交換ユニットは1個だけで冷却されている