داستان ساخت سریع‌ترین ابررایانه دهه 60 میلادی

به گزارش جام جم کلیک ، روی دیگر این سکه که کمتر درباره‌ آن صحبت می‌شود شامل کلماتی چون ضرر، اخراج، سقوط و شکست است. کلماتی که با وجود بار منفی، در صنعت فناوری اطلاعات وزنی بیشتر از کلمات مثبت متناظرشان دارد. کافی است نگاهی به درصد بالای پروژه‌های شکست‌خورده، استارت‌آپ‌های ناموفق و شرکت‌های ضررده بیندازیم. با این حال، در میان این شکست‌ها نباید مفهوم «شکست رو به جلو» را فراموش کنیم. شکست می‌تواند مثبت باشد، به شرطی که از آن درس بگیریم.

ابررایانه پیچیده دنیا

کمتر کسی با حداقل اطلاعات از دنیای رایانه وجود دارد که نام IBM را نشنیده باشد. یکی از بزرگ‌ترین و قدیمی‌ترین شرکت‌های رایانه‌ای که فهرستی از مهم‌ترین و تاثیرگذارترین پروژه‌های این صنعت در آن اجرا شده و می‌شود. یکی از این پروژه‌های بسیار مهم،‌ Stretch بود. طرح‌ ساخت سریع‌ و پیچیده‌ترین ابررایانه جهان در دهه 60 میلادی؛ ابررایانه Stretch بود؛ پروژه‌ای که در عین اهمیت بالایش در تاریخ رایانه، از آن به‌عنوان یکی از بزرگ‌ترین شکست‌های فناوری اطلاعات یاد می‌شود! اما آیا واقعا این‌گونه بود؟

کمی به عقب برگردیم. در سال 1954 دانشمندی به نام استفن دانوِل (Stephen Dunwell) و همکارش شروع به نوشتن مجموعه‌ای از یادداشت‌ها در مورد سیستمی مفهومی کردند که نامش را «دیتاترون» (Datatron) گذاشته بودند. این سیستم قرار بود جایگزینی برای رایانه‌های مدل 704 و 705 باشد که کمی پس از آن تولید شدند. حجم زیادی از این یادداشت‌ها درباره‌ نکات فنی بود، اما یکی از آنها که با شماره‌ صفر مشخص شده بود، چیزی شبیه یک مانیفست بود. صحبت در مورد رایانه‌ای پیشرفته در تمام زمینه‌ها که موقعیت فوق‌العاده‌ای به IBM در زمینه‌ پردازش داده‌های الکترونیکی بدهد.

این یادداشت‌ها در ادامه به برگزاری جلسه‌هایی منجر شد که در برخی از آنها چهره‌هایی چون جان فون نویمان (John von Neumann) که آن زمان از مشاوران IBM بود، جین امدال (Gene Amdahl)، مسئول طراحی IBM 704 و بعدها System/360 و جان بکاس (John Backus) که مدیر تیم فورترن بود.

در خلال این جلسه‌ها وقتی دانول فهمید آزمایشگاه تشعشعات لیومور (LRL) در کالیفرنیا تمایل به خرید یک رایانه با کارایی بالا دارد، یادداشت‌هایش را به سمت نکات فنی طراحی چنین رایانه‌ای برد. ادعای دانول این بود که کارایی Stretch صد تا 200 برابر رایانه 704 آن موقع در شرکت بود. البته این ادعاها بعدها او را دچار دردسر کرد، ولی در آن زمان موقعیتی را که نیاز داشت به دست آورد تا مسئولیت رهبری پروژه را در مقابل جین امدال، به او بدهند. در آن زمان، IBM در زمینه‌ رایانه‌های علمی در حال عقب افتادن بود و در جلسه‌هایی که سال 1955 برگزار شد، گزینه‌های مختلف برای رایانه بعدی شرکت مورد بحث قرار گرفت که «دیتاترون» یکی از این گزینه‌ها بود.

در پایان، تصمیم بر این شد که تیم مهندسی طراحی و ساخت نسخه‌ای از «دیتاترون» را دنبال کنند که یک قسمت حسابگر سریع‌ و رجیسترهای ترانزیستوری برای قرار گرفتن یک حافظه‌ کوچک و سریع کنار حافظه‌ بزرگ و کندتر داشته باشد، حافظه‌ اصلی نیز بزرگ‌تر طراحی شود تا میزان دسترسی به عملیات ورودی/ خروجی کندتر را کاهش دهد.

اغراق کار دستشان داد

برای دریافت سرمایه‌ دولتی موردنیاز برای توسعه‌ یک نمونه‌ اولیه از این سیستم، مسئولان پروژه ابتدا سراغ همان LRL رفتند که دنبال چنین رایانه‌ای بود؛ اما به دلیل آن‌که IBM نمی‌توانست در زمانی که LRL در نظر داشت، نمونه‌ای از آن را آماده کند، قراردادی بسته نشد. با این حال تلاش تیم فنی برای متقاعد کردن مدیریت برای اجرای پروژه ادامه یافت تا این‌که قراردادی با آزمایشگاه علمی لس‌آلاموس (LASL) برای پروژه‌ای به نام «Stretch» منعقد شد. (این نام برای این انتخاب شده بود که پروژه سعی داشت محدودیت‌های رایانه‌ای را بسط دهد)

با قطعی شدن سرمایه‌گذار، چالش اصلی یافتن راهی برای عملی کردن قول‌هایی بود که تیم داده بود! با این‌که در قرارداد به‌صورت دقیق قدرت این رایانه مشخص نشده بود، در پروپوزال قول سرعتی حداقل صد برابر بیش از سیستم‌های موجود داده شده بود. برای رسیدن به چنین هدفی، دانول و تیمش باید از پس مشکلات فراوان مهندسی و فنی برمی‌آمدند که کار آسانی نبود، اما حتی با وجود حل شدن تدریجی این مشکلات، اغراق در مورد قدرت این رایانه خود در حال تبدیل شدن به معضل بود! بر این اساس، تیم Stretch پیشنهاد به تاخیر انداختن اعلام تولید مدل 7030 (عملا همان Stretch) را تا بعد از آماده‌ شدن و آزمایش رایانه خودشان داده بودند، اما مدیران IBM از ترس از دست دادن بازار و سرمایه‌گذاران، تولید مدل 7030 را در مجمع سرمایه‌گذاران اعلام کردند.

در حالی که انتظارات از Stretch، ابررایانه‌ای با قدرت حداقل 75 برابر مدل 704 بود، معلوم شد حتی این رقم هم بسیار خوشبینانه بوده است! آزمایش‌ها در فوریه 1961 نشان داد با وجود مطابق بودن سرعت اعمال داخلی Stretch، مانند جمع و تقسیم، با تخمین‌های صورت گرفته، برنامه‌های واقعی کاربران فقط در حد 32 تا 40 برابر سریع‌تر از 704 انجام می‌گرفت! البته نباید این نکته را نادیده گرفت که Stretch واقعا سریع‌ترین رایانه ساخته‌شده تا آن زمان بود و کاربران از قدرت و دقت آن راضی بودند.

یک ماه پس از تحویل Stretch به لس‌آلاموس، مدیران IBM اعلام کردند کارایی این رایانه براساس انتظارات نیست و در نتیجه قیمت آن از 13.5 میلیون دلار به حدود نصف یعنی 7.7 میلیون دلار کاهش می‌یابد و البته تنها به هشت مشتری که مذاکرات با‌ آنها انجام شده بود، تحویل داده می‌شود. قیمت جدید پایین‌تر از هزینه‌ تولید این رایانه بود و دانول با تخمین‌های خوشبینانه‌اش مقصر این ضررها قلمداد می‌شد.

پایانی تلخ برای آغازی دوباره

البته با وجود ضرر حدود 20 میلیون دلاری IBM از فروش هشت نمونه رایانه‌های 7030، پایان این داستان چندان هم تلخ نبود. دانول در شرکت ماند و چند سال بعد از پروژه‌ Stretch مدیران IBM بابت انداختن تقصیرها به گردنش از او عذرخواهی کردند. IBM نیز نفع‌هایی از این پروژه برد؛ یکی استخدام مهندسان با استعداد که باعث قدرت گرفتن شرکت در تولید رایانه‌های بعدی شدند. علاوه بر این، ویژگی‌های قوی Stretch در مدل بسیار موفق System/360 مورد استفاده قرار گرفت؛ ویژگی‌هایی چون حافظه‌ با واکشی اولیه (pre-fetch)، حفاظت از حافظه و توقف‌های کنترل‌شده توسط برنامه‌ها که اجازه‌ اعمال چندوظیفه‌ای (multi-tasking) را می‌داد، تشخیص و تصحیح خطای بر اساس سخت‌افزار و همچنین مجموعه دستورات گسترش‌یافته.

بسیاری از مفاهیمی که در ماشین دانول ایجاد شد، راه خود را به میکروپروسسورهای امروزی باز کرده‌اند.

درس‌ها

اغراق نکنید! اگر هم معتقد هستید اغراق جزء لاینفک پروژه‌هاست و چاره‌ای جز اغراق ندارید، آماده‌ زمانی باشید که پژواک آن به شما برمی‌گردد.

دورریختنی‌ را با ظرفش دور نریزید! حتی اگر نتوانستید به اهداف اصلی پروژه‌ برسید و پروژه شکست خورد، این امکان وجود دارد که بتوانید از بقایای آن چیزهای مفیدی دربیاورید که بعدا به‌دردتان بخورد.

محمود صادقی - ضمیمه کلیک