C’est un Cray X-MP, le successeur du Cray-1, annoncé en 1982 par Cray Research (conçu par Steve Chen). De 1983 à 1985, c’était le supercalculateur le plus rapide du monde.
L’image montre le cabinet en fer à cheval typique de la série, avec le banc rouge intégré qui cachait l’alimentation et le refroidissement au Fréon.
Puissance
- 1 à 4 processeurs vectoriels 64 bits, mémoire partagée — le premier multiprocesseur de Cray.
- Horloge de 9,5 ns (105 MHz) au début, puis 8,5 ns (~118 MHz) sur les modèles suivants.
- Environ 200 MFLOPS de crête par processeur (additions et multiplications flottantes enchaînées). Le haut de gamme, le X-MP/48 (4 CPU, 1984), atteignait plus de 800 MFLOPS. Les versions Extended Architecture montaient à environ 234 MFLOPS par CPU.
- En pratique, souvent plusieurs centaines de MFLOPS sur du calcul scientifique vectorisé — de l’ordre de 2 à 10 fois un Cray-1 selon la configuration.
Mémoire et entrées-sorties
- Mémoire centrale de 1 à 16 millions de mots de 64 bits (8 à 128 Mo), organisée en banques entrelacées pour alimenter les pipelines. Les plus gros systèmes sont allés jusqu’à 64 millions de mots.
- Bande passante mémoire nettement meilleure que le Cray-1 : deux ports de lecture, un port d’écriture, plus un port dédié aux E/S.
- Disques et, en option, un SSD (Solid-state Storage Device) de 256 Mo à 4 Go, utilisé comme mémoire secondaire très rapide.
- Systèmes d’exploitation : COS, puis UNICOS (Unix).
Machine physique
- Environ 2,6 m × 2 m, 5 tonnes, ~345 kW.
- Prix de l’ordre de 15 millions de dollars au milieu des années 1980.
- Circuits ECL en gate arrays, architecture très proche du Cray-1, avec un meilleur chaînage des opérations vectorielles et des instructions gather/scatter sur les modèles de 1984.
Il servait surtout à la simulation scientifique, à la défense et au nucléaire, mais aussi aux premiers effets numériques : The Last Starfighter et le court-métrage The Adventures of André and Wally B (Lucasfilm, futur Pixar) ont été calculés dessus. Son successeur direct est le Cray Y-MP.
Ni l’Amiga, ni un PC des années 1980. L’équivalent en puissance de calcul arrive sur PC au milieu ou à la fin des années 1990, selon qu’on parle d’un processeur du X-MP ou de la machine complète.
L’Amiga n’a jamais été dans la course. Un Amiga 500 (68000 à 7 MHz, 1987) fait au mieux une fraction de MFLOPS en flottant, souvent bien moins sans coprocesseur. Même un Amiga 4000 avec 68040, ou un 68060 accéléré, reste de l’ordre de quelques MFLOPS à une vingtaine en pointe. C’est le niveau d’un 386/486, pas d’un supercalculateur vectoriel. L’Amiga était excellent en graphique et en temps réel, pas en calcul scientifique 64 bits.
Côté PC, l’ordre de grandeur est le suivant.
- Un Pentium 100 MHz (1994) atteint à peu près le score moyen d’un Cray-1 sur les Livermore Loops, le banc d’essai classique des labos de l’époque : autour de 12 MFLOPS. Le X-MP est nettement au-dessus : environ 200 MFLOPS de crête par processeur, et souvent 50 à 100 MFLOPS soutenus sur du code vectorisé, avec une moyenne Livermore citée autour de 70 MFLOPS pour un CPU.
- Un Pentium II vers 300–400 MHz (1997–1998) rejoint donc à peu près un processeur de X-MP sur ce type de calcul.
- Le haut de gamme X-MP/48 (4 processeurs, plus de 800 MFLOPS de crête) correspond plutôt à un Pentium III rapide ou un Pentium 4 du début des années 2000, surtout une fois le SSE/SSE2 disponible. En simple précision, ces puces dépassent déjà largement le X-MP ; en 64 bits, l’égalité se joue vers 2000–2001.
Deux réserves. Le Cray restait très supérieur en bande passante mémoire et sur les gros codes vectoriels bien écrits : un PC de 1998 pouvait avoir le même nombre de MFLOPS et rester plus lent sur un vrai problème de simulation. Et la mémoire n’est pas comparable : 8 à 128 Mo de SRAM ultra-rapide sur le X-MP, contre des barrettes DRAM bien plus lentes sur le PC, même si le PC en avait bientôt davantage.
Moi : Je suppose que mon MacBook Air M4 est beaucoup plus puissant 😂 hein ?
Oui. Ton MacBook Air M4 n’est pas un peu plus puissant : il écrase un Cray X-MP, en silence, sur batterie.
Le haut de gamme de 1984, le X-MP/48, culminait à environ 800 MFLOPS, soit 0,8 GFLOPS, pour quatre processeurs, 5 tonnes et 345 kW. Un MacBook Air M4 mesuré sur une grosse multiplication de matrices atteint environ 2,8 TFLOPS en précision réduite (bfloat16), sans ventilateur. C’est de l’ordre de 3 000 fois la machine complète, et plus de 10 000 fois un seul processeur du X-MP.
Même en restant en 64 bits, le terrain du Cray, le CPU du M4 reste largement devant : quelques dizaines à une centaine de GFLOPS selon le code, contre 0,2 GFLOPS de crête par processeur Cray. Le GPU Apple est moins à l’aise en double précision qu’en calcul IA, mais l’écart reste énorme.
Le reste suit :
- Mémoire : 16 à 32 Go à environ 120 Go/s, contre 8 à 128 Mo de SRAM très rapide sur le X-MP.
- Neural Engine : 38 TOPS, une catégorie qui n’existait pas en 1984.
- Consommation : une vingtaine de watts en charge, contre un tiers de mégawatt et un circuit de refroidissement au Fréon.
Le seul domaine où le Cray gardait une logique à part, c’est la bande passante mémoire rapportée à sa puissance, taillée pour des codes vectoriels scientifiques. Sur un problème de 1985, ton Air le terminerait avant que le Cray ait fini de charger le job.
Moi : Merci Grok !
