Seymour Cray, il Leonardo dei supercomputer

Crittografia, meteorologia, sicurezza nazionale, simulazione di esplosioni nucleari, ricerca scientifica in ambito subatomico: questi erano (e sono tutt’ora) i principali campi di applicazione dei supercomputer, dei calcolatori che si differenziano molto dai nostri Personal Computer.

I supercomputer presentano delle caratteristiche che permettono loro di effettuare un numero considerevole di calcoli in pochissimo tempo: processori multipli, componenti dei circuiti miniaturizzati, particolari sistemi di raffreddamento, rapidità nel recuperare i dati immagazzinati, utilizzo dell’aritmetica vettoriale.

Ancora più affascinante però è la storia di queste macchine.

Seymour Cray e i supercomputer

Siamo nel pieno della Seconda Guerra Mondiale: l’esercito americano, tramite il suo team di esperti, lavora costantemente per decifrare i messaggi segreti dell’esercito nazista. Questi esperti sono sostanzialmente matematici, fisici, ingegneri, e chiunque abbia una spiccata abilità logica e matematica. Nel giro di poco tempo si è passati dalla crittografia manuale alla realizzazione di macchine in grado di sondare tutte le combinazioni necessarie per decifrare messaggi in codice, come quelli provenienti dalla celeberrima Enigma. Si usava, quindi, una sorta di pre-supercomputer.

Ma la guerra, così come ha avuto un inizio, ha avuto anche una fine. Che fine hanno fatto tutti questi specialisti della crittografia? Molti di loro prima della guerra conducevano delle vite molto diverse: i matematici e i fisici erano accademici, docenti universitari, ricercatori. Gli ingegneri invece venivano da situazioni familiari più umili rispetto ai loro colleghi più “teorici”, ed erano quindi venditori, operai, oppure gestivano le attività di famiglia. Come Seymour Cray, che inizialmente gestiva la fattoria di suo padre.

La nascita dell’ERA

Dopo la guerra molti sono tornati alle loro precedenti vite, ma altri non ci sono stati, come William Norris e Howard Engstrom. I due avevano competenze particolari, delle macchine eccezionali, e un sogno: trovare un mercato a queste macchine al di fuori dell’ambito militare. E così, dopo una disperata ricerca di finanziamenti, qualche compromesso con l’aeronautica militare americana e l’acquisizione della società da parte di una fabbrica di alianti, fondarono l’ERA (Engineering Research Associates), una società che aveva lo scopo di realizzare macchine ad hoc e vendere questi supercomputer a compagnie aeree, all’NSA, e altri. Parola d’ordine era libertà. Tutti gli ingegneri dovevano avere come unica preoccupazione la realizzazione e il miglioramento delle loro macchine; nacquero così i primi supercomputer a valvole.

In questo contesto appare per la prima volta Seymour Cray: fresco di laurea in ingegneria elettronica all’Università del Minnesota, fu assunto in ERA e, a soli 25 anni si distinse subito sia da un punto di vista tecnico che come leader. Geniale, dedito al lavoro ma non stakanovista, amava immergersi nei suoi circuiti senza alcun tipo di distrazione; per questo motivo, poiché odiava le continue interferenze dei manager, ad un certo punto iniziò a lavorare in solitaria in un laboratorio a Chippewa.

Aveva poca pazienza con i colleghi che secondo lui facevano domande “stupide” o non erano abbastanza veloci a completare un compito, ma aveva il rispetto di tutti. Già dopo due settimane, se Cray diceva che una cosa poteva essere fatta meglio e andava modificata, allora così doveva essere. Nel giro di poche settimane conquistò la fiducia di tutti i suoi colleghi, anche quelli più anziani ed esperti, e con lui si costruirono macchine sempre più potenti e veloci.

Le macchine di Seymour Cray

In particolare si ricorda il calcolatore 1103, il primo a montare i transistor al posto delle valvole; questa macchina ha rappresentato un vero e proprio spartiacque fra la “vecchia” tecnologia a valvole e la “nuova” a transistor. Dopo la cessione dell’ERA nel 1957, il matrimonio fra Cray e la società finì, ma questo non lo fermò: lavorò alla CDC (Control Data Corporation) e poi fondò la sua società nel 1972, la Cray Research Inc., con lo scopo di sviluppare macchine sempre più potenti e veloci e nella più totale libertà creativa.

Fra le sue macchine più famose si ricordano il Cray-1 (in grado di effettuare 240 milioni di calcoli al secondo), il Cray X-Mp (che per primo sfruttava il principio del multiprocessore), il Cray-2 (che utilizzava il fluorinert come liquido di raffreddamento) e il Cray Y-Mp.

Ma come tutte le belle storie, anche quella di Seymour Cray ha una fine. Negli anni ’80 il mercato era molto cambiato; i personal computer avevano iniziato a prendere piede, e col tempo sono diventati una macchina molto più conveniente: più piccoli, ugualmente veloci e molto meno costosi.

Cray aveva continuato a sognare lo stesso, e aveva già in mente la sua nuova macchina: il Cray-3, un nuovo computer i cui circuiti sarebbe dovuti essere in arseniuro di gallio; questo composto inorganico oggi viene molto utilizzato nelle celle fotovoltaiche, nei lettori DVD, microonde e tecnologia a laser, ma all’epoca aveva avuto un successo limitato, e non era mai stato utilizzato per un computer. Per la prima volta, Seymour Cray non trovò l’appoggio dei suoi colleghi: il suo progetto venne considerato troppo rischioso.

Cray con grande stoicismo decise di non darsi per vinto, e abbandonò con un sorriso l’azienda da lui stesso creata per fondarne un’altra, la Cray Computer Corporation, e continuare così il suo lavoro. E ci riuscì, sviluppando sia il Cray-3 che il Cray-4; ma queste macchine erano considerate troppo costose, non vendettero, e così nel 1995 la Cray Computer Corporation dovette dichiarare fallimento. Ancora una volta Cray andò avanti e fondò la SRC Computers nel 1996, ma a progetto appena avviato l’ingegnere morì per un incidente d’auto, mettendo il punto definitivo alla sua storia. Tuttavia la sua eredità è viva ancora oggi.

I supercomputer oggi e la nuova rivoluzione informatica

Nonostante la fine del primo boom di queste macchine, la ricerca e lo sviluppo dei supercomputer non si è mai arrestata. Recentemente Zuckerberg ha annunciato l’RSC (Research SuperCluster), un supercomputer targato Meta per lo sviluppo di AI e del Metaverso.

Si potrebbe pensare ad una nuova rivoluzione informatica grazie ai supercomputer di nuova generazione, sebbene si stia spingendo sempre di più per i computer quantistici. Nel 2019 Google annunciò di aver costruito il suo computer quantistico chiamato Sycamore. Chissà quindi chi sarà il leader di questa nuova rivoluzione, quale tecnologia la farà da padrona, e se avremo un altro Seymour Cray come faro.

Articolo a cura di Antonella Babbone