Ferranti Orion - Ferranti Orion

L' Orion était un ordinateur central de milieu de gamme introduit par Ferranti en 1959 et installé pour la première fois en 1961. Ferranti a positionné Orion comme leur offre principale au début des années 1960, complétant leur Atlas haut de gamme et des systèmes plus petits comme Sirius et Argus . L'Orion était basé sur un nouveau type de circuit logique connu sous le nom de "Neuron" et comprenait un support multitâche intégré, l'une des premières machines commerciales à le faire (le KDF9 étant un contemporain).

Les performances du système étaient bien inférieures aux attentes et l'Orion était un désastre commercial, ne vendant qu'environ onze machines. Le projet Orion 2 a été rapidement lancé pour résoudre ses problèmes, et cinq d'entre eux ont été vendus. Son échec a été la pierre angulaire d'une longue série de pertes pour les laboratoires de Manchester, et avec lui, la direction de Ferranti s'est fatiguée de l'ensemble du marché informatique. La division a été vendue à International Computers and Tabulators (ICT), qui a choisi le Canadien Ferranti-Packard 6000 comme offre de milieu de gamme, mettant fin à d'autres ventes de l'Orion 2.

Histoire

Amplificateurs magnétiques

Au cours des années 1950, les transistors étaient des dispositifs coûteux et relativement fragiles. Bien qu'ils présentent des avantages pour les concepteurs d'ordinateurs, à savoir des exigences de puissance inférieures et leur emballage physique plus petit, les tubes à vide sont restés le principal dispositif logique jusqu'au début des années 1960. L'expérimentation avec d'autres dispositifs de commutation à semi-conducteurs n'a cependant pas manqué .

L'un de ces systèmes était l' amplificateur magnétique . Semblables à la mémoire à noyau magnétique , ou "noyaux", les amplificateurs magnétiques utilisaient de petits tores de ferrite comme élément de commutation. Lorsqu'un courant traversait le noyau, un champ magnétique serait induit qui atteindrait une valeur maximale basée sur le point de saturation du matériau utilisé. Ce champ induit un courant dans un circuit de lecture séparé, créant une sortie amplifiée avec un courant connu. Contrairement à la logique numérique basée sur des tubes ou des transistors, qui utilise des tensions définies pour représenter des valeurs, les amplificateurs magnétiques ont basé leurs valeurs logiques sur des valeurs de courant définies.

Un avantage des amplificateurs magnétiques est qu'ils sont ouverts au centre et que plusieurs lignes d'entrée peuvent être enfilées à travers eux. Cela facilite l'implémentation de chaînes de logique «OU» en enfilant un seul cœur avec toutes les entrées qui doivent être combinées en OU. Ceci était largement utilisé dans les «meilleurs deux sur trois» circuits qui étaient utilisés dans les additionneurs binaires, ce qui pouvait réduire considérablement le nombre de composants de l' ALU . Ceci était connu sous le nom de «Logique des urnes» en raison de la façon dont les entrées «votaient» sur la sortie. Une autre façon d'utiliser cette fonction était d'utiliser les mêmes cœurs pour différentes tâches pendant différentes périodes du cycle de la machine, par exemple pour charger de la mémoire pendant une partie, puis dans le cadre d'un additionneur dans une autre. Chacun des noyaux pouvait être utilisé pour autant de tâches qu'il y avait de place pour le câblage à travers le centre.

À la fin des années 1950, de nouvelles techniques ont été introduites dans la fabrication de transistors qui ont conduit à une chute rapide des prix tandis que la fiabilité a explosé. Au début des années 1960, la plupart des efforts d'amplification magnétique ont été abandonnés. Peu de machines utilisant les circuits sont arrivées sur le marché, les exemples les plus connus étant le Solid State UNIVAC (1959), le plus souvent magnétique, et le KDF9 (1964) électrique anglais, principalement transistorisé .

Neurone

Le département informatique de Ferranti à West Gorton , Manchester avait été à l'origine créé en tant que partenaire industriel du laboratoire de recherche informatique pionnier de l' Université de Manchester , commercialisant leur Manchester Mark 1 et plusieurs modèles ultérieurs. Au cours des années 1950, sous la direction de Brian Pollard, les laboratoires Gorton ont également étudié les amplificateurs magnétiques. Comme la plupart des équipes, ils ont décidé de les abandonner lorsque les transistors se sont améliorés.

Un membre du laboratoire, Ken Johnson, a proposé un nouveau type de logique à transistors qui suivait les mêmes conventions que les amplificateurs magnétiques, à savoir que la logique binaire était basée sur des courants connus au lieu de tensions. Comme les amplificateurs magnétiques, la conception «Neuron» de Johnson pourrait être utilisée pour contrôler plusieurs entrées différentes. Mieux encore, le système ne nécessitait souvent qu'un seul transistor par élément logique, alors que la logique conventionnelle basée sur la tension en nécessiterait deux ou plus. Bien que le prix des transistors chutait, ils étaient toujours chers, de sorte qu'une machine basée sur Neuron pourrait offrir des performances similaires à un prix beaucoup plus bas qu'une machine basée sur une logique de transistor traditionnelle.

L'équipe a décidé de tester la conception Neuron en construisant une petite machine appelée "Newt", abréviation de "Neuron test". Cette machine a connu un tel succès que le laboratoire a décidé d'étendre le banc d'essai en un ordinateur complet. Le résultat fut le Sirius , qui fut annoncé le 19 mai 1959 en affirmant qu'il s'agissait de l'ordinateur le plus petit et le plus économique du marché européen. Plusieurs ventes ont suivi.

Orion 1

Avec le succès de Sirius, l'équipe s'est tournée vers un design beaucoup plus large. Étant donné que de nombreux coûts d'un système informatique complet sont fixes - alimentations, imprimantes, etc. - un ordinateur plus complexe avec plus de circuits internes aurait plus de son coût associé aux circuits eux-mêmes. Pour cette raison, une machine plus grande faite de neurones aurait un avantage de prix accru par rapport aux offres transistorisées. Pollard a décidé qu'une telle machine serait une solide contrepartie de l' Atlas haut de gamme et constituerait la base des ventes de Ferranti pour les cinq prochaines années.

À la recherche d'un client de lancement, Ferranti a signé Prudential Assurance avec la promesse de livrer la machine en 1960. Cependant, ces plans ont rapidement mal tourné. Le Neuron s'est avéré incapable de s'adapter à la plus grande taille physique de l'Orion. Il a été extrêmement difficile de maintenir les niveaux de courant stables sur les plus longs trajets de câbles, et les efforts pour résoudre les problèmes ont entraîné de longs retards. Le premier Orion a finalement été livré, mais avait plus d'un an de retard et le coût unitaire était plus élevé que prévu, limitant ses ventes. Entre 1962 et 1964, la division informatique a perdu 7,5 millions de dollars, en grande partie à cause de l'Orion.

Orion 2

Pendant la gestation d'Orion, il est apparu qu'il y avait une réelle possibilité que le nouveau système ne fonctionne pas du tout. Les ingénieurs d'autres départements de Ferranti, notamment l'ancienne Lily Hill House à Bracknell , ont commencé à soulever des inquiétudes de plus en plus vives au sujet de l'effort. Plusieurs membres de Bracknell se sont approchés de Gordon Scarrott et ont essayé de le convaincre qu'Orion devrait être développé en utilisant une conception conventionnelle tout transistor. Ils ont recommandé d'utiliser les circuits «Griblons» développés par Maurice Gribble à l' usine Ferranti de Wythenshawe , qu'ils avaient utilisé pour implémenter avec succès leur ordinateur Argus pour le système de missiles Bristol Bloodhound . Leurs efforts ont échoué, ils se sont tournés vers Pollard pour annuler Scarrott, ce qui a conduit à une série d'échanges de plus en plus acrimonieux. Après leur dernière tentative le 5 novembre 1958, ils décident de s'adresser directement à Sébastien de Ferranti , mais cet effort échoue également.

Pollard a démissionné environ un mois plus tard et son poste a été repris par Peter Hall. Braunholtz a exprimé plus tard sa frustration de ne pas lui avoir écrit directement, et l'affaire resta en suspens pendant plusieurs années alors qu'Orion continuait à subir des retards. En septembre 1961, Prudential menaçait d'annuler leur commande et, par hasard, Braunholtz envoya à ce moment-là un télégramme à Hall exprimant ses inquiétudes persistantes. Hall a immédiatement invité Braunholtz à parler de ses idées, et plusieurs jours plus tard, l'équipe de Bracknell travaillait à fond sur ce qui allait devenir l'Orion 2.

À la fin du mois d'octobre, la conception de base était terminée et l'équipe a commencé à rechercher une conception de logique de transistor à utiliser pour la mise en œuvre. Bien que Braunholtz ait suggéré d'utiliser les Griblons, le groupe Bracknell a également invité une équipe d'ingénieurs de Ferranti Canada à discuter de leurs récents succès avec leur conception «Gemini», qui a été utilisée dans leur système ReserVec . Le 2 novembre, l'équipe Bracknell a décidé d'adopter le circuit Gemini pour Orion 2.

Des pièces sont arrivées de nombreuses divisions Ferranti au cours de l'année suivante, et la machine a été officiellement mise en marche par Peter Hunt le 7 janvier 1963. Le premier Orion 2 a été livré à Prudential le 1er décembre 1964, fonctionnant à environ cinq fois la vitesse de l'Orion 1 Prudential a acheté une deuxième machine pour le traitement des politiques des branches industrielles. Un autre système a été vendu à la South African Mutual Life Assurance Society au Cap, où il a été utilisé pour mettre à jour les polices d'assurance. Un quatrième a été vendu à Beecham Group pour mettre à niveau son système Orion 1. Le prototype original a été conservé par ICT et utilisé pour le développement logiciel par l'équipe Nebula Compiler.

À ce stade, cependant, Ferranti était déjà sur la bonne voie pour vendre toutes ses divisions informatiques d'entreprise aux TIC. Dans le cadre de leur processus de diligence raisonnable , ICT a étudié à la fois l'Orion 2 et le FP-6000. Les propres ingénieurs de Ferranti ont conclu: "Il y a certaines facettes du système que nous n'aimons pas. Cependant, si nous devions commencer à concevoir maintenant une machine dans la même gamme de prix / performances que la FP6000, nous aurions dans environ 18 mois un système. ce ne serait pas nettement meilleur - voire meilleur - que le FP6000. " ICT a choisi d'aller de l'avant avec le FP-6000 avec des modifications mineures et l'a utilisé comme base pour sa série ICT 1900 dans les années 1960. Les contrats existants pour l'Orion 2 ont été exécutés et les ventes ont pris fin.

La description

Bien que l'Orion et l'Orion 2 différaient considérablement dans leurs composants internes, leur interface de programmation et leurs périphériques externes étaient presque identiques.

La machine Orion de base comprenait 4096 mots de 48 bits de mémoire centrale lente de 12 μs , qui pouvait être étendue à 16 384 mots. Chaque mot peut être organisé en huit caractères de 6 bits, un seul nombre binaire de 48 bits ou un seul nombre à virgule flottante avec une fraction de 40 bits et un exposant de 8 bits. Le système comprenait des fonctionnalités intégrées permettant de travailler avec la livre sterling avant la décimalisation. La mémoire centrale était soutenue par un ou deux tambours magnétiques de 16 000 mots chacun. Diverses entrées / sorties hors ligne comprenaient des disques magnétiques , des lecteurs de bande , des cartes perforées , des bandes perforées et des imprimantes.

La plupart des jeux d'instructions d'Orion utilisaient une forme à trois adresses, avec soixante-quatre accumulateurs 48 bits. Chaque programme avait son propre ensemble d'accumulateurs privés qui étaient les 64 premiers registres de son espace d'adressage, qui était un sous-ensemble contigu réservé de la mémoire physique, défini par le contenu d'un registre de relocalisation «de données». Les adresses des opérandes étaient relatives à la donnée et pouvaient être modifiées par l'un des accumulateurs pour l'indexation des tableaux et des tâches similaires. Une instruction de base à trois adresses a pris un minimum de 64 μs, une à deux adresses de 48 μs, et toute modification d'index sur les adresses a ajouté 16 μs par adresse modifiée. La multiplication a pris de 156 à 172 μs et la division de 564 à 1112 μs, bien que le temps moyen soit de 574 μs. L'Orion 2, ayant un magasin central avec un temps de cycle beaucoup plus court, était considérablement plus rapide.

Une caractéristique clé du système Orion était sa prise en charge intégrée du partage de temps . Cela était soutenu par une série d' interruptions d' entrée / sortie (E / S), ou ce qu'ils appelaient des «verrouillages». Le système a automatiquement commuté les programmes pendant le temps d'attente pour la fin d'une opération d'E / S. L'Orion a également pris en charge la mémoire protégée sous la forme de «réservations» pré-arrangées. Le lancement et l'arrêt des programmes, ainsi que la sélection de nouveaux programmes à exécuter une fois achevés, relevaient du «programme d'organisation». L'Orion a été l'une des premières machines à prendre directement en charge le partage de temps dans le matériel malgré l'intérêt intense de l'industrie; D'autres systèmes de partage de temps de la même époque incluent LEO III de 1961, PLATO au début de 1961, CTSS plus tard cette année-là, et les KDF9 et FP-6000 électriques anglais de 1964.

L'Orion se distingue également par l'utilisation de son propre langage commercial de haut niveau, NEBULA . Nebula a été créée en raison de la perception de Ferranti que la norme COBOL de 1960 n'était pas suffisamment puissante pour leurs machines, notamment parce que COBOL a été développé dans le contexte du traitement par lots décimal, orienté caractères , tandis qu'Orion était un système de multiprogrammation binaire orienté mot. NEBULA a adapté de nombreux concepts de base de COBOL, en en ajoutant de nouveaux. NEBULA a également été porté par la suite dans l'Atlas.

Les références

Remarques

Bibliographie

Lectures complémentaires