La Guerra dei Supercomputer ovvero Seymour Cray contro tutti

Per chi, come lo scrivente, non è più esattamente giovincello ed opera nell’informatica dagli anni ’80, la memoria corre subito a un’epoca di pura sussistenza digitale. Ogni volta che scrivevi una riga di codice dovevi domandarti che impatto avrebbe avuto sulla limitata potenza di calcolo dei processori Intel dell’epoca. Per non parlare dei 640 KB di memoria centrale, dove dovevi preoccuparti costantemente di ottimizzare e scaricare la RAM; poi, almeno per chi lavorava con gli archivi in DBF, arrivò Clipper della Nantucket Software e a quel punto alla gestione della memoria ci pensava lui.

All’epoca, per noi, i supercomputer erano il sogno proibito. Non dico al livello di un incontro tête-à-tête con Cicciolina, ma molto vicino.

In quegli anni il mercato era dominato dai sistemi della Cray Research, fondata da Seymour Cray nel 1972, con Giapponesi e Francesi impegnati a fargli una guerra spietata. In questo articolo esamineremo la vita della Cray Research e la guerra che si innescò nel mondo occidentale tra americani, francesi e giapponesi per il predominio del calcolo assoluto.

Chi era Seymour Cray?

Prima di fondare la sua azienda, Seymour Cray era il progettista di punta della Control Data Corporation (CDC), dove creò il CDC 6600 (uscito nel 1964), universalmente riconosciuto come il primo vero supercomputer della storia. Era così veloce che spinse Thomas Watson Jr., allora presidente dell’IBM, a scrivere un celebre e furioso memorandum interno, lamentandosi del fatto che una piccola azienda con pochissimi dipendenti e risorse avesse completamente surclassato i colossi del settore.

Nel 1972, cercando totale libertà creativa e desiderando scappare dalle distrazioni burocratiche, Seymour fondò la Cray Research. La sua filosofia era spartana e radicale: eliminare qualsiasi fronzolo e concentrarsi unicamente sulla velocità pura.

Il Cray-1 (1976): L’icona del Supercalcolo

Il primo vero capolavoro fu il Cray-1, installato per la prima volta al Los Alamos National Laboratory nel 1976 per una cifra che sfiorava i 9 milioni di dollari dell’epoca. Non era solo una macchina incredibilmente potente (con una velocità di picco di 160 Megaflops, ovvero 160 milioni di operazioni a virgola mobile al secondo), ma era anche un’opera d’arte di design industriale.

• La forma a “C”: Il computer non si presentava come un insieme di armadi rettangolari, ma come una torre circolare a forma di ferro di cavallo. Questa geometria non era estetica, ma dettata dalla fisica: serviva a ridurre al minimo assoluto la lunghezza dei cavi interni. Meno strada dovevano fare gli impulsi elettrici, più veloce era il calcolo.

• I divani incorporati: Alla base della struttura cilindrica c’erano dei veri e propri sedili imbottiti. Anche in questo caso, non erano lì per il riposo dei tecnici: i “divani” nascondevano i massicci alimentatori elettrici e il rivoluzionario sistema di raffreddamento al freon liquefatto, necessario per non far fondere la macchina.

L’evoluzione: Dal Cray X-MP al Cray-2

Negli anni ’80 l’azienda spinse ancora più a fondo l’acceleratore:

• Cray X-MP (1982): Introdusse l’architettura a multiprocessore (poteva usarne fino a 4 in parallelo). Divenne famoso anche a Hollywood: fu utilizzato dalla Digital Productions per calcolare la pionieristica grafica 3D di film come The Last Starfighter (1984) e per i primi esperimenti di rendering cinematografico.

• Cray-2 (1985): Un mostro di potenza che superò la barriera del 1,9 Gigaflops. Per raffreddarlo, Seymour Cray decise di immergere completamente l’intera circuiteria elettronica in un liquido fluorocarbonico inerte (Fluorinert). La macchina sembrava un cilindro di vetro compatto con un liquido ribollente all’interno, guadagnandosi il soprannome di “Bubbles” (Bolle).

Il declino e l’era moderna

Negli anni ’90, con la fine della Guerra Fredda (che tagliò massicciamente i fondi governativi per la ricerca sugli armamenti nucleari) e l’avvento dei microprocessori commerciali a basso costo assemblati in grandi cluster (il cosiddetto calcolo parallelo massivo), il mercato dei supercomputer costosi e super-specifici entrò in crisi.

Seymour Cray morì tragicamente nel 1996 a causa di un incidente d’auto, proprio mentre stava lavorando a una nuova startup. La Cray Research passò di mano in mano (venne acquistata prima da SGI, poi da Tera Computer) fino a essere acquisita nel 2019 da Hewlett Packard Enterprise (HPE). Oggi il marchio Cray vive ancora dentro HPE. Macchine moderne come il Frontier o l’El Capitan – supercomputer che hanno infranto e superato la barriera dell’Exaflop ( 10^18  operazioni al secondo) – portano nel loro DNA l’eredità diretta delle intuizioni di quel genio solitario.

Anni ’60  La guerra con i Francesi

Tutto iniziò a metà degli anni ’60 con un clamoroso incidente diplomatico e geopolitico. La Francia del generale Charles de Gaulle stava sviluppando in totale autonomia la propria bomba atomica (la Force de Frappe). Per eseguire i complessi calcoli fisici della fusione nucleare, il Commissariato per l’Energia Atomica francese aveva disperatamente bisogno di acquistare il computer più potente del mondo all’epoca: il celebre CDC 6600 progettato da Cray.

La risposta del presidente americano Lyndon Johnson fu un no categorico: gli Stati Uniti imposero un vero e proprio embargo tecnologico, rifiutando il visto di esportazione per la macchina nel timore che la Francia accelerasse il suo programma nucleare.

Per de Gaulle fu un’umiliazione inaccettabile. La reazione francese fu immediata e orgogliosa: nell’agosto del 1966 nacque il Plan Calcul, un gigantesco piano di investimenti statali con un obiettivo chiarissimo: creare un’industria informatica nazionale e sovrana per non dipendere mai più dagli americani.

Il braccio di ferro intorno alla Compagnie des Machines Bull

Il perno di questa strategia divenne la Compagnie des Machines Bull (storica azienda informatica francese fondata negli anni ’30). La storia della Bull in quegli anni sembra un romanzo di spionaggio industriale e politico:

• L’infiltrazione americana: Nei primi anni ’60, Bull si trovò in grave crisi finanziaria e, nonostante l’opposizione del governo, il colosso americano General Electric (GE) ne acquistò il controllo (diventando Bull-General Electric).

• La nazionalizzazione di fatto: Con il Plan Calcul, lo Stato francese forzò la creazione della CII (Compagnie Internationale pour l’Informatique) per costruire computer nazionali (la linea Iris). Negli anni ’70 e ’80, dopo vari passaggi di mano (tra cui la Honeywell), il governo francese – sotto la presidenza di François Mitterrand – scelse la linea dura: nazionalizzò la Bull nel 1982, fondendola con la CII.

La Bull divenne così il “campione nazionale” francese, pesantemente sussidiato dallo Stato per competere contro i mainframe IBM e, successivamente, per tentare la scalata ai supercomputer.

Gli anni ’80  Il supercomputer europeo è “francese”

Capito che competere da soli contro i mostri sacri come il Cray-1 o la serie FACOM della Fujitsu era quasi impossibile a livello di budget, la Francia tentò la carta della cooperazione e della ricerca avanzata:

• Il progetto Isis e il supercalcolo: Sotto l’ombrello della Bull e in collaborazione con centri di ricerca militari, i francesi svilupparono architetture avanzate per l’I/O e per la gestione dei flussi paralleli di dati, integrando i sistemi operativi proprietari francesi (come il celebre GCOS) con le tecnologie occidentali.

• Il posifrionamento strategico: Invece di inseguire ciecamente i Gigaflops puri di Seymour Cray per le simulazioni nucleari (per le quali, alla fine, dovettero cedere e comprare comunque dei Cray negli anni ’80, una volta distesi i rapporti diplomatici), la Bull si concentrò sui grandi sistemi scientifici e commerciali ad alta densità per la pubblica amministrazione, le telecomunicazioni e la meteorologia europea.

Anni ’80  Arrivano i Giapponesi

Parallelamente allo scontro europeo, il Governo Giapponese (attraverso il  MITI, il Ministero del Commercio Internazionale e dell’Industria) decise che il Paese doveva diventare indipendente dagli Stati Uniti nel calcolo ad alte prestazioni. Finanziò così una triade di colossi tecnologici nazionali con un obiettivo preciso: scardinare il primato della Cray. I tre alfieri erano Fujitsu, NEC e Hitachi. La lotta fu durissima, sia sul piano dell’hardware che su quello geopolitico.

Fujitsu Il gigante giapponese che sfidò Cray

La Fujitsu divenne rapidamente la punta di diamante dell’offensiva nipponica. Invece di creare macchine con architetture bizzarre o totalmente custom, Fujitsu ebbe un’intuizione commerciale micidiale: costruì supercomputer che erano compatibili con il software dei mainframe IBM (all’epoca lo standard industriale), ma potenziati con mostruosi processori vettoriali.

• La serie Facom VP (Vector Processor): Lanciata nei primi anni ’80 (come il VP-100 e il VP-200), questa linea offriva prestazioni che facevano sudare freddo la Cray Research. Erano macchine stabili, eccezionali per il calcolo industriale, l’aerodinamica e l’automotive.

• Il sorpasso del VPP500: Nei primi anni ’90, Fujitsu introdusse l’architettura a calcolo parallelo con la serie VPP500 (e successivamente il Numerical Wind Tunnel costruito per l’agenzia spaziale giapponese NAL). Per un certo periodo, queste macchine strapparono a Cray lo scettro di computer più veloci del pianeta.

La reazione americana  Protezionismo e Geopolitica

La minaccia giapponese (guidata da Fujitsu e dalla NEC con la sua spaventosa serie SX) era così reale che gli Stati Uniti non la presero affatto sul piano della semplice competizione commerciale. Divenne una questione di sicurezza nazionale. Gli americani risposero con il protezionismo duro:

• Dazi e sanzioni: Il governo USA impose pesanti restrizioni e tariffe doganali per impedire alle università e ai laboratori di ricerca governativi americani di acquistare supercomputer giapponesi, accusando Fujitsu e NEC di fare dumping (ovvero vendere sottocosto pur di conquistare il mercato).

• Il caso MIT: Nel 1986, il celebre Massachusetts Institute of Technology (MIT) cercò di acquistare un supercomputer della NEC. Il governo di Washington intervenne con una pressione politica tale che il MIT fu costretto a cancellare l’ordine e a comprare un Cray.

Lo scontro filosofico  Due modi di concepire il calcolo

La sfida tra Seymour Cray e gli ingegneri di Fujitsu era anche una bellissima sfida filosofica e ingegneristica:

• La filosofia di Cray: Era un artigiano visionario. Creava architetture uniche, circuiti densissimi, forme geometriche azzardate e sistemi di raffreddamento fantascientifici liquidi. Per lui, la macchina doveva essere un’opera d’arte d’avanguardia.

• La filosofia di Fujitsu/Giappone: Puntavano sulla perfezione del silicio, sulla pulizia dei microprocessori prodotti nelle loro fonderie di semiconduttori (all’epoca le migliori al mondo) e sul raffreddamento ad aria tradizionale spinto al limite, per garantire macchine commerciali che non richiedessero la manutenzione maniacale di un Cray.

Questa competizione feroce ha spinto l’informatica a correre a una velocità impressionante. Senza il fiato sul collo di Fujitsu e NEC, probabilmente lo sviluppo tecnologico di quegli anni sarebbe stato molto più lento.

L’eredità finale: I francesi vincono sulla lunga distanza?

Se negli anni ’80 la Bull e la Francia sembravano destinate a rimanere schiacciate nel mezzo dei titani americani e giapponesi, la storia ha riservato una sorpresa incredibile.

Mentre la Cray Research originale è fallita ed è stata assorbita, e i giapponesi si sono progressivamente concentrati su mercati più domestici o su progetti singoli, la linea di supercomputer Bull è sopravvissuta ed è cresciuta. Attraverso complesse acquisizioni e ristrutturazioni (Bull è stata infine acquisita dal gruppo francese Atos), l’architettura dei supercomputer francesi si è evoluta nella gamma BullSequana (oggi sotto il marchio Eviden).

Oggi, i più potenti supercomputer d’Europa della rete EuroHPC , come il colossale Leonardo, installato in Italia al Tecnopolo di Bologna e pilastro della ricerca e dell’alleanza tecnologica europea – sono costruiti proprio con questa tecnologia.