Minimalismo y CRAY-I

La SDR no sería posible sin potentes máquinas de cálculo. Varios millones de multiplicaciones por segundo de números de con una decena de cifras es una de las tareas de una SDR típica.

Aunque nos hemos acostumbrado a verlo como algo normal, y a disponer de capacidades de cálculo enormes en nuestro bolsillo, no siempre fue así.

De hecho, hace algo más de 30 años alguien diseñó una máquina revolucionaria, capaz de hacer una cantidad de cálculos científicos de alta precisión capz de dejar en ridículo a casi todos los ordenadores de la época. El Cray-1.

Hace poco localicé de forma casi casual el manual de servicio del Cray-1. Tras unos breves segundos estaba en mi poder (algo también difícil de intuir hace 30 años) y comencé a leerlo.

Ya no recordaba sus características, que tuve ocasión de conocer a través de un número especial de la versión española de la revista Scientific American (Investigación y Ciencia). En aquel número se hablaba de unos tipos de Xerox en Palo Alto que trabajaban (Creo recordar que con un PDP-11) en un terminal en el que se podían tener varios programas visibles gracias a que cada uno estaba en una "ventana", de un microcontrolador que lo tenía todo en una pieza y que se llamaba MCS51, de... bueno, volvamos al tema.

Cuando un microprocesador de la época funcionaba en torno a 1 MHz con palabras de 8 bits en CRAY 1 funcionaba con palabras de 64 bits a más de 80Mhz. Mientras un microprocesador con multiplicador de la época era capaz de multiplicar dos palabras de 8 bits en 1000ns, (uno estándar podía tardar entre 10 y cuatrenta veces este tiempo) el CRAY1 podía multiplicar dos número de coma flotante en 12,5 ns.

Para el cálculo de una multiplicación en coma flotante de 64 bits la relación de tiempos entre un micoprocesador de la serie MCS51 y un CRAY1 era de al menos 100000:1. Es decir, mientras un microprocesador hacía esta operación, el CRAY-1 había hecho 100000.

Este ordenador introdujo muchos conceptos de arquitectura (física y lógica) nuevos y aún en muchos DSP modernos se puede ver su influencia. La tecnología que ha permitido la integración en pequeños espacios ha solventado muchos de los problemas de este diseño original en el que las señales tenían que recorrer distancias "enormes" lo que suponía un problema añadido para el sincronismo de todas ellas y la velocidad de proceso.

Esta maravilla se diseñó con sólo tres tipos de circuitos integrados lógicos y un tipo de circuito de memoria. Puro minimalismo. Como en el proceso digital de señales se buscan algorimos que en base a repetir operaciones muy simples (sumas y productos) se puedan conseguir resultados asombrosos. También puro minimalismo.

Si seguimos el mismo ritmo, dentro de 30 años podremos tener sobre la mesa un SDR capaz de procesar TODO el espectro (O al menos de 0 a 10 GHz) identificando automáticamente los tipos de señales que previamente se le hayan instruido, interpretando las llamadas vocales en busca de un indicativo concreto y pasándonos una llamada concreta a cualquier punto en el que estemos. ¿Acabará esto con la radio? Creo que no, que los avances son inevitables, que hay muchas formas de hacer radio y que todas deben ser bienvenidas, y que la naturaleza impondrá límites y nuevos retos.

Mientras tanto gracias a todos los pioneros que trabajan en ir venciendo esos nuevos retos. Y como aún no conozco a muchos de ellos le daré las gracias a Seymour Cray por abrir nuevos caminos.