IAS machine [Institute for Advanced Study I | June 10, 1952]

IAS machine

 

 IAS 기계는 뉴저지 프린스턴의 고등 연구소(Institute for Advanced Study, IAS)에서 제작된 최초의 전자 컴퓨터이다. 이 컴퓨터는 디자인을 설명한 논문이 존 폰 노이만(John von Neumann)에 의해 편집되었기 때문에 때때로 폰 노이만 기계(von Neumann machine)라고 불린다. 컴퓨터는 그의 지휘 하에 1946년에 시작되어 1951년에 완공되었다. 일반적인 구조는 폰 노이만 아키텍처(von Neumann architecture)라고 불리며, 실제 설계와 구현은 다른 사람들에 의해 이루어졌다. 이 컴퓨터는 스미소니언 미국 역사 박물관(Smithsonian National Museum of American History) 소장품에 포함되어 있지만 현재 전시되고 있지 않다.

IAS 기계 앞에서 J. 로버트 오펜하이머(J. Robert Oppenheimer)와 존 폰 노이만이 함께 있다. 1946년 5월, 줄리안 빅엘로(Julian Bigelow)가 수석 엔지니어로 고용되었다. 휴잇 크레인(Hewitt Crane), 허먼 골드스타인(Herman Goldstine), 제럴드 에스트린(Gerald Estrin), 아서 버크스(Arthur Burks), 조지 W. 브라운(George W. Brown), 윌리스 웨어(Willis Ware) 등도 이 프로젝트에서 일했다. 이 기계는 1951년 여름에 제한적으로 운영되었고, 1952년 6월 10일에 완전 가동되었다. 1958년 7월 15일까지 운영되었다.

IAS 기계는 이진 컴퓨터로, 40비트 단어를 사용하며 각 단어에 20비트 명령어 두 개를 저장할 수 있다. 메모리는 1,024 단어(현대 기준으로 약 5킬로바이트)였다. 음수는 2의 보수 형식으로 표현되었고, 두 개의 일반 용도 레지스터인 누산기(Accumulator, AC)와 곱셈/나눗셈(Multiplier/Quotient, MQ)을 가지고 있었다. 이 기계는 1,700개의 진공관(트라이오드: 6J6, 5670, 5687, 몇 개의 다이오드: 6AL5형, 메모리 CRT를 구동하기 위한 150개의 펜토드, 40개의 윌리엄스 튜브 메모리 및 상태 모니터용 1개의 CRT: 5CP1A형)을 사용했다. 메모리는 원래 약 2,300개의 RCA 셀렉트론 진공관으로 설계되었으나, 이 복잡한 튜브의 개발 문제로 윌리엄스 튜브로 변경되었다.

이 기계의 무게는 약 1,000파운드(450kg)였다.

비동기식 기계로, 명령어의 타이밍을 조절하는 중앙 시계가 없었다. 한 명령어가 종료될 때까지 다음 명령어가 시작되지 않았다. 덧셈 시간은 62마이크로초, 곱셈 시간은 713마이크로초였다.

IAS 기계가 프로그램과 데이터를 단일 메모리에서 혼합한 최초의 설계라고 주장하는 사람도 있지만, 이는 1948년 맨체스터 베이비(Manchester Baby)에 의해 이미 구현된 바 있다. 소련의 MESM 또한 IAS 기계보다 먼저 가동되었다.

폰 노이만은 명령어와 데이터, 입출력을 동일한 버스를 통해 접근해야 한다는 요구사항을 제시하였으며, 이는 나중에 폰 노이만 병목(von Neumann bottleneck)이라고 불리게 되었다.


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