모클리와 에커트 vs. 폰 노이만 - 에니악에 얽힌 이야기 2013 순천정원엑스포 ICT합동학술대회 (순천대학교) 모클리와 에커트 vs. 폰 노이만 - 에니악에 얽힌 이야기 2013년 6월 1일 오일석 전북대학교 컴퓨터공학부

줄거리 20세기 초에 이미, 진공관은 라디오와 레이더 장치 따위에 널리 활용되고 있었다. 하지만 전자 기술을 “계산”에 사용하겠다는 생각은 불과 몇 사람만 하였다. 심지어 그런 발상을 순진무구한 사람의 터무니없는 꿈으로 치부해버리는 태도가 대세였다. 이런 어려운 상황에서 1946년에 세계 최초의 전자식 컴퓨터 “에니악”이 탄생하고, 이로써 찬란한 컴퓨터 시대가 열린다. 이 강좌는 1940-1960년대의 초창기 컴퓨터 개발 과정에 대한 역사 이야기이다. 에니악을 개발한 모클리와 에커트의 영광스런 얼굴뿐 아니라, 저장 프로그램 아이디어를 둘러싸고 벌어지는 폰 노이만과의 갈등에 대해 이야기한다.

When Computers were Human … Mathematical Tables Project in New York City in the 1940s

2차 세계대전 중에 펜실베니어 대학의 무어스쿨 지하에서는 … 100여명의 수학을 전공한 여성 ‘컴퓨터’들이 계산에 몰두하고 있다. 대포를 위한 탄도 계산 “…사격표는 약 3000개의 궤적을 갖는데, 궤적마다 750번의 계산이 필요하다. 대략 한 명이 이 표를 계산하는데 4년이 걸린다. …” 골드스틴 대령의 고민 아프리카에서는 다 빗나간다. 빨리 탄도 표를 보내달라. 계산량은 많고, 계산은 느리고…

1941년 무어스쿨의 전자기술 강좌에서는 … 전자 기술의 확대를 목표로 군이 스폰서 청강생 모클리 (어시너스 대학 교수)와 조교 에커트 (무어스쿨 대학원생)의 만남 모클리의 꿈은 기상 예측을 위한 빠른 계산. “진공관 사용한 빠른 계산 장치를 만들 수 있나?” 에커트의 공학자 기질 (진공관 사용하여 레이더 장치 개선 경험) 의기 투합 “언젠가 같이 컴퓨터 만들어 보았으면…”

모클리와 골드스틴의 만남 “모클리 교수님, 진공관을 사용한 컴퓨터를 만들어주십시오. 가급적 빨리… 전쟁 때문에.” 군에서 자금 지원 받아냄. 프로젝트 PX (1943년) 미군의 분위기 “전쟁은 첨단 기술이다. 아이디어만 내라. 돈을 지원해 준다.”  2차 세계 대전 승리의 한 요인 “전쟁이 아니었으면 우리처럼 젊은 사람들에게 그런 거금을 제공하지 않았을 것입니다. 하지만 우리가 5년만 더 나이들었다면, ‘그건 무모한 일일거야’ ‘진정한 전자식 컴퓨터는 불가능해’ 하고 그만두었을 지도 모릅니다.” – 에커트의 회고 (당시 모클리 35, 골드스틴 29, 에커트 24세)

세상의 부정적 시각 그렇게 많은 진공관을 가진 장치는 불가능하다. 진공관의 불안정성. 걸핏하면 타버린다. 릴레이가 답이다. (하버드 대학의 에이킨) 그 당시 텔레비전이 약 30개의 진공관을 장착하였는데, 에니악은 약 5000개를 가질 것으로 예측되었다. 당시 진공관을 생산하는 RCA같은 회사도 그렇게 많은 진공관을 장착한 기계는 불가능할 것이라고 단언하고 프로젝트 참여를 거부하였다. RCA는 5000개가 번갈아 가며 타 버린다면 그 기계는 몇 분에 한 번씩 고장이 나 쓸모 없는 것이 될 것으로 본 것이다. 현실적으로 충분히 일리가 있는 진단이었다.

에니악 제작 ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) 작명 모클리의 비전과 과학. 에커트의 공학. 골드스틴의 행정 지원 우여곡절을 겪으며 에니악은 만들어지고… (어렴풋한 아이디어를 가지고 실물을 만들어야 하는 어려움. 시간에 쫒기며…)

설계에 커다란 흠이 있다. 스위치와 케이블 조작에 의한 프로그래밍 Stored program이란? 설계에 커다란 흠이 있다. 스위치와 케이블 조작에 의한 프로그래밍 저장 프로그램 (stored program) 방식이 필요하다. 하지만 늦었다. 원래 설계대로 간다. 전쟁 때문에… 후속 모델 에드박 구상. 모클리와 에커트는 저장 프로그램 개념을 알고 있었다. main memory program data

폰 노이만의 등장 저장 프로그램 아이디어는 누구의 것인가? 에버딘 기차역에서 골드스틴과 노이만의 우연한 만남 IAS 소속의 노이만은 에니악 비밀을 알게 되고… 에니악 팀에 합류 에니악과 에드박의 모든 아이디어를 망라하여 리포트 작성 저장 프로그램 아이디어는 누구의 것인가? 저명한 수학자 노이만의 리포트는 전세계에 뿌려지고, 모클리와 에커트는 억울하고… 우리는 컴퓨터를 ‘폰노이만 머신’이라 부르게 된다. First Draft of a Report on the EDVAC by John von Neumann, Contract No. W-670-ORD-4926, Between the United States Army Ordnance Department and the University of Pennsylvania Moore School of Electrical Engineering University of Pennsylvania June 30, 1945

펜과의 갈등 컴퓨터 시장에 대한 부정적 시각 에니악 특허는 얼떨결에 주었지만 에드박은 그럴 수 없다. 대학의 최후 통첩에 모클리와 에커트는 떠나기로 마음먹고 상업용 컴퓨터를 꿈꾸고 회사 설립 컴퓨터 시장에 대한 부정적 시각 호워드 에이킨은 “미국 전역을 통틀어 6 대 정도의 컴퓨터면 충분하다”고 공공연이 둘을 비웃었다. IBM의 부정적 입장. 여전히 ‘Tabulating machine’에 집중

둘의 성공과 좌절 기술적 성공 “유니백은 명품이다. 둘은 컴퓨터 시장을 열었다.” 사업적 실패. 자금이 부족하다. 래밍톤랜드에 인수당함 첫 제품은 1951년 3월에 국립 인구 조사국에 납품된다. 그해 6월에 공식적인 개통식을 하였는데, 그것은 컴퓨터의 상업용 시대가 도래하였음을 나타내는 기념비적인 사건이었다. 그 이후로 1954년까지 초기 모델이 20여대가 팔렸다. 주목할 점은 주요 고객이 정부나 군이 아닌 제너럴 일렉트릭, 듀퐁, 프랭클린 생명보험과 같은 민간 기업이라는 것이다.

에니악 특허 싸움 허니웰은, “에니악 특허는 무효이다. 특허료를 지불할 수 없다”라고 주장하며 스페리랜드를 대상으로 소송 아타나소프의 ABC가 최초이다. 모클리는, 아타나소프를 방문하여 ABC를 견학한 것은 사실이다. 하지만 ABC는 반자동이고 완성품도 아니었다. ABC에서 얻어온 아이디어는 없다. 1973년 라슨 판사는, ABC가 세계 최초이다. 에니악 특허는 무효이다.

모클리의 탄식 “너무 많은 것을 빼앗겼다” 세계 최초는 아타나소프에게 저장 프로그램은 폰 노이만에게 특허는 무효 유니백은 래밍톤랜드에게

에니악을 보고 싶으면… Four ENIAC panels and one of its three function tables, on display at the School of Engineering and Applied Science at the University of Pennsylvania

현대 기술인 칩으로 제작한다면… 1995년 펜실베이니어 대학의 학생들이 제작 ENIAC ENIAC-on-a chip Vacuum tubes 18000 - Transistors 250,000 Resistors 170,000 Capacitors 10,000 Footprint 80x3 ft 8x8 mm Clock speed 100 kHz 20 MHz Power 174 kW 0.5 W

1950년대와 1960년대를 지나며, 소프트웨어 시장이 열리고… 하드웨어가 발전하고… 1970년대 들어, 개인이 컴퓨터를 가지는 꿈이 현실로 나타나고…

메모리 기술 지연라인 메모리 에니악 누산기 (1950년대) 윌리엄스-킬번 튜브 (1940년대) (1950년대) 자기코어 (1960년대) 512바이트 세계최초 메모리 칩 (인텔, 1969년) 8바이트 메모리 칩 (삼성, 2011년) 2기가바이트

휴대용 메모리 기술

현대 컴퓨터와 비교하면… 65년이 흘러… Cray Jaguar 2010년 1위 슈퍼컴퓨터 초당 덧셈 개수 - 에니악 5000개 (달팽이) - 노트북 1억개 (치타) - 재규어 1759조개 (0.01초에 서울에서 미국까지 순간 이동) Cray Jaguar 2010년 1위 슈퍼컴퓨터 에니악 1946년 높이2.6m*폭0.9m*길이26m, 무게 약30톤

읽을 거리 추천 오일석, 컴퓨터 스토리, 교보문고, 2011.5. Scott McCartney, ENIAC, Walker publishing, 1999 블로그 http://blog.daum.net/isoh24