ИЛЛИАК

ILLIAC ( Иллинойский автоматический компьютер ) — серия суперкомпьютеров, построенных в различных местах, некоторые из них — в Университете Иллинойса в Урбане-Шампейне . Всего в период с 1951 по 1974 год в этой серии было построено пять компьютеров. Это название используется и в некоторых более современных проектах.

Архитектурный проект

Архитектура первых двух компьютеров UIUC была взята из технического отчета комитета Института перспективных исследований (IAS) в Принстоне , First Draft of a Report on EDVAC (1945), под редакцией Джона фон Неймана (но с идеями от Эккерта, Мочли и многих других.) Конструкции, представленные в этом отчете, не тестировались в Принстоне до тех пор, пока в 1953 году не была завершена работа над более поздней машиной JOHNNIAC . Однако технический отчет оказал большое влияние на вычислительную технику в 1950-х годах и использовался в качестве образца для многих других компьютеров , в том числе двух в Университете Иллинойса, которые были завершены до того, как Принстон завершил работу над Джонниаком. Университет Иллинойса был единственным учреждением, создавшим два экземпляра машины IAS. Честно говоря, несколько других университетов, включая Принстон, изобрели новые технологии (новые типы памяти или устройств ввода-вывода) во время создания своих компьютеров, что задержало реализацию этих проектов. Для ILLIAC I, II и IV студенты, связанные с IAS в Принстоне. ( Абрахам Х. Тауб , Дональд Б. Гиллис , Дэниел Слотник ) сыграли ключевую роль в разработке компьютеров. ^[1]

ОРДВАК

ORDVAC был первым из двух компьютеров, построенных по контракту в Университете Иллинойса. ORDVAC был завершен весной 1951 года и проверен летом. Осенью он был доставлен на США армии Абердинский полигон и прошел проверку примерно за неделю. В рамках контракта Университету Иллинойса были предоставлены средства для создания второго идентичного компьютера, известного как ILLIAC I.

ИЛЛИАК I

ILLIAC I был построен в Университете Иллинойса на основе той же конструкции, что и ORDVAC . Это был первый архитектурный компьютер фон Неймана , созданный и принадлежавший американскому университету. Принят на вооружение 22 сентября 1952 года.

ILLIAC I был построен с 2800 электронными лампами и весил около 5 тонн. ^[2] К 1956 году он приобрел больше вычислительной мощности, чем все компьютеры Bell Labs вместе взятые. Данные были представлены в 40- битных словах , из которых 1024 могли храниться в основной памяти, а 12800 — в барабанной памяти .

Сразу после запуска спутника в 1957 году ILLIAC I использовался для расчета эфемерид орбиты спутника, позже опубликованных в журнале Nature . ^[3]

ILLIAC I был выведен из эксплуатации в 1963 году, когда ILLIAC II (см. ниже) вступил в строй.

ИЛЛИАК II

ILLIAC II был первым транзисторным и конвейерным суперкомпьютером , созданным Университетом Иллинойса. ILLIAC II и IBM 7030 Stretch были двумя конкурирующими проектами по созданию транзисторных суперкомпьютеров первого поколения. ^[4]. ILLIAC II представлял собой асинхронную логическую конструкцию. На момент своего создания в 1958 году он был в 100 раз быстрее конкурирующих машин того времени. Он вступил в строй в 1962 году, на два года позже, чем ожидалось.

ILLIAC II имел 8192 слова основной памяти , подкрепленные 65 536 словами на магнитных барабанах. Время доступа к памяти ядра составляло от 1,8 до 2 мкс. Время доступа к магнитному барабану составляло 7 мкс. Также был предусмотрен «быстрый буфер» для хранения коротких циклов и промежуточных результатов (аналогичный по концепции тому, что сейчас называется кешем). Время доступа к «быстрому буферу» составляло 0,25 мкс.

Размер слова составлял 52 бита. Числа с плавающей запятой использовали формат с 7 битами экспоненты (степень 4) и 45 битами мантиссы . Инструкции имели длину 26 или 13 бит, что позволяло упаковывать до 4 инструкций на слово памяти. Конвейерные функциональные блоки назывались расширенным управлением , управлением с задержкой и взаимодействием . Компьютер использовал независимую от скорости схему Мюллера (т.е. Muller C-Element ) для части схемы управления.

В 1963 году Дональд Б. Гиллис (разработавший систему управления) использовал ILLIAC II, чтобы найти три простых числа Мерсенна с 2917, 2993 и 3376 цифрами — самые большие простые числа, известные в то время.

Хидео Айсо ( 相磯秀夫 , 1932-) из Японии участвовал в программе разработки и с сентября 1960 года разработал арифметико-логическое устройство . ^[5]

ИЛЛИАК III

ILLIAC III — компьютер с мелкозернистым распознаванием образов SIMD, созданный Университетом Иллинойса в 1966 году.

Первоначальной задачей ILLIAC была обработка изображений экспериментов с пузырьковой камерой, используемых для обнаружения ядерных частиц. Позже его использовали на биологических изображениях. Машина сгорела в результате пожара, вызванного замыканием вариака на одной из скамеек с деревянной столешницей в 1968 году.

ИЛЛИАК IV

ILLIAC IV был одной из первых попыток создания компьютера с массовым параллелизмом. Ключом к проекту, задуманному Дэниелом Слотником, директором проекта, был довольно высокий уровень параллелизма (до 256 процессоров), используемый для того, чтобы позволить машине работать с большими наборами данных в том, что позже будет известно как обработка массивов . Машина должна была иметь 4 квадранта. Каждый квадрант имел блок управления (CU) и 64 процессорных элемента (PE). Первоначально компания Texas Instruments взяла на себя обязательство создавать элементы обработки (PE) на основе крупномасштабных интегральных схем (LSI). Спустя несколько лет после запуска проекта компания TI отказалась и заявила, что не может производить чипы LSI по контрактной цене. Это потребовало полной перестройки конструкции с использованием интегральных схем среднего размера, что привело к большим задержкам и значительному увеличению затрат. Это также привело к сокращению системы с четырех квадрантов до одного, поскольку версия MSI должна была быть во много раз больше, чем версия LSI. Это привело к тому, что БЧ вытащил «карты» площадью порядка двух квадратных футов. Для PE то, что должно было быть стружкой диаметром около 1 дюйма, теперь стало примерно 6 на 10 дюймов. Пространство, мощность и кондиционер (не говоря уже о бюджете) не позволяли создать четырехквадрантную машину. Машина была 10 футов в высоту, 8 футов в глубину и 50 футов в длину. В любой момент времени от CU по проводам к PE может быть отправлено 10-12 инструкций. Источники питания для машины были настолько большими, что потребовалось спроектировать однорычажный вилочный погрузчик для снятия и повторной установки источника питания. Шины электропитания на машине охватывали расстояние более трех футов и по форме напоминали осьминога. Автобусы из толстой меди были покрыты эпоксидной смолой, которая часто трескалась, что приводило к образованию шорт и множеству других проблем. ILLIAC IV был разработан Burroughs Corporation и построенный в квадрантах в Грейт-Вэлли, штат Пенсильвания, в период с 1967 по 1972 год. Он имел традиционную архитектуру одноадресного аккумулятора, а не революционную стековую архитектуру, впервые использованную Burroughs в машинах 5500/6500. Фактически Illiac IV был разработан как «внутренний процессор» для B6700. Перерасход средств, вызванный неполучением микросхем LSI и другими ошибками проектирования компании Burroughs (блок управления был построен с положительной логикой, а PE - с отрицательной логикой и т. д.), сделали проект несостоятельным. ^{[ нужна ссылка ]}

Начиная с 1970 года машина стала предметом студенческих демонстраций в Иллинойсе. Во-первых, проект был тайно создан на территории кампуса. Когда это утверждение оказалось ложным, акцент сместился на роль университетов в секретных военных исследованиях. Слотник был не сторонником запуска на машине секретных программ. ARPA хотела, чтобы машинное отделение было заключено в медь, чтобы предотвратить перехват секретных данных за пределами объекта. Слотник отказался это сделать. Он пошел еще дальше и настоял на том, чтобы все исследования, проведенные на «Иллиаке IV», были опубликованы. Если бы машина была установлена в Урбане, это было бы именно так. Однако две вещи стали причиной того, что машину доставили в НАСА Эймс. Во-первых, Слотник был обеспокоен тем, что физическое присутствие машины на территории кампуса может спровоцировать насилие со стороны студенческих радикалов. Это, а также требование провести секретное исследование с помощью машины побудило ARPA переместить машину в Исследовательский центр Эймса НАСА, где она была установлена в безопасной среде. Машина так и не была доставлена в Иллинойс и прибыла в 1972 году. В 1972 году, когда в НАСА работал первый (и единственный квадрант), она была в 13 раз быстрее, чем любая другая машина, действовавшая в то время. Блок управления, несколько PE и его 10-мегабайтные накопители сегодня можно увидеть в Музее истории компьютеров в Калифорнии.

КЕДР

CEDAR представлял собой иерархический суперкомпьютер с общей памятью, завершенный в 1988 году. Команду разработчиков возглавлял профессор Дэвид Кук . Эта система SMP (симметричная многопроцессорная обработка) воплотила в себе достижения в области межсетевых связей, поддержки параллелизма блоками управления, оптимизации компиляторов, а также параллельных алгоритмов и приложений. Иногда его называют ILLIAC V.

ИЛЛИАК 6

Разработка ILLIAC 6 началась в начале 2005 года в Университете Иллинойса Урбана-Шампейн под руководством Ладди Харрисона. ^[6] Он был задуман как коммуникационный суперкомпьютер с 65536 узлами, использующий обычные процессоры цифровых сигналов в качестве вычислительных узлов. ^[7] Он был рассчитан на более чем 1,2 квадриллиона операций умножения-накопления в секунду и двухсекционную пропускную способность более 4 терабайт в секунду. ^[8]

Доверенный ИЛЛИАК

Проект Trusted ILLIAC был завершен в 2006 году в в Урбана-Шампейн Университета Иллинойса Координированной научной лаборатории и Информационном институте . Это был Linux- кластер из 256 узлов, каждый из которых имел два процессора.

Доверенные узлы ILLIAC содержали встроенные FPGA для обеспечения интеллектуальных компиляторов и моделей программирования, оценки и проверки системы, настраиваемых механизмов доверия, автоматического управления сбоями, онлайн-адаптации и множества других настраиваемых инфраструктур доверия. Каждый узел имел доступ к 8 ГБ памяти по шине 6,4 ГБ/с и подключался через PCI-Express 8 ГБ/с к FPGA. со скоростью 2,5 ГБ/с Сеть InfiniBand обеспечивает межузловое соединение. Система была создана при помощи и поддержке Hewlett-Packard , AMD и Xilinx . ^[9]

См. также

Ссылки

^ Компьютер от Паскаля до фон Неймана, Герман Х. Голдстайн . Издательство Принстонского университета. 1972. С. 292, 307 . ISBN 0-691-08104-2 .
^ «Иллиак I» . Physics.illinois.edu . Проверено 16 ноября 2023 г.
^ И. Р. Кинг, Г. К. МакВитти, Г. В. Свенсон-младший и С. П. Вятт-младший, «Дальнейшие наблюдения первого спутника», Nature , № 4593, 9 ноября 1957 г., с. 943
^ Элис Э.Д. Гиллис, жена Дональда Б. Гиллиса (30 июня 2005 г.). «личное общение». Stretch и ILLIAC II были конкурентами. ILLIAC II был всеобщим достоянием, и Stretch извлек выгоду из технических отчетов UIUC. Исследователи Университета Иллинойса ласково назвали проект IBM «Святая рвота». {{cite web}}: Отсутствует или пусто |url= ( помощь )
^ «Пионер компьютеров в Японии» . Японское общество обработки . Архивировано из оригинала 22 июля 2008 . информации г.
^ «Лудди Харрисон» . Страница факультета . Университет Иллинойса Урбана-Шампейн. Архивировано из оригинала 26 сентября 2011 года . Проверено 21 апреля 2011 г.
^ Шон Келлер (13 июля 2006 г.). «ILLIAC 6 (illiac6.cs.uiuc.edu) Коммуникационный суперкомпьютер» (PDF) . Плакат Летнего института реконфигурируемых систем . Проверено 21 апреля 2011 г. ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}
^ Ладди Харрисон (2005). «Analog Devices Incorporated TigerSHARC» (PDF) . Серия презентаций процессоров . Архивировано из оригинала (PDF) 15 апреля 2010 г. Проверено 14 мая 2014 г.
^ «Trusted ILLIAC расширяет границы надежных вычислений» (PDF) . На наших часах . Том. 1, нет. 1. Канцелярия ректора Иллинойского университета в Урбана-Шампейн. 27 июля 2006 г. с. 5. Архивировано из оригинала (PDF) 1 сентября 2006 г. Проверено 21 апреля 2011 г. Включает изображение ILLIAC I.

Внешние ссылки

Устное историческое интервью с Джином Х. Голубом . Институт Чарльза Бэббиджа , Университет Миннесоты. Голуб обсуждает конструкцию компьютера ILLIAC, работу Ральфа Мигера и Дэвида Уиллера над проектом ILLIAC; программирование; и первые пользователи ILLIAC в Университете Иллинойса.
Устные исторические интервью на компьютерах ILLIAC . Институт Чарльза Бэббиджа , Университет Миннесоты. Интервью включают Германа Х. Голдстайна и его связь с компьютером IAS ; Стивен Лукасик и финансирование ARPA; Дэвид Уиллер , который работал в ILLIAC и преподавал в Иллинойсе в 1951–53 годах.
Руководство по программированию на машинном языке ILLIAC I
ILLIAC I Руководства
ILLIAC II Руководство
Веб-сайт ИЛЛИАК 6
Надежный веб-сайт ILLIAC

[1] Компьютер от Паскаля до фон Неймана, Герман Х. Голдстайн . Издательство Принстонского университета. 1972. С. 292, 307 . ISBN 0-691-08104-2 .

[2] «Иллиак I» . Physics.illinois.edu . Проверено 16 ноября 2023 г.

[3] И. Р. Кинг, Г. К. МакВитти, Г. В. Свенсон-младший и С. П. Вятт-младший, «Дальнейшие наблюдения первого спутника», Nature , № 4593, 9 ноября 1957 г., с. 943

[4] Элис Э.Д. Гиллис, жена Дональда Б. Гиллиса (30 июня 2005 г.). «личное общение». Stretch и ILLIAC II были конкурентами. ILLIAC II был всеобщим достоянием, и Stretch извлек выгоду из технических отчетов UIUC. Исследователи Университета Иллинойса ласково назвали проект IBM «Святая рвота». {{cite web}}: Отсутствует или пусто |url= ( помощь )

[5] «Пионер компьютеров в Японии» . Японское общество обработки . Архивировано из оригинала 22 июля 2008 . информации г.

[6] «Лудди Харрисон» . Страница факультета . Университет Иллинойса Урбана-Шампейн. Архивировано из оригинала 26 сентября 2011 года . Проверено 21 апреля 2011 г.

[7] Шон Келлер (13 июля 2006 г.). «ILLIAC 6 (illiac6.cs.uiuc.edu) Коммуникационный суперкомпьютер» (PDF) . Плакат Летнего института реконфигурируемых систем . Проверено 21 апреля 2011 г. ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}

[8] Ладди Харрисон (2005). «Analog Devices Incorporated TigerSHARC» (PDF) . Серия презентаций процессоров . Архивировано из оригинала (PDF) 15 апреля 2010 г. Проверено 14 мая 2014 г.

[9] «Trusted ILLIAC расширяет границы надежных вычислений» (PDF) . На наших часах . Том. 1, нет. 1. Канцелярия ректора Иллинойского университета в Урбана-Шампейн. 27 июля 2006 г. с. 5. Архивировано из оригинала (PDF) 1 сентября 2006 г. Проверено 21 апреля 2011 г. Включает изображение ILLIAC I.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]