Ансамбль параллельной обработки элементов
Ансамбль параллельной обработки элементов ( PEPE ) был одной из самых ранних систем параллельных вычислений . Белл начал исследовать эту концепцию в середине 1960-х годов как способ обеспечить высокопроизводительную вычислительную поддержку для систем противоракетной обороны (ПРО). Целью было создание компьютерной системы, которая могла бы одновременно отслеживать сотни приближающихся баллистических ракет боеголовок . [1] [2] [3] Единая система PEPE была создана корпорацией Burroughs в 1970-х годах, когда усилия армии США по ПРО уже сходили на нет. Позднее эта конструкция превратилась в научный компьютер Берроуза для коммерческих продаж, но отсутствие перспектив продаж привело к тому, что он был снят с рынка.
История
[ редактировать ]PEPE возник в результате прогнозов о том, какие силы межконтинентальных баллистических ракет можно было бы ожидать в случае полномасштабного советского нападения в 1970-х годах. Ракетные парки США и СССР росли в течение 1960-х годов, но более серьезной проблемой было быстрое увеличение количества боеголовок в результате перехода на разделяющиеся головные части с независимым наведением (РГЧ). Компьютеры, разработанные для системы Nike-X, во многом были похожи на такие системы, как IBM 7030 , и могли бы противостоять атакам, возможно, дюжины боеголовок, прибывающих одновременно. При использовании MIRV сотни целей, как боеголовок, так и ложных целей, прибудут одновременно, а используемые процессоры просто не будут иметь производительности, необходимой для достаточно быстрого анализа их траекторий, чтобы оставить время для их атаки. [1]
Bell Labs , которая была основным отраслевым партнером по предыдущим системам ПРО, предложила разработать новую систему, способную отслеживать от 200 до 300 ракет одновременно. Официально программа стартовала в 1969 году. Разработку возглавила System Development Corporation (SDC), которая была создана в 1955 году для разработки программного обеспечения для SAGE компьютерной системы ПВО . PEPE был разработан командой под руководством Джорджа Мюллера , бывшего сотрудника НАСА . Он описал конечную цель — производить 300 миллионов инструкций в секунду, что намного опережает современные системы. [4]
Первоначальная система испытательного стенда, «модель IC», была построена из 16 процессоров, состоящих из отдельных интегральных схем и подключенных к хосту IBM 360/65. Это было завершено в 1971 году. Это оказалось успешным, и в период с октября 1971 года по сентябрь 1972 года SDC и Honeywell подготовили окончательный проект. В ноябре компания Burroughs выиграла контракт на создание 36-процессорного прототипа полноразмерной 288-процессорной версии. Берроуз доставил PEPE в Центр передовых технологий защиты от баллистических ракет (часть Командования стратегической обороны армии США) в Хантсвилле, штат Алабама, в 1976 году. [2] Испытания, по-видимому, прошли успешно, но Белл пришел к выводу, что машина слишком дорогая для тех угроз, которые устранялись в рамках Программы защиты , развернувшейся в 1970-х годах. [1]
В конечном итоге система была отправлена в компанию McDonnell Douglas в Хантингтон-Бич, Калифорния . [а] После вывода из эксплуатации его отправили в Обернский университет , который где-то в конце 1980-х или начале 1990-х годов отказался от системы. [1]
Описание
[ редактировать ]Система PEPE основывалась на ряде взаимосвязанных шасси. Каждый из основных отсеков процессорных элементов может содержать 36 процессорных элементов (PE), расположенных в четыре ряда по девять PE. В отдельном аналогичном шасси размещался блок управления (CU) и простая системная консоль , отображающая статус. CU может контролировать до восьми ячеек, всего 288 PE. [1]
PE состоял из трех основных функциональных блоков : процессора с плавающей запятой (Arithmetic Unit, AU), который мог выполнять базовые арифметические операции, включая квадратные корни, а также отдельных входных (Correlation Unit, CU) и выходных (Associative Output Unit, AOU) генераторов адресов, которые мог определить ассоциативный адрес следующего элемента данных, который будет прочитан, и адрес вывода, чтобы результаты были упорядочены. Данные хранились в памяти с содержательной адресацией (ассоциативная адресация). [5] и в каждом блоке было 2 тыс. 32-битных слов (8 КБ). Обязанности вышедшего из строя PE могут быть переключены в режиме реального времени на любой другой PE, что обеспечивает значительную избыточность системы. [6]
В PEPE использовалась ассоциативная адресация, позволяющая быстро сопоставлять новые измерения с существующей информацией. Например, конкретный радар может осматривать участок неба каждые 2 секунды. Во время одного такого сканирования он может увидеть объект в определенном месте, и системе приходится быстро решить, является ли это новым всплеском или обновлением существующего. Система памяти предназначена для создания своего рода хэш-кода этой информации, который используется для извлечения данных, а не для поиска в памяти возможных совпадений на основе полей в данных. [6]
Каждый элемент обработки содержал минимум управляющей логики, при этом основная часть управления была сосредоточена в общем блоке управления. Блок управления считывал инструкции из памяти, декодировал их и выдавал всем процессорным элементам одновременно, так что элементы должны были выполнять одну и ту же инструкцию одновременно. Элементы были способны выполнять полную инструкцию по одному адресу, включая чтение и запись данных. [1] Программа в целом сохранялась и подавалась в PEPE из внешней системы, первоначально CDC 7600 . [6]
Система в целом работала синхронно и могла выполнять одну инструкцию с плавающей запятой за цикл. Обычно система работала на частоте 1 МГц, поэтому каждый PE выполнял около 1 MFLOPS, а система в целом — около 288 MFLOPS. Целочисленные инструкции выполнялись примерно в 100 раз быстрее, а производительность системы в целом составляла около 2880 MIPS. Это было намного быстрее, чем любая машина той эпохи. [6]
Burroughs B1700 В качестве испытательного и диагностического компьютера использовалась компьютерная система . Специальный пакет программного обеспечения под названием TRANSET, который выполнялся на B1700, использовался для отладки и обслуживания элементов обработки PEPE. [1]
Примечания
[ редактировать ]- ↑ Ранее считалось, что он отправился на остров Кваджалейн , где находится армейский полигон для испытаний баллистических ракет. [1]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж г час PEPE — ансамбль параллельной обработки элементов . Последнее обновление: 8 июня 2011 г.
- ^ Jump up to: а б Р. Майкл Форд (1990). Параллельные суперкомпьютеры в архитектуре SIMD (1-е изд.). ЦРК Пресс. п. 7 . ISBN 0-8493-4271-6 .
- ^ Ансамбль параллельной обработки элементов расширенной обработки данных в реальном времени (PEPE) , 30 июня 1973 г., итоговый отчет по контракту DAHC60-72-C-0031, подготовленный Корпорацией системного развития в Хантсвилле, штат Алабама, для усовершенствованной противоракетной обороны армии США. Агентство.
- ^ Доннелли, Дейдра (24 сентября 1976 г.). «Новое поколение компьютеров будет работать намного быстрее» . Тусонский гражданин .
- ^ «ПЕПЕ» . Берроуза B. Линия Июль 1977 года.
- ^ Jump up to: а б с д Сиднэм, Роберт (1976). ПЕПЕ, Суперкомпьютер . Корпорация системного развития.