Кіріспе

Cray 3/SSS (Super Scalable System) – екі процессорлы Cray 3 компьютерді компьютердің негізгі жадысында толығымен негізделген жаңа SIMD өңдеу блогымен байланыстырған, жаппай параллельді суперкомпьютер жобасының алғашқы үлгісі. Кейіннен ол Cray T90 сериясына T94/SSS түрінде қосымша ретінде қарастырылды, бірақ мұндай құрылғы жасалғанына ешқандай дәлел жоқ.

Дизайн

SSS жобасы Supercomputing Research Center (SRC) инженері Кен Иобст параллель компьютерді жүзеге асырудың жаңа тәсілін байқағаннан кейін басталды. Бұрынғы, кеңейтілген SIMD жүйелері, мысалы Connection Machines, қарапайым процессор мен жергілікті жадтан тұратын көптеген жеке өңдеу элементтерінен құралды. Элементтен элементке жіберуге тиіс нәтижелер салыстырмалы түрде баяу жылдамдықпен желілік байланыстар арқылы берілді. Бұл көптеген параллель жобалардағы маңызды шектеуші фактор болды, ол олардың қолданылуын тек өзара тәуелділіктерді азайтуға болатын белгілі бір салалармен ғана шектеді. Иобсттің идеясы – деректерді бөлек желі арқылы тасымалдаудың орнына Cray 3 суперкомпьютерінің өте жылдам шашырату/жинау аппараттық құралдарын пайдалану болды. Бұл «кәдімгі» аппараттық құралдарға негізделген жүйелерге қарағанда кемінде бір рет үлкен өнімділік беретін еді. Одан да жақсысы, машинада толыққанды Cray 3 процессоры болады, бұл машинаның проблеманың ерекшеліктеріне байланысты SIMD немесе векторлық нұсқауларды пайдалануына мүмкіндік беретін еді. Енді тек процессорды таңдау ғана қалды. Cray 3-те күрделі есептеулер үшін векторлық процессор болғандықтан, SIMD процессорлары өте қарапайым болуы мүмкін, тек ең негізгі нұсқауларды орындап қана қояды. Осы жерде SSS тұжырымдамасы шынымен ерекше болды: SIMD машиналарының көпшілігіндегі мәселе деректерді жылжыту болғандықтан, Иобст процессорларды тікелей SRAM чиптеріне енгізуді ұсынды. Жад әдетте RAM чиптерінде қатар/баған түрінде ұйымдастырылады, чиптегі контроллер чиптен сұралған деректерді қатар бойында параллель оқып, содан кейін нәтижелерді 32 немесе 64 биттік сөздерге біріктіріп, процессормен өңдеуге жібереді. SSS тұжырымдамасында чиптерде бір бағандағы барлық қатарлармен бір уақытта жұмыс істейтін бір биттік компьютерлер тізбегі болады – бұл процессорлар деректерге өте жоғары жылдамдықпен, әдеттегіден 100 есе жылдам қол жеткізе алады дегенді білдіреді. Мұға дейін шашырату/жинау аппараттық құралдарымен іске асырылған «желі» жылдамдығын қоссақ, жүйені қолданыстағы SIMD жүйелерінен әлдеқайда үлкен өлшемдерге дейін кеңейтуге болады. Әрбір процессор 100 нс (10 МГц) тиімді циклдық жылдамдықпен әр 200 наносекунд сайын екі команданы қабылдай алады. 1 024 000 процессормен толық жабдықталған жүйенің жалпы өңдеу қабілеті 32 TFlops құрайды.

Құрылыс

1994 жылдың тамызында ҰҚА Cray Computer Corporation (CCC) компаниясына 512 000 процессорлық жүйені, әрбір RAM чипіне 2048 процессордан орналастыру бойынша тапсырыс берді. National Semiconductor компаниясы Iobst-тың жобасын жасау үшін таңдалды, онда Марк Нордер мен Дженнифер Шредер жобаны өңдеп, өндіріс үшін дайындады. 256 000 процессордан тұратын машинаның бірінші бөлігі 1995 жылдың 2 наурызында алғаш рет іске қосылды. (1995 жылдың 24 наурызында Cray Computer Corp. АҚШ банкроттық кодексінің 11-тарауы бойынша өздігінен банкротқа өтініш берді.)