BBN «Көбелек» – 1980-ші жылдарғы параллель компьютер

Кіріспе

BBN Butterfly – 1980 жылдары Bolt, Beranek және Newman компаниясы құрастырған үлкен параллельді компьютер. Ол құрылымына жатқан "көбелек" көп сатылы коммутациялық желісінің атымен аталады. Әрбір машинада 512-ге дейін процессор (CPU) болған, олардың әрқайсысының жеке жадысы бар еді, оларды қосып, кез келген процессордың басқа процессордың жадысына қол жеткізуіне мүмкіндік жасауға болады, бірақ өзінің жадына қарағанда едәуір үлкен кешігумен (шамамен 15:1). Процессорлар стандартты микропроцессорлар болды. Жад адресі ортақ болды. Бірінші буыны Motorola 68000 процессорларын, одан кейін 68010 нұсқасын пайдаланды. Butterfly Connect осы компьютер үшін арнайы әзірленді. GP 1000 екінші немесе үшінші буыны Motorola 68020 процессорларын қолданып, 256 процессорға дейін кеңейтілді. Кейінірек, TC 2000 модельдері Motorola MC88100 процессорларын пайдаланып, 512 процессорға дейін кеңейтілді. Butterfly бастапқыда Voice Funnel ретінде әзірленді, ол ST II протоколы үшін IP желілері арқылы дауыс және бейне сигналдарын жеткізуге арналған маршрутизатор болды. Butterfly аппараттық құралы кейіннен DARPA-ның кеңжолақты спутниктік желісінің Butterfly Satellite IMP (BSAT) пакеттік коммутаторында қолданылды, ол 3 Мбит/с ортақ спутниктік арна арқылы АҚШ-тың әртүрлі аймақтарында жұмыс істеді. 1980 жылдардың соңында бұл желі жердегі кеңжолақты желіге айналды, ол жердегі T1 тізбектеріне негізделген, ортақ спутниктік арнаның орнына, ал BSAT – кеңжолақты пакеттік коммутаторға (WPS) айналды. BBN-де DARPA қолдауымен жүзеге асырылған тағы бір жоба IP қабатында әртүрлі желілерді байланыстыру үшін Butterfly Multiprocessor Internet Gateway (Интернет маршрутизаторы) құрылымын жасады. BSAT сияқты, Butterfly Gateway желілік интерфейстерде маршруттау есептеулері мен кіріс-шығыс операцияларын біріктіре отырып, және желілік байланыстарды қамтамасыз ету үшін Butterfly коммутациялық құрылымын пайдалана отырып, Интернет шлюздерінде қолданылып келген ортақ шиналы миникомпьютерлік архитектурасының шектеулерін жойды. Бұл байланыс жылдамдығын едәуір арттырды. Butterfly Chrysalis деп аталатын меншік операциялық жүйемен басталды, бірақ 1989 жылы Mach ядролық операциялық жүйесіне көшті. Жадқа қол жеткізу уақыты біркелкі болмаса да, машина SMP жад семантикасын қолдады және симметриялық мультипроцессор ретінде жұмыс істей алатын. 128 процессордан тұратын ең үлкен конфигурацияланған жүйе Рочестер университетінің компьютерлік ғылымдар факультетінде орналасқан. Жеткізілген жүйелердің көпшілігі шамамен 16 процессордан тұрды. Қазіргі таңда мұражайларда осындай конфигурациялар кездеспейді. Кем дегенде бір жүйе DARPA автономды көлігінде орналасқан деп есептеледі. Butterfly үшін жасалған параллель бағдарламаны жөндеу құралы TotalView платформадан кейін де қолданылып, басқа да көптеген параллельді машиналарға ауыстырылды.

The BBN Butterfly was a massively parallel computer built by Bolt, Beranek and Newman in the 1980s. It was named for the "butterfly" multi stage switching network around which it was built. Each machine had up to 512 CPUs, each with local memory, which could be connected to allow every CPU access to every other CPU's memory, although with a substantially greater latency (roughly 15:1) than for its own. The CPUs were commodity microprocessors. The memory address space was shared. The first generation used Motorola 68000 processors, followed by a 68010 version. The Butterfly connect was developed specifically for this computer. The second or third generation, GP 1000 models used Motorola 68020's and scaled to 256 CPUs. The later, TC 2000 models used Motorola MC88100's, and scaled to 512 CPUs. The Butterfly was initially developed as the Voice Funnel, a router for the ST II protocol intended for carrying voice and video over IP networks. The Butterfly hardware was later used for the Butterfly Satellite IMP (BSAT) packet switch of DARPA's Wideband Packet Satellite Network which operated at multiple sites around the US over a shared 3 Mbit/s broadcast satellite channel. In the late 1980s, this network became the Terrestrial Wideband Network, based on terrestrial T1 circuits instead of a shared broadcast satellite channel and the BSAT became the Wideband Packet Switch (WPS). Another DARPA sponsored project at BBN produced the Butterfly Multiprocessor Internet Gateway (Internet Router) to interconnect different types of networks at the IP layer. Like the BSAT, the Butterfly Gateway broke the contention of a shared bus minicomputer architecture that had been in use for Internet Gateways by combining the routing computations and I/O at the network interfaces and using the Butterfly's switch fabric to provide the network interconnections. This resulted in significantly higher link throughputs. The Butterfly began with a proprietary operating system called Chrysalis, but moved to a Mach kernel operating system in 1989. While the memory access time was non uniform, the machine had SMP memory semantics, and could be operated as a symmetric multiprocessor. The largest configured system with 128 processors was at the University of Rochester Computer Science Department. Most delivered systems had about 16 processors. No known configurations appear to be in museums. At least one system is thought to be sitting within a DARPA autonomous vehicle. TotalView, the parallel program debugger developed for the Butterfly, outlived the platform and was ported to a number of other massively parallel machines.