Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Alliant Computer Systems Corporation – параллель есептеу жүйелерін жобалап және өндірген компьютерлік компания. Pyramid Technology және Sequent Computer Systems компанияларымен бірге Alliant машиналары симметриялық көппроцессорлық нарықтың алғашқыларын құрады. Бұл топтағы ең табысты компаниялардың бірі ретінде, Alliant жүйелерінің 650-ден астамы өндірілді. Компания бірқатар қаржылық мәселелерге тап болып, 1992 жылы банкротқа ұшырады.
Alliant Computer Systems Corporation was a computer company that designed and manufactured parallel computing systems. Together with Pyramid Technology and Sequent Computer Systems, Alliant's machines pioneered the symmetric multiprocessing market. One of the more successful companies in the group, over 650 Alliant systems were produced over their lifetime. The company was hit by a series of financial problems and went bankrupt in 1992.
1980 жылдар
Alliant компаниясы 1982 жылғы мамыр айында Dataflow Systems ретінде Рон Грунер, Крейг Манди және Рич МакЭндрюлер құрған, ғылыми және инженерлік қолданушыларға Cray Computer және ұқсас жоғары деңгейлі өндірушілерден қарағанда кішкентай, арзан машиналар жасау мақсатымен құрылды. Бұл нарық сегментіне арналған машиналар кейіннен шағын суперкомпьютерлер деп аталды. Сол кезде баға/өнімділік арасында үлкен айырмашылық болды, себебі жоғары конфигурацияланған VAX 11/780 шамамен 1 млн АҚШ долларына MIP және MegaFLOP өнімділігіне ие болса, ал Cray 1S немесе Cray 1M 10 млн АҚШ долларынан астам тұратын. Alliant компаниясының алғашқы машиналары 1985 жылы FX сериясынан бастап шығарылды. FX сериясы 18" x 18" тақталардың төрт түрінен тұрады: Есептеу элементтері (CE), жүйелік кэш, интерактивті процессор (IP) кэш және жад модульдері. Әрбір тақта арнайы жоғары тығыздықты коннектор арқылы артқы панельге қосылады. Кэштер мен жад модульдері бір-бірімен 2 x 64 биттік шина арқылы, DMB (Dataflow Memory Bus) арқылы байланысады. Артқы панель активті болды және 8 x 4 кроссбарлық коммутаторды (FX/8) қамтыды, ол кез келген CE-ге екі жүйелік кэштегі төрт кэш портының біріне қосылуға мүмкіндік берді. Жалпы кэш ені 376 МБ/с құрады. CE құрамына Weitek 1064/1065 FPU жиынтығы және бейімделген векторлық процессорды іске асыру үшін бірнеше арнайы жасалған қолдау чиптері кірді. Скалярлық нұсқаулар жиынтығы Motorola 68000 архитектурасына негізделген. Жылжымалы нүктелік нұсқаулар жиынтығы, векторлық нұсқаулар жиынтығы және бірмезгілділік нұсқаулар жиынтығы – Alliant компаниясы жасаған арнайы копроцессорлық нұсқаулар жиынтығы. Ортақ жүйелік кэш және арнайы бірмезгілділік шинасы төмен күту уақытымен бірмезгілділік бақылауын жүзеге асырды, оны жоғары деңгейдегі тілдердің компиляторлары автоматты түрде пайдаланып, CE арасында деректерді параллель өңдеуді қамтамасыз ете алады. Бастапқы CE үшін скалярлық нұсқау циклының уақыты 170 нс болды, ал векторлық процессор скалярлық процессордан екі есе жылдам болды, цикл уақыты 85 нс. Әрбір IP кэшінде интерактивті процессорларға (IP) ленталық кабельдер арқылы қосылатын үш порт болды, олар Motorola 68012, содан кейін Motorola 68020 және Motorola 68030 процессорларын, 4 МБ жергілікті жадты Multibus форматында, 13 ұялы Multibus шассиіне қосылған күйде қолданды. Жады модульдері 8 МБ көлемде болды және ECC-мен төрт бағытта араласқан. Оқу ені 188 МБ/с құрады. Көптеген ертедегі көппроцессорлық жүйелер сияқты, FX сериясы 4.2 BSD Unix нұсқасын, Concentrix деп аталатын IP және CE-де іске қосты, ол бастапқыда көппроцессорлық қолдауды және жаңа VM және IO қосалқы жүйелерін қосты. Кейінгі нұсқалары жолақты Track File System (TFS) және нақты уақытты кестелеуді (FX/RT) қолдау сияқты мүмкіндіктерді қосты. Жүйелер ішіндегі CE-дің ең үлкен санына сәйкес нөмірленді, FX/1, FX/4 және FX/8. Alliant машиналары салыстырмалы түрде кішкентай болды, FX/1 үлкен толық биіктіктегі компьютердің мөлшерімен тең болды, ал FX/8 VAX 11/780-ден кіші болды, шамамен үлкен көшірме машинаның мөлшерімен тең. Барлық жүйелер ауамен салқындатылды. FX/1 жылдамдығы шамамен 2,5 MIPS (секундына миллион нұсқау) болды және 1 MIPS VAX 11/780-мен салыстырғанда жақсы көрсеткіштерді берді. Толық толтырылған сегіз CE-лі FX/8, жиынтық MIPS сегіз есеге дейін жоғары болғандықтан, параллель есептеудің жоғары деңгейін қамтамасыз ететін мәселелерді шешуде FX/1-ден бес есеге жуық жылдам болды (Amdahl заңына қараңыз). 1988 жылдың басында ұсынылған FX машиналарының екінші сериясы CE-ні PIN-ке сәйкес келетін жаңа арнайы аппараттық құралмен, Advanced Computational Element (ACE) деп аталатын құралмен ауыстырды. Weitek FPU-лар Bipolar Integrated Technology компаниясы жасаған жылжымалы нүктелі чипсетпен ауыстырылды, ол 32 64 биттік векторлық элементтерден, 8 64 биттік скалярлық жылжымалы нүктелі регистрлерден, 8 32 биттік бүтін сандық регистрлерден және 8 32 биттік адрестік регистрлерден тұратын қайта жобаланған векторлық процессордың ядросын құрады. Жаңа векторлық процессор регистр ішіндегі цикл уақытын 42 нс-қа дейін қысқарту арқылы векторлық өңдеу жылдамдығын арттырды. Скалярлық нұсқау циклының уақыты, кэш және жад ені өзгеріссіз қалды. ACE, одан да озық ASIC-терді пайдалану арқасында жоғары интеграциялық деңгейге ие болды, сонымен қатар баспа схемалық тақтаға азайтылған орынды қажет етті, бұл оған негізгі шассидегі басқа жүйелік тақталар қолданатын 18x18 дюймдік квадрат пішінге оралуға мүмкіндік берді. Бұлар FX/40, FX/80 және VFX машиналарында қолданылды. Сонымен қатар, PIN үйлесімділігінің арқасында, қолданыстағы FX/4 және FX/8 жүйелерін FX/40 және FX/80 конфигурацияларына CE-ні ACE-мен ауыстыру және жүйелік дискідегі микрокод файлын жаңарту арқылы жаңартуға болады. Алайда, CE және ACE аралас конфигурациялы жүйелер қолдау көрсетілмеді. Кішкентай FX/1 шассидегі салқындату шектеулеріне байланысты жаңарту мүмкін болмады. Alliant машиналары үшін бірқатар бағдарламалық пакеттерді ұсынды, соның ішінде сызықтық теңдеулерді шешуге арналған (FX/Skyline Solver), C компиляторы (FX/C compiler) және ғылыми кітапханалар (FX/Linpack және FX/Eispack).
Alliant was founded, as Dataflow Systems, in May 1982 by Ron Gruner, Craig Mundie and Rich McAndrew to produce machines for scientific and engineering users who needed smaller, less costly machines than offerings from Cray Computer and similar high end vendors. Machines that addressed this market segment later became known as minisupercomputers. At the time there was a huge gap on the price/performance curve as a highly configured VAX 11/780 had a performance of about a MIP and MegaFLOP for around $1M USD and a Cray 1S or Cray 1M over $10M USD. Alliant's first machines were announced in 1985, starting with the FX series. The FX series consisted of four types of 18" x 18" boards: Computational Elements, or CEs, System Cache, Interactive Processor (IP) Cache, and Memory Modules. Each board plugged into a backplane using a special high density connector. The caches and memory modules all communicated with each other over a 2 x 64 bit bus called the DMB (Dataflow Memory Bus). The backplane was an active backplane and it contained an 8 x 4 crossbar switch (FX/8) that allowed any CE to connect to one of four cache ports, two on each System Cache. Total cache bandwidth was 376 MB/s. The CEs included a set of Weitek 1064/1065 FPU's and several custom designed support chips to implement a custom vector processor. The scalar instruction set was based upon the popular Motorola 68000 architecture. The floating point instruction set, vector instruction set, and concurrency instruction set were all custom co processor instruction sets designed by Alliant. The shared system cache and a special concurrency bus implemented low latency concurrency control that could be exploited automatically by high level language compilers to provide data parallel processing among the CEs. The scalar instruction cycle time for the original CE was 170 ns, the vector processor was twice as fast as the scalar processor with a cycle time of 85 ns. Each IP Cache had three ports that connected via ribbon cables to Interactive Processors, IPs, which used Motorola 68012's and, subsequently Motorola 68020's and then Motorola 68030's with 4 MB of local RAM in a Multibus form factor plugged into a 13 slot Multibus chassis. Memory modules were 8 MB each and four way interleaved with ECC. Read bandwidth was 188 MB/s. Like many early multiprocessing systems, the FX series ran a version of 4.2 BSD Unix on the IPs and CEs, known as Concentrix which initially added multiprocessor support and new VM and IO sub systems. Subsequent releases added features such as the first striped Track File System (TFS) and support for real time scheduling (FX/RT). Systems were numerated for the largest potential number of CEs inside, the FX/1, FX/4 and FX/8. Alliant machines were fairly small, the FX/1 was about the size of a large full height PC, while the FX/8 was smaller than a VAX 11/780, about the size of a large photocopier. All the systems were air cooled. The speed of an FX/1 was about 2.5 MIPS (million instructions per second) and compared favorably to the 1 MIPS VAX 11/780. A fully populated eight CE FX/8, with eight times the aggregate MIPS, was in practice around five times faster than the FX/1 at solving problems that allowed a high degree of parallel computation (see Amdahl's law). A second series of FX machines, introduced in early 1988, replaced the CE with pin compatible new custom hardware known as the Advanced Computational Element (ACE). The Weitek FPUs were replaced by a floating point chipset made by Bipolar Integrated Technology which formed the core of a redesigned vector processor with 32 64 bit vector elements, 8 64 bit scalar floating point registers, 8 32 bit integer registers, and 8 32 bit address registers. The new vector processor increased vector processing speed by reducing the in register cycle time to 42 ns. The scalar instruction cycle time, cache and memory bandwidth remained the same. The ACE, with its higher level of integration using more advanced ASICs, also required less printed circuit board space allowing it to return to the 18x18 inch square profile used by the other system boards in the main chassis. These were used in the FX/40, FX/80 and VFX machines. In addition, because of the pin compatibility, existing FX/4 and FX/8 systems could be field upgraded to FX/40 and FX/80 configurations by simple replacement of CE's with ACE's along with an update to the microcode file on the system disk. However systems of mixed configurations of CEs and ACEs were not supported. The smaller FX/1, because of restrictions in chassis cooling, could not be upgraded. Alliant offered a number of software packages for its machines, including a solver for linear equations (FX/Skyline Solver), a C compiler (FX/C compiler), and scientific libraries (FX/Linpack and FX/Eispack).
1990 жылдар
1990 жылы FX/2800 сериясы CE/ACE және IP жүйелерін Intel i860 RISC чипіне негізделген модульдермен алмастырды. i860 – бағдарламалаушыға құбырларға тікелей қол жеткізуге мүмкіндік берген алғашқы суперскалярлық процессор; арнайы кодталған 860 өте жылдам жүйе болып, оны суперкомпьютерлік қолданбалар үшін өте қолайлы етті. Жаңа сериядағы Super Computational Element (SCE) және Super Interactive Processor (SIP) екеуі де төрт i860 процессордан тұратын, ал олардың жетісіне дейін қима бағана арқылы өзара байланыстырылуы мүмкін. Толықтай кеңейтілген FX/2800 жүйесі жалпы 28 i860 процессорды қолдауға қабілетті. Сондай-ақ, 1988 жылдың шілдесінде Alliant компаниясы Sun Microsystems жұмыс станциялары үшін жоғары ажыратымдылықтағы графикалық терминалдар мен арнайы графикалық карталарды жеткізуші Raster Technologies компаниясын сатып алды. Олардың GX4000 өнімі PHIGS+ бағдарламалық қамтамасы және графикалық векторларды өте жылдам жасауға және көрсетуге қабілетті арнайы графикалық карталардың үйлесімінен тұрды. 3D эффектілер үшін аппараттық Z-буфер қол жетімді болды. Raster графикалық технологиясы FX/40 және FX/80 машиналарымен біріктіріліп, Alliant-тің алғашқы толық интеграцияланған графикалық мини-суперкомпьютері – VFX жасалды. Alliant компаниясының соңғы өнімдер сериясы CAMPUS/800 болды, ол FX/2800-ға ұқсас құрылымдарға негізделген, ClusterNodes деп аталатын және жалпы 4 ГБ-қа дейін біріктірілген жадты бөлісетін машина. Әрбір ClusterNode 32 басқа ClusterNode-қа ClusterNode ішіндегі коммутатор арқылы қосылды, оның кідіріс уақыты 1 мкс және өткізу қабілеті 1,12 ГБ/с болды. HIPPI негізіндегі ClusterNode аралық коммутатор да қол жетімді болды, оның кідіріс уақыты 30 мкс және өткізу қабілеті 2,56 ГБ/с болды. Ең ірі CAMPUS жүйесінде жалпы 192 ClusterNode болды және 4,7 GFLOPS өнімділік қамтамасыз етті. CAMPUS/800 алғаш рет 1991 жылы жарияланды, бірақ компания бірқатар қаржылық қиындықтарға тап болып, 1992 жылы банкротқа ұшырады. Дегенмен, әртүрлі Alliant жүйелері көп жылдар бойы пайдалануда болды және жалпы алғанда өте сенімді деп есептелді. Alliant сонымен қатар жоғары өнімділіктегі Fortran тілін дамытуға үлес қосты. Компьютер тарихы мұражайында FX/8 және FX/1 үлгілері (Alliant құлағаннан кейін Convex Computer Corporation-нан алынған), бірақ FX/80 және FX/2800 конфигурацияларының үлгілерін іздеуде.
In 1990, the FX/2800 series replaced the CE/ACEs and IPs with modules based on the Intel i860 RISC chip. The i860 was an early superscalar CPU that allowed the programmer access directly into the pipelines; with custom coding the 860 was a very fast system, making it perfect for supercomputer applications. In the new series the Super Computational Element (SCE) and Super Interactive Processor (SIP) both consisted of up to four i860s, up to seven of which could be interconnected on the crossbar. A fully expanded FX/2800 could support 28 i860's in total. Also in July 1988 Alliant purchased Raster Technologies, a provider of high resolution graphics terminals and custom graphics cards for Sun Microsystems workstations. Their GX4000 product was a combination of PHIGS+ software and special graphical boards that could generate and display graphical vectors very fast. For 3D effects, a hardware Z buffer was available. The Raster graphics technology was integrated with FX/40 and FX/80 machines to produce the VFX, Alliant's first fully integrated graphical minisupercomputer. Alliant's final product series was the CAMPUS/800, a massively parallel machine based on units similar to the FX/2800 known as ClusterNodes and sharing a total of up to 4GB of unified memory. Each ClusterNode was connected to up to 32 others with an intra ClusterNode switch, with a latency of 1 μs and 1.12 GB/s bandwidth. An inter ClusterNode switch based on HIPPI was also available, with a latency of 30 μs and 2.56 GB/s bandwidth. The largest CAMPUS system created included 192 ClusterNodes in total, and provided 4.7 GFLOPS. The CAMPUS/800 was first announced in 1991, but the company was hit by a series of financial problems and went bankrupt in 1992. Various Alliant systems soldiered on in service for many years after that however, and were generally considered very reliable. Alliant also contributed to the development of High Performance Fortran. The Computer History Museum has examples of the FX/8 and FX/1 (from Convex Computer Corporation after Alliant's fall), but is seeking examples of FX/80 and FX/2800 configurations.