Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Параллельный элемент обработки ансамбля (PEPE) был одним из самых ранних параллельных вычислительных систем. Белл начал исследовать концепцию в середине 1960-х годов как способ обеспечения высокопроизводительной вычислительной поддержки для нужд систем противоракетной обороны (ABM). Целью было создать компьютерную систему, которая могла бы одновременно отслеживать сотни поступающих боеголовок баллистических ракет. Одной системы PEPE была построена корпорацией Burroughs в 1970-х годах, к тому времени усилия армии США по ПРО были завершены. Позже дизайн превратился в научный компьютер Burroughs для коммерческих продаж, но отсутствие перспектив продаж привело к его выводу с рынка.
The Parallel Element Processing Ensemble (PEPE) was one of the very early parallel computing systems. Bell began researching the concept in the mid 1960s as a way to provide high performance computing support for the needs of anti ballistic missile (ABM) systems. The goal was to build a computer system that could simultaneously track hundreds of incoming ballistic missile warheads. A single PEPE system was built by Burroughs Corporation in the 1970s, by which time the US Army's ABM efforts were winding down. The design later evolved into the Burroughs Scientific Computer for commercial sales, but a lack of sales prospects led to it being withdrawn from the market.
История
PEPE появился в результате прогнозов о типах сил МБР, которые можно было бы ожидать в случае полномасштабного советского нападения в 1970-х годах. Ракетные флоты США и СССР росли в 1960-х годах, но более серьезной проблемой было быстрое увеличение количества боеголовок в результате перехода к многочисленным самостоятельно целевым ракетам. Компьютеры, разработанные для системы Nike X, были во многом похожи на системы, такие как IBM 7030, и могли бы справиться с атаками, возможно, дюжины боеголовок, прибывающих одновременно. С MIRV, сотни целей, как боеголовки, так и приманки, прибывают одновременно, а используемые процессоры просто не имеют производительности, необходимой для анализа их траекторий достаточно быстро, чтобы оставить время для атаки. Первоначальная тестовая система, "модель IC", была построена с 16 процессорами, состоящими из отдельных интегральных схем и подключенных к хосту IBM 360/65. Она была завершена в 1971 году. Это оказалось успешным, и в период с октября 1971 года по сентябрь 1972 года SDC и Honeywell разработали окончательный дизайн. В ноябре Burroughs выиграла контракт на создание прототипа процессора 36 полноразмерной версии процессора 288. В 1976 году Берроуз доставил PEPE в Центр передовых технологий противоракетной обороны (часть Стратегического командования обороны армии США) в Хантсвилле, штат Алабама. Каждая единица имела 2 к 32 бит (8 кБ). У провального ПЭ могут быть переведены его обязанности в режиме реального времени на любой другой ПЭ, что придает системе значительную избыточность. В PEPE использовалась ассоциативная адресация, чтобы быстро соотносить новые измерения с существующей информацией. Например, определенный радар может прочесывать часть неба каждые 2 секунды. При одном таком сканировании он может увидеть объект в определенном месте, и система должна быстро решить, является ли это новым проблеском или обновлением существующего. Система памяти предназначена для создания своего рода хеш-кода этой информации, который используется для извлечения данных, в отличие от поиска в памяти возможных совпадений на основе полей в данных. Каждый элемент обработки содержит минимум логики управления, основная часть управления сосредоточена в общей блоке управления. Контрольный блок читал инструкции из памяти, расшифровывал их и выпускал их всем процессующим элементам одновременно, так что элементы должны были выполнять одну и ту же инструкцию одновременно. Элементы были способны выполнять полную инструкцию с одним адресом, включая чтение и запись данных. Программа в целом хранилась и вводилась в PEPE из передней части системы, изначально CDC 7600. Система в целом работала в замкнутом шаге, способная выполнять одну инструкцию с плавающей точкой за цикл. Система обычно работала на частоте 1 МГц, поэтому каждый ПЭ выполнял около 1 МФЛОПС, а система в целом около 288 МФЛОПС. Инструкции для целых чисел были примерно в 100 раз быстрее, при этом система в целом работала примерно на 2880 мипс. Это было намного быстрее, чем любая машина той эпохи. В качестве тестового и диагностического компьютера использовалась компьютерная система Burroughs B1700. Настроенный пакет программного обеспечения, называемый TRANSET, который выполнялся на B1700, использовался для отладки и обслуживания процессорных элементов PEPE.
PEPE came about as a result of predictions of the sorts of ICBM forces that would be expected in the event of an all out Soviet attack during the 1970s. Missile fleets of both the US and USSR were growing through the 1960s, but a bigger issue was the rapid increase in the number of warheads as a result of the move to multiple independently targetable reentry vehicles (MIRV). Computers designed for the Nike X system were largely similar to systems like the IBM 7030, and would have been able to handle attacks of perhaps a dozen warheads arriving simultaneously. With MIRV, hundreds of targets, both warheads and decoys, would arrive at the same time, and the CPUs being used simply did not have the performance needed to analyze their trajectories quickly enough to leave time to attack them. An initial testbed system, the "IC model", was built with 16 processors consisting of individual integrated circuits and connected to an IBM 360/65 host. This was completed in 1971. This proved successful, and between October 1971 and September 1972, SDC and Honeywell produced a final design. In November, Burroughs won the contract to build a 36 processor prototype of the full sized 288 processor version. Burroughs delivered PEPE to the Ballistic Missile Defense Advanced Technology Center (part of US Army's Strategic Defense Command) in Huntsville, Alabama in 1976. and each unit had 2 k of 32 bit words (8 kB). A failed PE could have its duties switch in real time to any other PE, giving the system significant redundancy. Associative addressing was used in PEPE to allow it to quickly correlate new measurements to existing information. For instance, a particular radar may sweep a section of the sky every 2 seconds. On one such sweep it might see an object in a certain location, and the system has to quickly decide whether this is a new blip or an update of an existing one. The memory system is designed to produce a sort of hash code of this information that is used to retrieve the data, as opposed to searching through memory for possible matches based on the fields in the data. Each processing element contained a minimum of control logic, the bulk of the control being concentrated in the common control unit. The control unit read instructions from memory, decoded them, and issued them to all processing elements simultaneously so that the elements were required to execute the same instruction at the same time. The elements were capable of executing a complete single address instruction including reading and writing the data. The program as a whole was stored on and fed into PEPE from a front end system, originally a CDC 7600. The system as a whole operated in a lock step fashion, able to perform one floating point instruction per cycle. The system normally ran at 1 MHz, so each PE performed about 1 MFLOPS, and the system as a whole around 288 MFLOPS. The integer instructions were about 100 times faster, with the system as a whole running about 2,880 MIPS. This was much faster than any machine of the era. A Burroughs B1700 computer system was used as a test and diagnostic computer. A custom software package, called TRANSET, which executed on the B1700 was used to debug and maintain PEPE's processing elements.