WikiDer > Процессор гетерогенных элементов
 | эта статья нужны дополнительные цитаты для проверка. (Сентябрь 2014 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) |
В Процессор гетерогенных элементов (HEP) был представлен Denelcor, Inc. в 1982 г. Архитектором HEP был Бертон Смит. Машина была разработана для решения задач гидродинамики для Лаборатория баллистических исследований.[1] Система HEP, как следует из названия, была собрана из множества неоднородный компоненты -- процессоры, модули памяти данных и модули ввода / вывода. Компоненты были подключены через коммутируемая сеть.
Один процессор, называемый PEM, в системе HEP (можно было подключить до шестнадцати PEM) был довольно нетрадиционным; через "очередь слов состояния программы (PSW)" до пятидесяти процессы может поддерживаться аппаратно сразу. Самая большая из когда-либо поставленных систем имела 4 PEM. Восьмиступенчатый конвейер команд позволяет выполнять инструкции от восьми различных процессов одновременно. Фактически, только одна инструкция из данного процесса могла присутствовать в конвейере в любой момент времени. Следовательно, полная пропускная способность процессора 10 MIPS может быть достигнуто только при активном восьми или более процессах; ни один процесс не может достичь пропускной способности более 1,25 MIPS. Этот тип многопоточность обработка классифицирует HEP как баррель процессор. Аппаратная реализация HEP PEM была эмиттерная логика.
Процессы были классифицированы как пользовательский или супервизорный. Процессы пользовательского уровня могли создавать процессы уровня супервизора, которые использовались для управления процессами пользовательского уровня и выполнения операций ввода-вывода. Процессы одного класса требовалось сгруппировать в одну из семи пользовательских задач и семи задач супервизора.
Каждый процессор, помимо очереди PSW и конвейера инструкций, содержал память инструкций, 2048 64-битных универсальных регистры и 4096 постоянных регистров. Постоянные регистры отличались тем, что только процессы супервизора могли изменять их содержимое. Сами процессоры не содержали памяти данных; вместо этого модули памяти данных могут быть отдельно подключены к коммутируемой сети.
Память HEP состояла из полностью отдельной памяти команд (до 128 МБ) и памяти данных (до 1 ГБ). Пользователи видели 64-битные слова, но на самом деле слова памяти данных были 72-битными с дополнительными битами, используемыми для состояния, см. Следующий абзац, четности, тегов и других применений.
HEP реализовал тип взаимное исключение в котором все регистры и ячейки в памяти данных имели связанные состояния «пустой» и «полный». Чтение из местоположения устанавливает состояние «пусто», а запись в него устанавливает состояние «заполнено». Программист может позволить процессам останавливаться после попытки чтения из пустого места или записи в полное место, обеспечивая выполнение критических секций.
Коммутируемая сеть между элементами во многом напоминала современную компьютерную сеть. В сети были наборы узлов, каждый из которых имел по три ссылки. Когда пакет прибыл на узел, он сверялся с таблицей маршрутизации и пытался переслать пакет ближе к месту назначения. Если узел был перегружен, все входящие пакеты передавались без маршрутизации. У пакетов, обработанных таким образом, был повышен уровень приоритета; когда несколько пакетов соперничают за один узел, пакет с более высоким уровнем приоритета будет маршрутизироваться перед пакетами с более низким уровнем приоритета.
Другим компонентом коммутируемой сети была система sO с собственной памятью и множеством отдельных шин DEC UNIBUS, подключенных для дисков и других периферийных устройств. В системе также была возможность сохранять полные / пустые биты, которые обычно не видны напрямую. Первоначальная производительность системы ввода-вывода оказалась ужасно неадекватной из-за большой задержки при запуске операций ввода-вывода. Рон Натали (из BRL) и Бертон Смит разработали новую систему из запасных частей на салфетках в местном стейк-хаусе и запустили ее в течение следующей недели.
Основной язык программирования приложений HEP был уникальным Фортран вариант. Во время C, Паскаль, и СИЗАЛ были добавлены. Синтаксис переменных данных с использованием полностью пустых битов с добавлением символа «$» перед их именем. Таким образом, «A» будет называть локальную переменную, а $ A будет блокирующей полностью-пустой переменной. Таким образом была возможна тупиковая блокировка приложения. Проблема в том, что отсутствие символа "$" может привести к непреднамеренной неточности в числовом выражении.
Первой операционной системой HEP была HEPOS. Майк Муусс участвовал в Unix порт для Баллистической исследовательской лаборатории. HEPOS не была Unix-подобной операционной системой.
Хотя было известно, что он имеет низкую рентабельность, HEP привлек внимание из-за того, что в то время было несколькими революционными особенностями. HEP имел производительность CDC 7600-классный компьютер в Крей-1 эпоха. Системы HEP были приобретены Лабораторией баллистических исследований (четыре системы PEM), Лос-Аламос, то Аргоннская национальная лаборатория (одиночный PEM), Национальное Агенство Безопасностии Германии Мессершмитт (Три системы PEMS. Компания Denelcor также поставила две системы PEM в Университет Джорджии в обмен на предоставление программного обеспечения (система также была предложена Университету Мэриленда).[2] Мессершмитт был единственным клиентом, который использовал HEP для «реальных» приложений; другие клиенты использовали его для экспериментов с параллельными алгоритмами. Система BRL использовалась для подготовки фильма с использованием BRL-CAD Программное обеспечение как его единственное реальное приложение. Были начаты более быстрые и масштабные разработки для HEP-2 и HEP-3, но так и не были завершены. Позже архитектурная концепция была воплощена под кодовым названием Horizon.
Смотрите также
использованная литература
- ^ «История вычислений в BRL».
- ^ Падуя, Дэвид (2011). Энциклопедия параллельных вычислений, том 4. Нью-Йорк, NY: Springer Verlag.