макроконвеєрної ЕОМ
Наталія Дубова
В
1978 були висунуті принципи побудови ЕОМ на основі макроконвейера
З
часу появи першої цифрової обчислювальної машини розробники не
перестають шукати шляхи, як змусити ЕОМ працювати швидше. У 70-і роки в нашій
країні одразу декілька колективів, кожен по-своєму, вирішують завдання
розпаралелювання обчислень, вбачаючи в цьому вирішальну можливість прискорити роботу
комп'ютерів. У 1978 році на Україні Віктор Глушков висуває ідею створення
високопродуктивної ЕОМ, побудованої за принципом макроконвейера.
З
середини 60-х Глушков, працюючи над розвитком архітектур обчислювальних машин,
прагне піти від класичної структури фон Неймана, що має на увазі
послідовне виконання команд, розміщення адрес операндів в команді та
зберігання команд, як і операндів, в пам'яті, а також спрощений машинний мова.
Глушков був переконаний, що ці принципи були викликані до життя примітивністю
лампових машин і що розвиток мікроелектроніки, вдосконалення інтегральних
технологій повинно супроводжуватися створенням ЕОМ на основі більш передовий,
ненеймановской архітектури.
Ще
в 1959 році він оприлюднив ідею «мозгоподобних» структур ЕОМ, у яких будуть
об'єднуватися мільярди процесорних елементів і може відбутися злиття пам'яті
з обробкою даних, так що дані будуть оброблятися по всій пам'яті з
максимальним розпаралелюванням операцій. Поступовим відходом від неймановскіх
принципів були машини МИР, машини, що наближається мову до мови високого рівня і
дозволяли спілкуватися з машиною мовою математичних формул. Ці ідеї
отримали подальший розвиток у нездійснених проектів високопродуктивної
ЕОМ «Україна». У 1974 році на конгресі IFIP в Стокгольмі (тому самому, де радянська
програма «Каїсса» завоювала титул першого комп'ютерного чемпіона світу з
шахів) Глушков виклав свої погляди на перспективи побудови нетрадиційних
ЕОМ. Вчений був переконаний, що лише розробка принципово нової архітектури
дозволить створювати суперпродуктивна машини, швидкодія яких буде
необмежено зростати в результаті нарощування апаратних засобів. І тут
ж він висловив ідею створення так званої рекурсивної ЕОМ.
Створити
подібну машину в ті роки не було ніякої можливості - була відсутня
необхідна технічна база. Глушков розумів це і пропонував рухатися до
втілення своїх сміливих ідей поступово. Одним з етапів такого шляху повинна
була стати макроконвеєрної ЕОМ, роботу над якою Віктор Михайлович віддав
багато сил в останні роки свого життя.
В
макроконвеєрної обчислювальної машині реалізовувалася архітектура з безліччю
потоків команд і множиною потоків даних (multiple instruction multiple data
- MIMD). Суть принципу макроконвеєрної обробки даних, як формулював її
сам Глушков, полягає в тому, що «кожному окремому процесору на черговому
кроці обчислень дається таке завдання, яке дозволяє йому тривалий час
працювати автономно без взаємодії з іншими процесорами ». Для того щоб
реалізувати макроконвейер, робилося спеціальне подання розподіленої
програми, що дозволяло дотримати баланс між числом операцій обміну та
обчислювальних операцій для задіяних процесорів.
В
Інституті кібернетики АН України під керівництвом Глушкова ідеї макроконвейера
були не тільки теоретично обгрунтовані, але і втілені в конкретних розробках
обчислювальних машин. Глушков приклав масу зусиль до того, щоб довести ЕОМ з
нетрадиційної архітектурою до промислового виробництва. В Інституті кібернетики
був створений спеціальний колектив розробників-комп'ютерників, системних та
прикладних програмістів. Глушков залучив до цієї роботи кілька українських
СКБ і організував наукові семінари, на яких обговорювалися різні проблеми
архітектури нової машини і створення програмного забезпечення для неї. Серйозний
інтерес до проекту Глушкова висловив академік Юлій Харитон, відомий
фізик-атомник. Він розумів, що реалізація такої високопродуктивної ЕОМ
дозволить у багато разів збільшити швидкість обчислень, а значить - скоротити терміни
найважливіших робіт. Вже тяжко хворий Глушков сам приймав академіка у своєму
інституті і, не дивлячись на погане самопочуття, з величезним ентузіазмом
розповідав про перспективи нової машини.
Глушков
не побачив що працює макроконвейер. Його не стало в 1982 році, а перші ЕОМ,
побудовану за макроконвеєрної принципом, почали випускати серійно в 1984
році на Пензенському заводі ВЕМ. Радянські макроконвейери випускалися в рамках
програми ЄС - перша машина отримала назву ЄС 2701, а в 1987-му почали
випуск наступної макропроцессорной обчислювальної системи - ЄС-1766. У 80-х
роках машини, створені за запропонованими Глушковим принципам, виявилися, як і
припускав Віктор Михайлович, найпотужнішими багатопроцесорними ЕОМ в країні.
Реальна швидкість обчислень на 48 процесорах становила півмільярда операцій
за секунду. У побудованому макроконвейере вдалося домогтися майже лінійного зростання
продуктивності при нарощуванні обчислювальних ресурсів.
Список літератури
Для
підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.osp.ru
