Connection Machine — семейство суперкомпьютеров, выпускавшихся американской компанией Thinking Machines. Машины создавались на основе исследовательских работ Денни Хиллиса в начале 1980-х годов в МТИ в области вычислительных архитектур альтернативных традиционной архитектуре фон Неймана. Изначально планировалось, что Connection Machine будут применяться в задачах связанных с искусственным интеллектом и обработке символьной информации, но поздние версии получили наибольший успех в области вычислительных наук.

Основа

Оригинальная диссертация Денни Хиллиса, на которой был основан компьютер CM-1, называлась The Connection Machine (). Она была напечатана в 2005 году издательством МТИ в серии MIT Press Series in Artificial Intelligence (ISBN 0-262-08157-1). В книге дается общее представление о философии, архитектуре и программном обеспечении Connection Machine, включая описание маршрутизации данных между процессорными узлами, управления памятью, программирования на Лиспе для машин с параллельной архитектурой и т. д.

История

В 1983 году Денни Хиллис и Шерил Хэндлер основали компанию Thinking Machines в Уолтхэме (Массачусетс, США) (позднее переместилась в Кембридж (Массачусетс, США)) и собрали команду для разработки Connection Machine CM-1. Это была скомпонованная в гиперкуб система с массовым параллелизмом, состоящая из тысяч микропроцессоров, каждый со своей собственной ОЗУ ёмкостью в 4 Кбит, которые совместно исполняли команды, как это происходит в SIMD-архитектуре. CM-1, в зависимости от конфигурации, мог иметь до 65 536 процессоров. Каждый отдельный процессор был предельно прост и обрабатывал 1 бит за раз.

CM-1 и CM-2 имели форму куба с длиной стороны 1,5 метра, разделённого на 8 меньших равных кубов. Каждый меньший куб содержал 16 печатных плат и основной процессор, называемый секвенсором (задатчиком последовательности). Каждая печатная плата содержала 32 микросхемы. Каждая микросхема содержала канал связи, называемый маршрутизатором, 16 процессоров и 16 ОЗУ. CM-1 в целом имела коммуникационную сеть с топологией гиперкуба, основную ОЗУ и процессор ввода-вывода. Всё было подключено к коммутационному устройству, называемому нексус ().

Для повышения конкурентоспособности, в CM-2, запущенную в 1987 году, добавили сопроцессор Weitek 3132 для вычислений с плавающей запятой и увеличили ёмкость системной ОЗУ. 32 из первоначальных 1-битных процессоров совместно использовали каждый процессор для вычислений с плавающей запятой. CM-2 могла иметь конфигурацию до 512 МБ ОЗУ и RAID-массив из жёстких дисков, названный DataVault, емкостью до 25 ГБ.

Также было выпущено 2 более поздних варианта CM-2: малая CM-2a с 4096 или 8192 1-битными процессорами, и более быстродействующая CM-200.

Вследствие изначальной ориентации на исследования в области искусственного интеллекта, программное обеспечение для 1-битных процессоров CM-1/2/200 создавалось под влиянием языка программирования Lisp и компилятор одной из версий Common Lisp, *Lisp (произносится как Star-Lisp), был реализован для CM-1. Другие изначально реализованными языками были IK Карла Симса и URDU Клиффа Лассера. Большинство системных программных утилит для CM-1/2 было написано на *Lisp.

С CM-5, анонсированной в 1991 году, Thinking Machines перешли от гиперкубической архитектуры простых процессоров CM-2 к полностью новой MIMD-архитектуре, основанной на сети с топологией fat tree из процессоров Sun SPARC микропроцессорной архитектуры RISC, каждый из которых имел пиковую производительность 128 Мфлопс. Первый экземпляр машины с 1024 процессорами, установленный в феврале 1992 года в Лос-Аламосской национальной лаборатории, показал производительность 59,7 Гфлопс на тесте LINPACK и занял первое место в первом списке TOP500 за июнь 1993 года. В ноябре того же года он потерял первенство, когда в список были включены японские суперкомпьютеры. Несмотря на это 5 систем из первой десятки ноябрьского списка были системы на базе CM-5.

В более поздней CM-5E процессоры SPARC были заменены на более быстрые SuperSPARC.

Внешнее оформление

Серия Connection Machine запомнилась своим ошеломляющим внешним дизайном. Команду по разработке оформления CM-1 и CM-2 возглавляла Тамико Тиль.DesignIssues, (Vol. 10, No. 1, Spring 1994) ISSN-0747-9360 MIT Press, Cambridge, MA. Физически корпус CM-1, CM-2 и CM-200 имеет форму куба, состоящего из меньших кубов, напоминая о внутренней 12-мерной гиперкубической сети, с красными мерцающими светодиодами состояния процессоров, свет которых виден сквозь дверцу каждого из кубов.

Корпус CM-5 спереди имел очертания лестницы и также имел большие панели красных мерцающих светодиодов. Возможно именно благодаря своему дизайну CM-5 была показана в фильме «Парк юрского периода» в комнате управления островом (вместо суперкомпьютера Cray X-MP, как в романе). Одним из разработчиков дизайна CM-5 была известный скульптор и архитектор Майя Лин.

См. также

ICL DAP Goodyear MPP Параллельные вычисления FROSTBURG — модель CM-5 использовавшаяся в NSA Компьютер NON-VON , появившийся немного раньше Connection Machine. MasPar

Примечания

Литература Hillis, D. 1982 «New Computer Architectures and Their Relationship to Physics or Why CS is No Good», Int J. Theoretical Physics 21 (3/4) 255—262. Lewis W. Tucker, George G. Robertson, «Architecture and Applications of the Connection Machine», Computer, vol. 21, no. 8, pp. 26-38, August, 1988.

W. Daniel Hillis and Lewis W. Tucker. The CM-5 Connection Machine: A Scalable Supercomputer. In Communications of the ACM, Vol. 36, No. 11 (November 1993).

Ссылки Фотографии CM-5 Документация на CM-2 на сайте bitsavers.org Документация на CM-5 на сайте bitsavers.org Доку4ментация на CM-5 Тамико Тиль о внешнем оформлении CM-1/2/200 Ричард Фейнман и Connection Machine «Жидкие я» (), короткий анимированный фильм созданный на CM-2. Подготовленная CM-2a в Компьютерном музее Corestore

Категория:Суперкомпьютеры США