Goodyear MPP - Википедия - Goodyear MPP

MPP

В Массивно-параллельный процессор Goodyear (MPP) былмассовая параллельная обработка суперкомпьютер построен Goodyear Aerospace для НАСА Центр космических полетов Годдарда. Он был разработан для обеспечения огромной вычислительной мощности при более низкой стоимости, чем другие существующие архитектуры суперкомпьютеров, за счет использования тысяч простых элементов обработки, а не одного или нескольких очень сложных Процессоры. Разработка MPP началась примерно в 1979 году; он был доставлен в мае 1983 года и находился в общем использовании с 1985 по 1991 год.

Он был основан на более ранней версии Goodyear. СТАРАН процессор массива, 4x256 1 бит обрабатывающий элемент (ПЭ) компьютер. MPP представлял собой двумерный массив размером 128x128 PE размером 1 бит. На самом деле PE 132x128 были настроены с добавлением конфигурации 4x128 для обеспечения отказоустойчивости, чтобы заменить до 4 строк (или столбцов) процессоров при наличии проблем. ЧП работали в одна инструкция, несколько данных (SIMD) режим - каждый PE выполнял одну и ту же операцию одновременно с разными элементами данных под управлением микропрограммного блока управления.

После того, как МПП был закрыт в 1991 году, он был передан в дар Смитсоновский институт, и сейчас находится в коллекции Национальный музей авиации и космонавтики с Центр Стивена Ф. Удвар-Хейзи. В Годдарде это удалось MasPar МП-1 и Cray T3D массивно-параллельные компьютеры.

Приложения

MPP изначально был разработан для высокоскоростного анализа спутник изображений. В ранних тестах он мог выделить и разделить различные участки земли на Ландсат изображение за 18 секунд, по сравнению с 7 часами на DEC VAX-11/780.^[1]

После того, как система была запущена в производство, Управление космической науки и приложений НАСА запросило предложения от ученых со всей страны по тестированию и внедрению широкого спектра вычислительных алгоритмов на MPP. Было принято 40 проектов, которые составили «Рабочую группу MPP»; результаты большинства из них были представлены на Первый симпозиум по границам массовых параллельных вычислений, в 1986 году.

Некоторые примеры приложений, которые были сделаны из MPP:

Топографическая карта, созданная с помощью стерео анализа

• Обработка сигналов радар с синтезированной апертурой данные
• Создание топографические карты через стерео анализ спутниковых снимков
• Математическое моделирование из циркуляция океана
• Трассировка лучей компьютерная графика
• Нейронные сети
• Решение больших систем линейные уравнения
• Моделирование космический луч перенос заряженных частиц
• Высокое разрешение Множества Мандельброта

Архитектура системы

Общее оборудование MPP состояло из модуля массива, модуля управления массивом, промежуточной памяти и хост-процессора.

Схема системы MPP

Модуль массива был сердцем MPP, представляя собой массив 128x128 из 16 384 обрабатывающих элемента. Каждый PE был связан со своими четырьмя ближайшими соседями - северным, южным, восточным и западным. Массив может быть сконфигурирован в виде плоскости, цилиндра, гирляндной цепи или тора. PE были реализованы на заказ кремний на сапфире LSI чип, который содержал восемь PE в виде подмассива 2x4. Каждый из PE имел арифметические и логические блоки, 35 регистров сдвига и 1024 бита оперативная память реализованы на стандартных микросхемах памяти. Процессоры работали в бит-срез способ и мог работать с данными переменной длины. Рабочая частота массива составляла 10 МГц. Состояния шины данных всех 16 384 PE были объединены в дерево включительно-или логические элементы, единственный выход которых использовался в блоке управления массивом для таких операций, как поиск максимального или минимального значения массива параллельно. Регистр в каждом PE управлял маскированием операций - маскированные операции выполнялись только на тех PE, для которых был установлен этот бит регистра.

Модуль управления массивом (ACU) передает команды и адреса памяти всем PE в модуле массива и получает биты состояния от модуля массива. Он выполняет бухгалтерские операции, такие как управление циклом и вызов подпрограмм. Программный код приложения хранился в памяти ACU; ACU выполнил скалярные части программы, а затем поставил в очередь параллельные инструкции для массива. Он также управлял перемещением данных между PE, а также между модулем массива и промежуточной памятью.

Промежуточная память была 32 Блок памяти в МБ для буферизации данных массива. Это было полезно, потому что у самих PE было всего 2 МБ памяти (1024 бит на PE), и потому что это обеспечивает более высокую скорость связи битрейт чем соединение с хост-процессором (80 мегабайт в секунду против 5 мегабайт в секунду). Промежуточная память также предоставляла функции обработки данных, такие как «поворот угла» (перестановка байт- или же ориентированный на слова данные из массива) и доступ к многомерному массиву. Данные перемещались между промежуточной памятью и массивом по 128 параллельным строкам.

Хост-процессор был внешним компьютером, который загружал программы и данные в MPP, а также предоставлял инструменты разработки программного обеспечения и сетевой доступ к MPP. Первоначальный хост-процессор был PDP-11, который вскоре был заменен VAX-11/780 подключен к MPP каналом DR-780. VAX управлял VMS операционной системы, и был запрограммирован на MPP Pascal.

Скорость операций

Исходная скорость вычислений для основных арифметических операций на MPP была следующей:

Смотрите также

• ICL DAP
• Думающие машины Соединительная машина
• MasPar
• Кластер Беовульф
• Парсайтек
• SUPRENUM

Рекомендации

• Фишер, Джеймс Р .; Goodyear Aerospace Corporation (1987). «Приложение Б. Техническое резюме». Границы массовых параллельных научных вычислений. Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства, Управление научно-технической информации. стр. 289–294. Получено 11 июн 2012.
• Батчер, К. Э. (1 сентября 1980 г.). «Дизайн массово параллельного процессора». Транзакции IEEE на компьютерах. С-29 (9): 836–840. Дои:10.1109 / TC.1980.1675684.
• Батчер, Кен (1998). «Ретроспектива: архитектура массово-параллельного процессора». Proceeding ISCA '98 25 лет Международным симпозиумам по компьютерной архитектуре. Иска '98: 15–16. Дои:10.1145/285930.285937. ISBN  978-1581130584.
• Дж. Л. Поттер, изд. (1986). Массивно-параллельный процессор. [S.l.]: Mit Press. ISBN  9780262661799.
• Нил Бойд Колетти, «Обработка изображений на MPP-подобных массивах», Ph.D. докторская диссертация, факультет компьютерных наук, Иллинойсский университет в Урбана-Шампейн, 1983.
• Эфстратиос Дж. Галлопулос; Скотт Д. Макьюэн (1983). Численные эксперименты с массово-параллельным процессором. Департамент компьютерных наук, Иллинойсский университет в Урбана-Шампейн. Получено 11 июн 2012.
• Галлопулос, Э.Дж. (Июль 1985 г.). «Массивно-параллельный процессор для задач гидродинамики». Компьютерная физика Коммуникации. 37 (1–3): 311–315. Дои:10.1016/0010-4655(85)90167-5.
• Э. Галлопулос, Д. Копецки, С. МакЭван, Д.Л. Слотник и А. Спрай, «Разработка и моделирование программ MPP». В «Массивно-параллельном процессоре», изд. Дж. Л. Поттера, стр. 276–290, MIT Press, 1985.
• Том Хенкель. «MPP обрабатывает спутниковые данные; суперкомпьютер заявляет о самой высокой скорости ввода-вывода в мире», Computerworld, 13 февраля 1984 г., стр. 99.
• Эрик Дж. Лернер. «Многие процессоры упрощают работу», Аэрокосмическая Америка, Февраль 1986 г., стр. 50.

• Тодд Кушнер, Анджела Ву, Азриэль Розенфельд, «Обработка изображений на MPP», Распознавание образов - PR, том. 15, нет. 3. С. 121–130, 1982.