Войти
Транспьютерный чип T414 
Базовая платформа IMSB008 с установленными модулями IMSB419 и IMSB404 Транспьютер представляет собой серию новаторских микропроцессоров из 1980-х годов с интегрированной памятью и последовательными методами связи, предназначенными для параллельных вычислений. Они были разработаны и произведены Inmos, полупроводниковой компанией, расположенной в Бристоле, Соединенном Королевстве.
. В течение некоторого времени в конце 1980-х многие считал транспьютер следующим великим проект для вычислительной техники будущего. Некоторые из которых в различных формах повторно появились в современных системах, оказывают большое влияние на возникновение новых идей в компьютерной среде.
В начале 1980-х годов обычные центральные процессоры (ЦП) достигли предела производительности. До этого времени производственные трудности ограничивают количество схем, которые можно уместить на микросхеме. Однако постоянные улучшения в процессе изготовления сняли это ограничение. В течение десятилетия микросхемы могли содержать больше схем, чем разработчики знали, как их использовать. Традиционные компьютеры со сложным набором команд (CISC) выходили на плато производительности, и было неясно, можно ли его преодолеть.
Казалось, что единственный путь вперед - это использование процесса параллелизма, использование нескольких процессов, которые будут работать вместе для решения нескольких задач одновременно. Это зависело от того, смог ли такие машины выполнять несколько задач одновременно, и этот процесс получил название многозадачность. Как правило, это было слишком сложно для предыдущих проектов ЦП. Было ясно, что в будущем это будет функция всех операционных систем (ОС).
Побочным эффектом многихзадачных проектов является то, что они часто позволяют запускать процессы на разных процессорах физически, и в этом случае это называется многопроцессорностью. Недорогой ЦП, созданный для многопроцессорной обработки, может значительно повысить скорость машины за счет добавления большего количества ЦП, что намного дешевле, чем при использовании одной более быстрой конструкции ЦП.
Первые транспьютерные разработки были разработаны компьютерным ученым Дэвидом Мэем и консультантом по телекоммуникациям Робертом Милном. В 1990 году Мэй получил почетную докторскую степень в Институт Университета Саутгемптона, после чего в 1991 году его избрали членом Королевского общества и наградили медалью Паттерсона физики в 1992 г., в то время ведущий инженер в Инмос, в 1987 г. был награжден премией принца Филиппа дизайнеров за работу над транспьютером T414.
Транспьютер (название происходит от «транзистор» и «компьютер») был первым микропроцессором общего назначения, разработанным специально для использования в системе параллельных вычислений. Целью было создать семейство микросхем разной мощности и стоимости, которые можно было бы соединить вместе, чтобы сформировать законченный параллельный компьютер. Название было выбрано, чтобы указать роль, которую должны были указать отдельные роли: их номера были назначены в качестве основных строительных блоков как раньше транзисторы.
Первоначально планировалось, что транспьютер будет стоить всего несколько долларов за единицу. Inmos увидела, что они используются практически для всего, от работы в качестве основного ЦП компьютера для использования в качестве контроллера канала для дисковых накопителей на той же машине. Запасные циклы на любых из этих транспьютеров можно использовать для других задач, увеличивая общую производительность машин.
Даже один транспьютер будет иметь все схемы, необходимые для работы отдельно, функция, обычно связанная с микроконтроллерами. Цель заключалась в том, чтобы как можно проще соединить транспьютеры друг с другом, без необходимости в сложной шине или материнской плате. Потребовалось подать питание и простой тактовый сигнал , но кое-что еще: оперативная память (RAM), контроллер RAM, поддержка шины и даже реального времени. операционная система (RTOS) была встроена.
Исходный транспьютер использовал очень простую и довольно необычную средууру для достижения высокой производительности на небольшой площади. Он использовал микрокод в качестве основного метода управления путём данных, но в качестве отличия от других конструкций того времени, многие инструкции выполнялись всего за один цикл. Команды коды операций использовались в качестве точек входа в микрокод постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), и выходные данные из ПЗУ подавались непосредственно в путь данных. Для многоцикловых инструкций, когда путь данных выполнял первый цикл, микрокод преобразовал четыре варианта для второго цикла. Решение о том, какой из этих вариантов будет познакомить, можно будет принять ближе к концу первого цикла. Это обеспечивает очень быструю работу при сохранении общей архитектуры.
тактовая частота 20 МГц была довольно высокой для той эпохи, и дизайнеры были очень практичны распространения быстрых тактовых сигналов на плате. Использовалась более медленная внешняя частота 5 МГц, которая была увеличена до необходимой внутренней частоты с помощью петли фазовой автоподстройки частоты (PLL). Внутренние часы на самом деле имели четыре неперекрывающиеся фазы, и разработчики могли использовать любую комбинацию из них, которую они хотели, поэтому можно утверждать, что транспьютер действительно работал на частотах 80 МГц. Динамическая логика использовалась во многих частях дизайна для уменьшения площади и увеличения скорости. К сожалению, эти методы трудно сочетать с автоматическим генерированием тестовых шаблонов сканирование, поэтому они перестали работать в более поздних разработках.
Прентис-Холах опубликовал книгу об общих принципах Транспьютера.
Базовая конструкция транспьютера включала последовательные каналы, которые позволяют ему обмениваться данными с четырьмя другими транспьютерами, каждый со скоростью 5, 10 или 20 Мбит / с - что было очень быстро для 80-х годов. Любое количество транспьютеров может быть соединено вместе по каналу (длина которого может достигать десятков метров). Гипотетический настольный компьютер может иметь два «младших» транспьютера, обрабатывающих ввод / вывод (I / O) задачи на некоторых из их последовательных линий (подключенных к соответствующему оборудованию), пока они разговаривают с одним из своих более крупных кузены Ниже как CPU на другом.
Эта последовательная ссылка называется os-link.
Существовали ограничения на размер системы, которая могла быть построена таким образом. Каждый транспьютер был связан с другим по фиксированной схеме «точка-точка», отправка сообщений на более удаленный транспьютер требовала, чтобы сообщения ретранслировались чипом на каждой линии. Это приводило к задержке с каждым «прыжком» по каналу, что приводило к длительным задержкам в больших сетях. Для решения этой проблемы Inmos также предоставила коммутатор с нулевой задержкой, который подключал до 32 транспьютеров (или коммутаторов) в еще более крупные сети.
Транспьютеры могут загружаться из памяти, как и большинство компьютеров, или по сетевым соединениям, поэтому один транспьютер может запускать целую сеть. Был контакт под названием BootFromROM, который при включении заставлял транспьютер запускать два байта от верхней части памяти (достаточно для обратного перехода на 256 байт, обычно из ПЗУ). Когда этот вывод не был подтвержден, первый байт, пришедший по любому каналу, был загружен загружаемый файл, который был загружен в низкую память и запущен. «Особые» длины 0 и 1 были зарезервированы для PEEK и POKE, что позволяет проверять и проверять ОЗУ на незагруженном транспьютере. После просмотра (для чего требовался адрес) или тыка (для которого требовалось слово адрес и слово данных: 16- или 32-битное слово, в зависимости от стандартных вариантов варианта транспьютера) транспьютер вернулся к ожиданию бутстрап.
Добавлен запланированный трафик схемы по каналам. Процессы, ожидающие связи, автоматически приостанавливаются, пока сетевая схема завершает чтение или запись. Другим процессам, запущенным на транспьютере, будет дано это время обработки. Он включает два уровня приоритета для улучшения работы в реальном времени и многопроцессорной работы. Та же самая логическая система использовалась для связи между программами, работающими на одном транспьютере, реализованная как виртуальные сетевые ссылки в памяти. Таким образом, программы, запрашивающие любой ввод или вывод, автоматически приостанавливаются, операция выполняется, которая обычно требует, чтобы операционная система выполняла роль арбитра оборудования. Операционные системы на транспьютере не нуждаются в планировании; можно считать, что внутри чипа установлена ОС.
Чтобы включить всю эту функцию на одном кристалле, основная логика транспьютера была проще, чем у представителей процессоров. Хотя некоторые называли его компьютером с сокращенным набором команд (RISC) из-за его довольно разреженного характера и поскольку в то время это было желательным маркетинговым модным словом, он сильно закодирован, имеет ограниченный набор регистров и сложных инструкций преобразования памяти в память, все из которых уверенно помещали его в лагерь CISC. В отличие от процессоров RISC с большим количеством регистров загрузка / сохранение, транспьютер только три регистра данных, которые вели себя как стек. Кроме того, указатель рабочей области указывает на обычный стек памяти, к которому легко получить доступ с помощью инструкций Load Localи Store Local. Это позволяет очень быстро переключать контекст посредством простого изменения указателя рабочего пространства на память, используя другой процесс (метод, используемый в некоторых современных проектах, таких как TMS9900 ). Содержимое трех регистров стека не сохранялось определенных после инструкций, таких как Jump, когда транспьютер мог переключать контекст.
Набор команд транспьютера состоял из 8-битных инструкций, собранных из кода операции и оператора полубайтов. Верхний полубайт содержал 16 кодов первичных команд, что делало его одним из очень немногих коммерциализированных компьютеров с минимальным набором команд. Нижний полубайт содержит один непосредственный постоянный операнд, обычно используемое смещение относительно указателя области (стека памяти). Две инструкции с префиксом позволяют создавать большие константы, добавляя их младшие полубайты к операм следующих инструкций. Дальнейшие инструкции поддерживались с помощью кода инструкции Operate (Opr), который декодировал постоянный операнд как расширенный код операции с нулевым операндом, используется почти бесконечное и легкое расширение набора команд по мере новых приложений реализаций транспьютера.
16 «первичных» однооперандных инструкций:
| Мнемоника | Описание |
|---|---|
| J | Переход - немедленное добавление операнда к указателю инструкции |
| LDLP | Загрузить Локальный указатель - загрузить указатель, относящийся к рабочей области, в верхнюю часть стека регистров |
| PFIX | Префикс - общий способ увеличить нижний полубайт следующей основной инструкции |
| LDNL | Загрузить не -local - загрузить значение с размером от адреса вверху стека |
| LDC | Загрузить константу - загрузить операнд константы в верхнюю часть стека регистров |
| LDNLP | Загрузить нелокальный адресатель - Загрузка, смещение от вершины стека |
| NFIX | Отрицательный префикс - общий способ инвертировать (и, возможно, увеличить) нижний полубайт |
| LDL | Локальная загрузка - смещение загрузки из рабочей области |
| ADC | Добавить константу - добавить константный операнд в начало стека регистров |
| ВЫЗОВ | Вызов подпрограммы - с помощью ь указатель инструкций и перейти |
| CJ | Условный переход - в зависимости от значений вверху стека регистров |
| AJW | Настроить рабочее пространство - добавить операнд в указатель рабочего пространства |
| EQC | Равно константе - проверить, соответствует ли верхняя часть стека регистров константному операнду |
| STL | Сохранить локальное - сохранить с постоянным смещением из рабочей области |
| STNL | Хранить нелокально - сохранить по адресу, смещенному от вершины стека |
| OPR | Operate - общий способ расширения набора инструкций |
Все эти инструкции принимают константу, представляющую смещение или арифметическую константу. Если эта константа была меньше 16, все эти инструкции кодировались в один байт.
Первые 16 «вторичных» инструкций с нулевым операндом (с использованием первичной инструкции OPR) были:
| Мнемоника | Описание |
|---|---|
| REV | Обратный - поменять местами два верхние элементы стека регистров |
| LB | Загрузить байт |
| BSUB | Байтовый индекс |
| ENDP | Завершить процесс |
| DIFF | Разница |
| ДОБАВИТЬ | |
| GCALL | Общий вызов - поменять местами верх стека и указатель инструкции |
| IN | Ввод - получить сообщение |
| PROD | Продукт |
| GT | Greater Than - единственная инструкция сравнения |
| WSUB | Индекс Word |
| OUT | Вывод - отправить сообщение |
| SUB | Вычесть |
| STARTP | Запуск процесса |
| OUTBYTE | Выходной байт - отправить однобайтовое сообщение |
| OUTWORD | Выходное слово - отправка сообщения из одного слова |
Пустая материнская плата B008 
Выбор TRAM Чтобы простые обеспечить средства прототипиро вания, конструирования и настройки систем с размещением, Inmos представила TRAM (модуль передачи данных) в 1987 году. TRAM был по сути, строительным блоком дочерней платой, включающей транспьютер и необязательно внешнюю память и / или периферийные устройства с простыми стандартизованными разъемами, обеспечивающими питание, транспьютерные связи, часы и систему. Были оценены различные размеры трамвая, от базового размера 1 (3,66 на 1,05 дюйма) до размера 8 (3,66 на 8,75 дюйма). Компания Inmos произвела ряд материнских плат TRAM для различных хост-шин, таких как Промышленная стандартная архитектура (ISA), MicroChannel или VMEbus. Каналы TRAM работают со скоростью 10 Мбит / с или 20 Мбит / с.
Транспьютеры предназначались для программирования с использованием языка программирования occam на основе взаимодействие последовательных процессов (CSP) вычисление процессов. Транспьютер был создан специально для работы с Оккам, современные проекты CISC были созданы для работы с такими языками, как Pascal или C. Оккам поддерживал параллелизм и межпроцессорную связь на основе каналов как фундаментальную часть языка. Благодаря параллелизму и коммуникациям, встроенным в чип, и языку, взаимодействующему с ним напрямую, как контроллеры устройств, стало тривиальным делом; Может быть, даже самый простой код может следить за последовательными портами на ввод вывода и автоматически переходить в спящий режим, когда нет данных.
Первоначальной средой разработки occam для транспьютера была система разработки транспьютеров Inmos D700 (TDS). Это была неортодоксальная интегрированная среда разработки, включающая редактор, компилятор, компоновщик и (посмертный) отладчик. TDS - это транспьютерное приложение, написанное на оккам. Текстовый редактор TDS отличался тем, что позволяет скрывать и открывать блоки кода, чтобы сделать код более очевидной. К сожалению, сочетание незнакомого языка программирования и столь же незнакомой среды разработки никак не повлияло на раннюю популярность транспьютера. Позже Inmos выпустил более традиционных кросс-компиляторы occam - наборы инструментов occam 2.
Реализации более распространенных языков программирования, таких как C, FORTRAN, Ada и Pascal, а также были позже выпущены как Inmos, так и сторонними поставщиками. Обычно они включали языковые расширения или библиотеки, обеспечивающие менее элегантным способом параллелизм, подобный оккам, и связь на основе каналов.
Отсутствие поддержки виртуальной памяти переносным компьютером препятствовало переносу основных вариантов операционной системы Unix, хотя порты Unix-подобных операционных систем (например, Minix и Idris из Whitesmiths ). Усовершенствованная Unix-подобная распределенная операционная система, HeliOS, также была разработана Perihelion Software.
специально для мульти-транспьютерных систем. Транспьютеры были анонсированы в 1983 году и выпущены в 1984 году.
В соответствии с их ролью микроконтроллеров -подобных устройств, они включали в себя встроенное ОЗУ и встроенный контроллер ОЗУ, что позволяло увеличить объем памяти. добавляется без дополнительного оборудования. В отличие от других конструкций, транспьютеры не имели линий ввода-вывода: они должны были быть добавлены с оборудованием, подключенным к существующим последовательным каналам. Была одна строка «Событие», похожая на строку прерывания обычного процессора. Рассматриваемая как канал, программа могла «входить» из канала события и продолжать работу только после того, как строка события была утверждена.
Все транспьютеры работали от внешнего тактового входа 5 МГц; это было умножено, чтобы обеспечить тактовую частоту процессора.
Транспьютер не включал в себя блок управления памятью (MMU) или систему виртуальной памяти.
Варианты транспьютеров (кроме отмененного T9000) можно разделить на три группы: серия 16-бит T2, серия 32-бит T4 и серия 32 Серия T8 с 64-битной поддержкой IEEE 754 с плавающей запятой.
Inmos T225 die Прототипом 16-битного транспьютера был S43, в котором отсутствовал планировщик и управляемая DMA передача блоков по каналам. На момент запуска T212 и M212 (последний со встроенным контроллером диска) были 16-разрядными. T212 был доступен с тактовой частотой процессора 17,5 и 20 МГц. На смену Т212 пришел Т222 с расширением ОЗУ на кристалле с 2 КБ до 4 КБ, а позже - Т225. Это добавило поддержку отладки - точки останова (путем расширения инструкции «J 0») плюс некоторые дополнительные инструкции из набора команд T800. И T222, и T225 работали на частоте 20 МГц.
Inmos T425 die На момент запуска T414 был 32-битным предложением. Первоначально первым 32-битным вариантом должен был стать T424, но трудности с изготовлением привели к тому, что он был переработан в T414 с 2 КБ встроенной оперативной памяти вместо предполагаемых 4 КБ. T414 былможно в вариантах 15 и 20 МГц. Позднее объем ОЗУ был восстановлен до 4 КБ на T425 (в вариантах 20, 25 и 30 МГц), который также добавил поддержку точки останова J 0и дополнительные инструкции T800. T400, выпущенный в сентябре 1989 года, представляет собой недорогую производную T425 с частотой 20 МГц, 2 КБ и двумя вместо каналов, предназначенную для рынка встроенных систем.
Inmos T805 die Транспьютер T800 второго поколения, представленный в 1987 году, расширенный набор команд. Наиболее важным дополнением было 64-битное устройство с плавающей запятой (FPU) и три добавленных регистра для плавающей запятой, реализующие стандарт с плавающей запятой IEEE754-1985. Он также имел 4 КБ встроенной оперативной памяти и доступен в версии с частотой 20 или 25 МГц. Поддержка точки останова была добавлена в более поздние версии T801 и T805, первый из которых имеет отдельные шины адресов и данных для повышения производительности. Позднее T805 также был доступен с частотой 30 МГц.
Планировался усовершенствованный T810, который имел бы больше ОЗУ, больше и более быстрые ссылки, дополнительные инструкции и улучшенный микрокод, но он был отменен примерно в 1990 году.
Inmos также производил множество микросхем поддержки для транспьютерных процессоров, таких как 32-канальный коммутатор канала C004 и «адаптеры связи» C011 и C012, которые позволяют подключать транспьютерные каналы к 8-битной шине данных.
Часть первоначальной стратегии Inmos заключалась в том, чтобы сделать процессоры настолько маленькими и дешевыми, чтобы их можно было комбинировать с другой логикой в одном устройстве. Хотя системы на микросхеме (SoC), как обычно их называют, сейчас повсеместны, эта концепция была почти неслыханной в начале 1980-х годов. Примерно в 1983 году были начаты два проекта: M212 и ТВ-игрушка. M212 основан на стандартном ядре T212 с добавлением контроллера диска для стандартов ST 506 и ST 412 Shugart. ТВ-игрушка должна была быть использована для игровой приставки и являлась совместным проектом Inmos и Sinclair Research.
Связи в транспютерах T212 и T414 / T424 имели аппаратные механизмы DMA, так что переводы могли происходить параллельно выполнением других процессов. Вариант конструкции, названный T400, не путать с более поздним транспьютером с таким названием, был разработан, где ЦП обрабатывал эти передачи. Это значительно увеличило размер устройства, поскольку 4-канальные механизмы были примерно такого же размера, как и весь ЦП. T400 предназначался для использования в качестве ядра в том, что тогда называлось системами на кремниевых (SOS) устройствах, теперь называемыми и более известными как система на кристалле (SoC). Именно эта конструкция должна быть частью ТВ-игрушки. Проект был отменен в 1985 году.
Хотя предыдущие проекты SoC имели лишь ограниченный успех (M212 продавался какое-то время), многие дизайнеры по-прежнему твердо верили в концепцию и в 1987 году был начат новый проект T100, который адаптировал 8-битную версию транспьютерного ЦП с настраиваемой логикой на основе конечных автоматов. Набор команд транспьютера основан на 8-битных инструкциях и местный язык с установленным размером слова, кратным 8 битам. Целевым рынком для T100 должны стать контроллеры шины, такие как Futurebus, а также обновления для стандартных адаптеров связи (C011 и т. Д.). Проект был остановлен, когда был запущен T840 (использовавший ставший установленный T9000).
Inmos T212, PREQUAL
Inmos T222, PREQUAL
STMicroelectronics IMST225 (Inmos T225)
Inmos T400
Inmos T414
Inmos T425
Inmos T800, PREQUAL
STMicroelectronics IMST805 (Inmos T805)
TPCORE - это реализация транспьютера, включая os-link, который работает на FPGA.
Inmos улучшила производительность транспьютеров серии T8 с выпуском T9000 (кодовое название H1 во время разработки). T9000 поддерживает несколько функций с T800, но переместил некоторые элементы дизайна в оборудование и добавил несколько функций для поддержки суперскалярной. В отличие от более ранних замен, T9000 позволяет использовать настоящую систему кэш 16 КБ (с использованием случайной памяти) вместо ОЗУ, но также позволяет использовать его в качестве и включал функциональность, подобную MMU, для обработки всех это (называемое PMI). Для большей скорости T9000 кэширует 32 верхних ячеек стека вместо трех, как в более ранней версиих.
В T9000 для еще большей скорости использовался пятиступенчатый конвейер. Интересным дополнением был группировщик, который собирал инструкции из кеша и группировал их в более крупные пакеты размером до 8 байт, чтобы ускорить загрузку конвейера. Затем группы завершились за один цикл, как если бы они были выполнены большими инструкциями, работающими на более быстром процессе.
Линия связи была модернизирована до нового режима 100 МГц, но, в отличие от предыдущих систем, линии связи больше не были соединены вниз. Этот новый протокол связи на основе пакетов был назван DS-Link и позже основан на стандарте последовательного соединения IEEE 1355. В T9000 также добавлено оборудование для маршрутизации каналов, называемое VCP (Virtual Channel Processor), которое изменяет каналы с двухточечной на настоящую сеть, позволяя создавать любое количество виртуальных каналов на каналах. Это означало, что программам больше не нужно было знать физическую схему соединений. Также был разработан ряд микросхем поддержки DS-Link, в том числе 32-позиционный переключающий переключатель C104 и адаптер связи C101.
Длительная задержка в разработке T9000 означали, что более быстрые накопления энергии уже превосходили его по производительности к моменту, когда он должен быть выпущен. Ему постоянно не удавалось превзойти своей цели по производительности - превзойти T800 в десять раз. Когда проект был окончательно отменен, он все еще достиг лишь около 36 MIPS на частоте 50 МГц. Задержки в производстве вызвали шутку о том, что лучшим хост-архитектурой для T9000 был оверхед.
Это было слишком много для Inmos, у которой не было финансирования, необходимого для продолжения разработки. К этому времени компания была продана SGS-Thomson (ныне STMicroelectronics ), которая занималась рынком встраиваемых систем, и в итоге проект T9000 был заброшен. Однако позже был произведен полностью переработанный 32-битный транспьютер, предназначенный для встраиваемых приложений, серия ST20, с использованием некоторых технологий, разработанных для T9000. Ядро ST20 было включено в наборы микросхем для приложений телеприставки и глобального позиционирования (GPS).
Хотя это не совсем транспьютер, ST20 обнаружился под сильным топливом T4 и T9 и лег в основу T450, который, возможно, был последним из транспьютеров. Миссия ST20 заключалась в том, чтобы стать многоразовым ядром на развивающемся тогда рынке SoC. Первоначальное название ST20 было многоразовым микроядром (RMC). Архитектура была основана на исходной архитектуре T4 салом данных, управляемым микрокодом. Однако это была полная переработка с использованием VHDL в качестве языка проектирования и с оптимизированным (и переписанным) компилятором микрокода. Проект был задуман еще в 1990 году, когда стало ясно, что T9 будет слишком большим для многих приложений. Фактические проектные работы начались в середине 1992 года. Было выполнено несколько пробных проектов, от очень простого ЦП в стиле RISC со сложными инструкциями, реализованными в программном пакете с помощью ловушек, до довольно сложной суперскалярной конструкции, аналогичной концепции алгоритму Томасуло. Были добавлены некоторые простые группировки инструкций и кэш области рабочей области.
Хотя транспьютер был разработан, но мощным по многим современным задачам, он так и не приблизился к достижению своей цели - универсального использования в процессоре, так и в микроконтроллере. На рынке микроконтроллеров доминировали 8-битные машины, где важен важный фактор. Здесь даже T2 были слишком мощными и дорогостоящими для пользователей.
В поле настольный компьютер и рабочая станция транспьютер работал довольно быстро (работал со скоростью около 10 миллионов инструкций в секунду (MIPS) при 20 МГц). Это была отличная производительность для начала 1980-х годов, но к тому времени, когда T800 был отгружен блоком с плавающей точкой (FPU), другие разработки RISC превзошли его. Это можно было бы в смягчить, если бы машины использовали несколько транспьютеров, как планировалось, но T800 означало плохое соотношение цена / производительность. Было разработано несколько систем рабочих станций на базе транспьютеров; наиболее заметным из них, вероятно, является Транспьютерная рабочая станция Atari.
. Транспьютер был более успешным в области массово-параллельных вычислений, где несколько поставщиков производили системы на основе транспьютеров в конце 1980-х. К ним защищена Meiko Scientific (основанная бывшими сотрудниками Inmos), системы с плавающей запятой, Parsytec и Parsys. Несколько британских академических институтов начали исследовательскую деятельность в области транспьютерных параллельных систем, в том числе Бристольский транспортный центр Бристольский политехнический институт и Эдинбургский параллельный суперкомпьютер Эдинбургского университета Проект. Кроме того, системы сбора данных и запуска второго уровня эксперимента по физике высоких энергий ZEUS для коллайдера адронно-электронного кольца (HERA) в DESY были основаны на сети из более чем 300 синхронно синхронизируемых транспьютеров, разделенных на несколько подсистем. Они управляли как считыванием пользовательской электроники детектора, так и запускали алгоритмы реконструкции для выбора физических событий.
Возможности параллельной обработки транспьютера были коммерчески использованы для обработки изображений крупнейшей в мире полиграфической компании RR Donnelley Sons в начале 1990-х годов. Возможность быстро преобразовывать цифровые изображения при подготовке к печати превосходного преимущества перед конкурентами. Этой разработкой руководил Майкл Бенгтсон из технологического центра RR Donnelley. В течение нескольких лет возможности обработки даже настольных компьютеров отпали необходимость в многопроцессорных системах для системы.
Немецкая компания Jäger Messtechnik использовала транспьютеры для своего раннего сбора данных в режиме реального времени ADwin. и продукты управления.
Транспьютеры также применяют в анализаторах протоколов, таких как Siemens / Tektronix K1103, и в военных приложениях, где архитектура архитектуры подходила для таких приложений, как радар и последовательные каналы (которые были высокоскоростными в 1980-е годы) хорошо служили для экономии затрат и веса подсистемных коммуникаций.
Транспьютер также использовался в продуктах, связанных с реальной реальностью, как система ProVision 100, производимая Division Limited из Бристоля, с комбинацией Intel i860, 80486 / 33 и Toshiba HSP процессоры вместе с транспьютерами T805 или T425, реализующие механизм рендеринга, который может быть доступен как сервер PC, Системы Sun SPARCstation или VAX.
Myriade, европейская миниатюрная спутниковая платформа, Astrium Satellites и CNES и использованные спутниками, такими как Picard, основан на T805 с производственной около 4 MIPS и планируется оставить в производстве примерно до 2015 года.
Асинхронная работа, коммуникация и вычисления позволили разработать асинхронные алгоритмы, такие как алгоритм Бэйна «Асинхронное полиномиальное нахождение нуля». Область асинхронных алгоритмов и асинхронная реализация алгоритмов, вероятно, сыграет ключевую роль в переходе к экзадачных вычислений.
High Energy Transient Explorer 2 (HETE-2) На космическом корабле использовались 4 транспьютера T805 и 8 DSP56001, обеспечивающие производительность около 100 миллионов инструкций в секунду (MIPS).
Растущий внутренний параллелизм был одним из движущих сил за улучшения в обычных конструкциях ЦП. Вместо явного параллелизма на уровне потоков (который используется в транспьютере) конструкции ЦП использовали неявный параллелизм на уровне инструкций, проверяя последовательности кода на зависимости данных и выдавая несколько независимых инструкций различным исполнительным блокам. Это называется суперскалярной обработкой. Суперскалярные процессоры подходят для оптимизации выполнения последовательно построенных фрагментов кода. Комбинация суперскалярной обработки и спекулятивного выполнения обеспечила ощутимое повышение производительности существующих фрагментов кода, которые в основном были написаны на Паскале, Фортране, C и C ++. Учитывая эти существенные и регулярные улучшения производительности существующего кода, не было большого стимула переписывать программное обеспечение на языках или стилях кодирования, которые раскрывают больший параллелизм на уровне задач.
Тем не менее, модель взаимодействующих параллельных процессоров все еще можно найти в системах кластерных вычислений, которые доминируют в конструкции суперкомпьютеров в 21 веке. В отличие от транспьютерной архитектуры, в процессорах этих систем обычно используются суперскалярные процессоры с доступом к значительным объемам памяти и дискового хранилища, работающие под управлением обычных операционных систем и сетевых интерфейсов. Из-за более сложных узлов программная архитектура, используемая для координации параллелизма в таких системах, обычно намного тяжелее, чем в транспьютерной архитектуре.
Фундаментальный мотив транспьютеров остается, но более 20 лет маскировался повторяющимся удвоением количества транзисторов. Неизбежно, что разработчикам микропроцессоров, наконец, не хватило возможностей использовать большие физические ресурсы, почти всегда, когда масштабирование технологий начало приближаться к своим пределам. Потребляемая мощность и, следовательно, потребности в тепловыделении делают дальнейшее увеличение тактовой частоты невозможным. Эти факторы приводят к решениям, мало отличающимся по сути от решений, предлагаемых Inmos.
Самые большие суперкомпьютеры в мире, основанные на разработках Колумбийского мощного университета и построенные как IBM Blue Gene, являются реальным воплощением транспьютерной мечты. Это обширные сборки идентичных, относительно низкопроизводительных SoC.
Последние тенденции также пытались решить дилемму транзисторов, которые были слишком футуристичными даже для Инмос. Помимо добавления компонентов в кристалл ЦП и размещения нескольких кристаллов в одной системе, современные процессоры все чаще размещают несколько ядер на одном кристалле. Разработчики транспьютеров изо всех сил пытались уместить хотя бы одно ядро в свой транзисторный бюджет. Сегодня конструкторы, работающие с высокой плотностью транзисторов в 1000 раз, обычно могут link много. Одна из последних коммерческих разработок принадлежит фирме XMOS, которая разработала семейство встраиваемых многоядерных многопоточных процессоров, которые находят широкое применение в транспьютерах и Inmos. Появляется новый класс многоядерных / многоядерных процессоров, использующих подходы сети на кристалле (NoC), такой как процессор Cell, Adapteva архитектура Epiphany, Tilera и т. Д.
<100100>Транспьютер и Inmos помогли сделать Бристоль, Великобритания, центр разработки и инноваций в области микроэлектроники. | Викискладе есть материалы, связанные с Транспутером. |
