История создания многопроцессорных систем с программируемой архитектурой.

Левин Илья Израилевич

В последней четверти XX века в НИИ многопроцессорных вычислительных систем Таганрогского государственного радиотехнического университета (НИИ МВС ТРТУ) под руководством академика РАН  А.В. Каляева была разработана, теоретически и экспериментально подтверждена концепция многопроцессорных систем с программируемой архитектурой. В процессе конструирования архитектура таких систем не формируется окончательно и остается в определенном смысле незавершенной и открытой. Аппаратно-программные свойства МВС предоставляют пользователю возможность как на этапе трансляции задачи, так и в процессе ее решения программировать и настраивать архитектуру системы на виртуальные вычислители, адекватные информационной структуре решаемой задачи или ее фрагмента.

Несмотря на то, что концепция МВС с программируемой архитектурой была разработана в начале 80-х годов прошлого века, реальные образцы универсальной МВС ПА были созданы только в конце 90-х годов. Основной причиной этого является необходимость создания специальной элементной базы. Такая элементная база — макропроцессорный комплект СБИС, разработанный в НИИ МВС ТРТУ, была создана в СКБ «Белмикросистем» НПО «Интеграл», г. Минск в 1992 — 1994 гг.

В 1996 году на основе оригинальной макропроцессорной элементной базы был создан базовый модуль универсальной МВС с программируемой архитектурой. На одной плате было реализовано 32 элементарных процессора (2 макропроцессора), связанных между собой по полному графу.

Появившиеся ПЛИС позволили на практике реализовать теоретические идеи на качественно новом уровне. На основе указанных принципов разработан и создан ряд базовых модулей для построения многопроцессорных систем. Модульно-наращиваемая многопроцессорная вычислительная система с двухуровневой программируемой архитектурой, содержащая 4 базовых модуля, имеет производительность 200 Ггфлопс в объеме 40 дм³.

Результаты теоретических исследований и практического использования созданных МВС показывают, что многопроцессорные вычислительные системы с программируемой архитектурой обеспечивают реальную производительность, которая близка к пиковой производительности на различных классах решаемых задач, что недостижимо для МВС с традиционной архитектурой. Это открывает широкие перспективы для создания парка высокопроизводительных вычислителей, начиная от ускорителей к персональным ЭВМ и заканчивая построением сверхвысокопроизводительных вычислительных комплексов, которые по характеристикам «реальная производительность/стоимость» в несколько раз превосходят лучшие зарубежные образцы суперкомпьютеров.

Об авторе: Зам. директора по науке НИИ многопроцессорных вычислительных систем им. академика А.В. Каляева, Таганрогского государственного радиотехнического университета, levin@mvs.tsure.ru
Материалы международной конференции SORUCOM 2006 (3—7 июля 2006 года)
Статья помещена в музей 31.07.2008 с разрешения автора