MasPar

MasPar Computer Corporation — американская компания, производитель минисуперкомпьютеров, основана в 1987 году Джеффом Кэлбом. Компания располагалась в Саннивейле (Калифорния). Штат компании состоял из 100 человек.

История

Пока Кэлб был вице-президентом подразделения по производству интегральных микросхем в DEC, некоторые исследователи из этого подразделения спроектировали суперкомпьютер на основе суперкомпьютера с массовым параллелизмом Goodyear MPP. Исследователи из DEC улучшили архитектуру:

• процессорные элементы стали 4-битными вместо 1-битных
• увеличилось количество возможных соединений каждого процессора с соседними с 4 до 8
• добавилось глобальное взаимодействие всех процессорных элементов, которое было реализовано при помощи коммутатора с тройным резервированием, что проще для реализации, чем полный матричный переключатель.

После того как в DEC решили не выпускать исследовательский проект на рынок, Кэлб создал компанию для продажи разработанного минисуперкомпьютера. В 1990 году было выпущено первое поколение — MP-1. За ним, в 1992 году, последовал MP-2. Всего компания выпустила более 200 компьютеров. Компьютеры MasPar приобретались многими суперкомпьютерными центрами и корпорациями вроде Ford и American Express. Экземпляры систем MasPar из Центра космических полетов им. Годдарда (NASA) хранятся в Музее компьютерной истории.

MasPar являлась вторым после DEC поставщиком SIMD-машин.

В 1996 году компания прекратила разработку аппаратного обеспечения и преобразовалась в компанию, занимающуюся программным обеспечением для сбора и анализа данных, под названием Neovista Software. В 1999 году Neovista была приобретена компанией Accrue Software, которая в свою очередь стала подразделением компании JDA Software в 2001 году.

Аппаратное обеспечение

Компьютеры серий MP-1 и MP-2 относятся к классу SIMD-машин.

Архитектура машин MasPar состоит из 2 основных частей: интерфейсной части и устройства параллельной обработки данных (DPU).

В качестве интерфейсной части выступает стандартная рабочая станция (обычно VAX или DECstation), посредством которой осуществляется доступ пользователей к DPU. Есть возможность подключения высокоскоростных устройств ввода-вывода и прямого доступа к адресной шине DEC.

DPU является подсистемой, обеспечивающей массовую параллельную обработку данных и состоит из 2 частей: устройства управления массивом (ACU) и массива процессорных элементов (PE array), производящего параллельные вычисления.

Устройство управления массивом управляет массивом процессорных элементов и обеспечивает доступ к глобальной памяти совместно используемой всеми процессорными элементами. ACU осуществляет широковещательные передачи массивам процессорных элементов инструкций и совместно используемых переменных по шине ACU-PE-Bus, а также производит операции над последовательными данными в параллельной программе, которые хранятся в глобальной памяти. Устройство управления массивом использует для памяти инструкций алгоритм замещения страниц виртуальной памяти по запросу. ACU представляет собой RISC-подобный процессор, созданный на основе стандартных микросхем производства Texas Instruments. Массив процессорных элементов имеет топологию двухмерной решетки размером до 128 на 128 элементов, противоположные грани которой соединены, образуя тор, что обеспечивает обмен данными между первыми и последними элементами строк и столбцов. Внутри решетки процессоры разделены на кластеры размером 4 на 4 элемента. Каждый процессорный элемент имеет от 16 до 64 Кбайт локальной памяти данных DRAM с высокоскоростным доступом к ней, благодаря чему не нуждается в кеш-памяти. Ширина шины памяти — 16 бит. Поддерживаются как big-endian, так и little-endian форматы. Поддерживается прямая и непрямая (косвенная) адресация памяти данных. Процессорные элементы не осуществляют управление памятью данных. Также каждый процессорный элемент содержит 64 32-битных регистра, которые используются как для целочисленных, так и для вещественночисленных данных. Регистры, что примечательно, с адресацией битов и байтов. Над вещественночисленными данными выполняются арифметические действия одинарной и двойной точности в формате IEEE 754. Каждый процессорный элемент также имеет два битовых последовательных порта, один для входящих и один для исходящих коммуникаций с ближайшими соседями по X-сети. Последовательные соединения поддерживают передачу битовых последовательностей со скоростью 1 Мбайт/с, что позволяет координировать соединения регистр-регистр между процессорами.

Процессорные элементы спроектированы и изготовлены по специальному заказу для MasPar и защищены патентами. Каждый процессорный элемент может делать свою собственную выборку данных, но все они управляются устройством управления массивом (ACU). Процессорные элементы имеют RISC-архитектуру и представляет собой двухуровневую интегральную КМОП-микросхему, изготовленную по 1,0 мкм технологическому процессу, с рассеиваемой мощностью 0,8 Вт и упакованную в 208-контактный PQFP-корпус. Тактовая частота — 12,5 МГц.

Обмен данными между процессорами может выполняться двумя способами:

• Для регулярного обмена данными каждый из процессорных элементов соединен со своими ближайшими 8-ю соседями, образуя так называемую X-сеть (X-Net). В любой момент передача данных по X-сети возможна только в одном из 8 направлений, при этом каждый процессорный элемент может посылать данные через соединение с соответствующей стороны и получать данные с противоположной. Если расстояние между взаимодействующими процессорными элементами больше 1, то данные пересылаются с промежуточным хранением. Стоимость перемещения данных пропорциональна расстоянию.

• Другой коммуникационный механизм предоставляется глобальным маршрутизатором (Global router, GR), допускающим произвольные межпроцессорные соединения. Маршрутизатор используется там, где нельзя предсказать перемещение данных, где требуются пересылки на дальнее расстояние. Тем не менее следует помнить, что время установки соединения через глобальный маршрутизатор значительно превосходит его же в X-net и, что существует только одно входное и одно выходное соединение для каждого кластера процессорных элементов. Соответственно, коммуникационные операции выполняются последовательно всегда, когда требуется более одного входящего или одного исходящего соединения на кластер.

Скорость передачи данных составляет 18 Гбайт/с при обмене между ближайшими соседями в машине с 16 384 процессорными элементами и 1300 Мбайт/с при передаче данных через глобальный маршрутизатор.

Система может содержать от 1024 до 16 384 процессорных элементов. Производительность машины с 16 384 процессорными элементами составляет 1,2 GFLOPS (2,6 GIPS). Заявленное производителем среднее время наработки на отказ составляет более 8000 часов. Специальных возможностей для отказоустойчивой работы не предусмотрено. При стоимости машины с 16 384 процессорами в 500 000 фунтов цена 1 GFLOPS составляет 450 000 фунтов. Машина позиционируется на рынке как высоконадёжный компьютер для самых ресурсоёмких применений. Парк установленных машин достаточно мал. Типичными приложениями выполняемыми на MP-1 являются подбор ДНК-последовательностей и устранение размытости изображений.

В серии MP-1 и MP-2 входили по 5 моделей, различающихся количеством процессорных элементов, объёмом локальной памяти каждого процессорного элемента и скоростью обмена данными между процессорными элементами.

• Серия MP-1 включала модели: MP1101, MP1102, MP1104, MP1208, MP1216.
• Серия MP-2 включала модели: MP2201, MP2202, MP2204, MP2208, MP2216.

Программное обеспечение

Компьютеры MasPar работали с операционной системой UNIX, компиляторами Си и Фортрана, обладали развитым графическим программным окружением и прочими инструментами.

Из языков программирования поддерживаются ANSI-совместимый Си и MasPar Fortran (MPF), который является переработанной в компании версией Fortran 90. Программное окружение MasPar Program Environment (MPPE) является лицензированной версией транслятора Фортрана VAST-2 компании Pacific-Sierra Research Corporation. Этот продукт преобразует последовательный исходный код на Fortran 77 в распараллеленный исходный код на MPF. Также может быть совершено обратное преобразование.

Литература

• Arthur Trew (Editor), Greg Wilson (Editor). [books.google.co.jp/books?id=HZzeBwAAQBAJ Past, Present, Parallel: A Survey of Available Parallel Computer Systems]. — Springer, 1991. — 392 p. — ISBN 9783540196648. (англ.) - книга о супер- 90-ых XX века

Ссылки

• [www.ccas.ru/paral/simd/mpp.html Компьютеры MP-серии]
• [home.wlu.edu/~whaleyt/classes/parallel/topics/maspar/maspar.html home.wlu.edu/~whaleyt/classes/parallel/topics/maspar/maspar.html]
• [www.phy.ornl.gov/csep/CSEP/MP2/MP2.html www.phy.ornl.gov/csep/CSEP/MP2/MP2.html]
• [www.bearcave.com/misl/misl_tech/venture_capital.html www.bearcave.com/misl/misl_tech/venture_capital.html]
• [www.netlib.org/utk/papers/advanced-computers/mp-1.html www.netlib.org/utk/papers/advanced-computers/mp-1.html]

Отрывок, характеризующий MasPar

– C'est bien, c'est bien, merci, mais vous devez avoir de la toile de reste? [Хорошо, хорошо, спасибо, а полотно где, что осталось?] – сказал француз.
– Она еще ладнее будет, как ты на тело то наденешь, – говорил Каратаев, продолжая радоваться на свое произведение. – Вот и хорошо и приятно будет.
– Merci, merci, mon vieux, le reste?.. – повторил француз, улыбаясь, и, достав ассигнацию, дал Каратаеву, – mais le reste… [Спасибо, спасибо, любезный, а остаток то где?.. Остаток то давай.]
Пьер видел, что Платон не хотел понимать того, что говорил француз, и, не вмешиваясь, смотрел на них. Каратаев поблагодарил за деньги и продолжал любоваться своею работой. Француз настаивал на остатках и попросил Пьера перевести то, что он говорил.
– На что же ему остатки то? – сказал Каратаев. – Нам подверточки то важные бы вышли. Ну, да бог с ним. – И Каратаев с вдруг изменившимся, грустным лицом достал из за пазухи сверточек обрезков и, не глядя на него, подал французу. – Эхма! – проговорил Каратаев и пошел назад. Француз поглядел на полотно, задумался, взглянул вопросительно на Пьера, и как будто взгляд Пьера что то сказал ему.
– Platoche, dites donc, Platoche, – вдруг покраснев, крикнул француз пискливым голосом. – Gardez pour vous, [Платош, а Платош. Возьми себе.] – сказал он, подавая обрезки, повернулся и ушел.
– Вот поди ты, – сказал Каратаев, покачивая головой. – Говорят, нехристи, а тоже душа есть. То то старички говаривали: потная рука торовата, сухая неподатлива. Сам голый, а вот отдал же. – Каратаев, задумчиво улыбаясь и глядя на обрезки, помолчал несколько времени. – А подверточки, дружок, важнеющие выдут, – сказал он и вернулся в балаган.


Прошло четыре недели с тех пор, как Пьер был в плену. Несмотря на то, что французы предлагали перевести его из солдатского балагана в офицерский, он остался в том балагане, в который поступил с первого дня.
В разоренной и сожженной Москве Пьер испытал почти крайние пределы лишений, которые может переносить человек; но, благодаря своему сильному сложению и здоровью, которого он не сознавал до сих пор, и в особенности благодаря тому, что эти лишения подходили так незаметно, что нельзя было сказать, когда они начались, он переносил не только легко, но и радостно свое положение. И именно в это то самое время он получил то спокойствие и довольство собой, к которым он тщетно стремился прежде. Он долго в своей жизни искал с разных сторон этого успокоения, согласия с самим собою, того, что так поразило его в солдатах в Бородинском сражении, – он искал этого в филантропии, в масонстве, в рассеянии светской жизни, в вине, в геройском подвиге самопожертвования, в романтической любви к Наташе; он искал этого путем мысли, и все эти искания и попытки все обманули его. И он, сам не думая о том, получил это успокоение и это согласие с самим собою только через ужас смерти, через лишения и через то, что он понял в Каратаеве. Те страшные минуты, которые он пережил во время казни, как будто смыли навсегда из его воображения и воспоминания тревожные мысли и чувства, прежде казавшиеся ему важными. Ему не приходило и мысли ни о России, ни о войне, ни о политике, ни о Наполеоне. Ему очевидно было, что все это не касалось его, что он не призван был и потому не мог судить обо всем этом. «России да лету – союзу нету», – повторял он слова Каратаева, и эти слова странно успокоивали его. Ему казалось теперь непонятным и даже смешным его намерение убить Наполеона и его вычисления о кабалистическом числе и звере Апокалипсиса. Озлобление его против жены и тревога о том, чтобы не было посрамлено его имя, теперь казались ему не только ничтожны, но забавны. Что ему было за дело до того, что эта женщина вела там где то ту жизнь, которая ей нравилась? Кому, в особенности ему, какое дело было до того, что узнают или не узнают, что имя их пленного было граф Безухов?
Теперь он часто вспоминал свой разговор с князем Андреем и вполне соглашался с ним, только несколько иначе понимая мысль князя Андрея. Князь Андрей думал и говорил, что счастье бывает только отрицательное, но он говорил это с оттенком горечи и иронии. Как будто, говоря это, он высказывал другую мысль – о том, что все вложенные в нас стремленья к счастью положительному вложены только для того, чтобы, не удовлетворяя, мучить нас. Но Пьер без всякой задней мысли признавал справедливость этого. Отсутствие страданий, удовлетворение потребностей и вследствие того свобода выбора занятий, то есть образа жизни, представлялись теперь Пьеру несомненным и высшим счастьем человека. Здесь, теперь только, в первый раз Пьер вполне оценил наслажденье еды, когда хотелось есть, питья, когда хотелось пить, сна, когда хотелось спать, тепла, когда было холодно, разговора с человеком, когда хотелось говорить и послушать человеческий голос. Удовлетворение потребностей – хорошая пища, чистота, свобода – теперь, когда он был лишен всего этого, казались Пьеру совершенным счастием, а выбор занятия, то есть жизнь, теперь, когда выбор этот был так ограничен, казались ему таким легким делом, что он забывал то, что избыток удобств жизни уничтожает все счастие удовлетворения потребностей, а большая свобода выбора занятий, та свобода, которую ему в его жизни давали образование, богатство, положение в свете, что эта то свобода и делает выбор занятий неразрешимо трудным и уничтожает самую потребность и возможность занятия.
Все мечтания Пьера теперь стремились к тому времени, когда он будет свободен. А между тем впоследствии и во всю свою жизнь Пьер с восторгом думал и говорил об этом месяце плена, о тех невозвратимых, сильных и радостных ощущениях и, главное, о том полном душевном спокойствии, о совершенной внутренней свободе, которые он испытывал только в это время.
Когда он в первый день, встав рано утром, вышел на заре из балагана и увидал сначала темные купола, кресты Ново Девичьего монастыря, увидал морозную росу на пыльной траве, увидал холмы Воробьевых гор и извивающийся над рекою и скрывающийся в лиловой дали лесистый берег, когда ощутил прикосновение свежего воздуха и услыхал звуки летевших из Москвы через поле галок и когда потом вдруг брызнуло светом с востока и торжественно выплыл край солнца из за тучи, и купола, и кресты, и роса, и даль, и река, все заиграло в радостном свете, – Пьер почувствовал новое, не испытанное им чувство радости и крепости жизни.
И чувство это не только не покидало его во все время плена, но, напротив, возрастало в нем по мере того, как увеличивались трудности его положения.
Чувство это готовности на все, нравственной подобранности еще более поддерживалось в Пьере тем высоким мнением, которое, вскоре по его вступлении в балаган, установилось о нем между его товарищами. Пьер с своим знанием языков, с тем уважением, которое ему оказывали французы, с своей простотой, отдававший все, что у него просили (он получал офицерские три рубля в неделю), с своей силой, которую он показал солдатам, вдавливая гвозди в стену балагана, с кротостью, которую он выказывал в обращении с товарищами, с своей непонятной для них способностью сидеть неподвижно и, ничего не делая, думать, представлялся солдатам несколько таинственным и высшим существом. Те самые свойства его, которые в том свете, в котором он жил прежде, были для него если не вредны, то стеснительны – его сила, пренебрежение к удобствам жизни, рассеянность, простота, – здесь, между этими людьми, давали ему положение почти героя. И Пьер чувствовал, что этот взгляд обязывал его.


В ночь с 6 го на 7 е октября началось движение выступавших французов: ломались кухни, балаганы, укладывались повозки и двигались войска и обозы.
В семь часов утра конвой французов, в походной форме, в киверах, с ружьями, ранцами и огромными мешками, стоял перед балаганами, и французский оживленный говор, пересыпаемый ругательствами, перекатывался по всей линии.
В балагане все были готовы, одеты, подпоясаны, обуты и ждали только приказания выходить. Больной солдат Соколов, бледный, худой, с синими кругами вокруг глаз, один, не обутый и не одетый, сидел на своем месте и выкатившимися от худобы глазами вопросительно смотрел на не обращавших на него внимания товарищей и негромко и равномерно стонал. Видимо, не столько страдания – он был болен кровавым поносом, – сколько страх и горе оставаться одному заставляли его стонать.
Пьер, обутый в башмаки, сшитые для него Каратаевым из цибика, который принес француз для подшивки себе подошв, подпоясанный веревкою, подошел к больному и присел перед ним на корточки.
– Что ж, Соколов, они ведь не совсем уходят! У них тут гошпиталь. Может, тебе еще лучше нашего будет, – сказал Пьер.
– О господи! О смерть моя! О господи! – громче застонал солдат.
– Да я сейчас еще спрошу их, – сказал Пьер и, поднявшись, пошел к двери балагана. В то время как Пьер подходил к двери, снаружи подходил с двумя солдатами тот капрал, который вчера угощал Пьера трубкой. И капрал и солдаты были в походной форме, в ранцах и киверах с застегнутыми чешуями, изменявшими их знакомые лица.
Капрал шел к двери с тем, чтобы, по приказанию начальства, затворить ее. Перед выпуском надо было пересчитать пленных.