ILLIAC ( Illinois Automatic Computer ) — серия суперкомпьютеров, построенных в разных местах, некоторые в Университете Иллинойса в Урбане-Шампейне . Всего в этой серии было построено пять компьютеров между 1951 и 1974 годами. Некоторые более современные проекты также используют это название.
Архитектура первых двух компьютеров UIUC была взята из технического отчета комитета Института перспективных исследований (IAS) в Принстоне , Первый черновик отчета по EDVAC (1945), отредактированный Джоном фон Нейманом (но с идеями Эккерта, Мокли и многих других.) Конструкции в этом отчете не были протестированы в Принстоне, пока более поздняя машина, JOHNNIAC , не была завершена в 1953 году. Тем не менее, технический отчет оказал большое влияние на вычисления в 1950-х годах и использовался в качестве чертежа для многих других компьютеров , включая два в Университете Иллинойса, которые оба были завершены до того, как Принстон закончил Johnniac. Университет Иллинойса был единственным учреждением, построившим два экземпляра машины IAS. Справедливости ради, несколько других университетов, включая Принстон, изобрели новую технологию (новые типы памяти или устройств ввода-вывода) во время создания своих компьютеров, что задержало эти проекты. Для ILLIAC I, II и IV студенты, связанные с IAS в Принстоне ( Абрахам Х. Тауб , Дональд Б. Джиллис , Дэниел Слотник ), сыграли ключевую роль в компьютерных проектах. [1]
ORDVAC был первым из двух компьютеров, построенных по контракту в Университете Иллинойса. ORDVAC был завершен весной 1951 года и проверен летом. Осенью он был доставлен на Абердинский испытательный полигон армии США и был проверен примерно через неделю. В рамках контракта Иллинойсскому университету были предоставлены средства на создание второго идентичного компьютера, известного как ILLIAC I.
ILLIAC I был построен в Университете Иллинойса на основе того же проекта, что и ORDVAC . Это был первый компьютер с архитектурой фон Неймана , созданный и принадлежавший американскому университету. Он был введен в эксплуатацию 22 сентября 1952 года.
ILLIAC I был построен с 2800 электронными лампами и весил около 5 тонн. [2] К 1956 году он набрал больше вычислительной мощности, чем все компьютеры в Bell Labs вместе взятые. Данные были представлены 40- битными словами , из которых 1024 могли храниться в основной памяти, а 12800 — в памяти барабана .
Сразу после запуска Спутника в 1957 году ILLIAC I использовался для расчета эфемериды орбиты спутника, результаты которой позднее были опубликованы в журнале Nature . [3]
ILLIAC I был выведен из эксплуатации в 1963 году, когда в эксплуатацию вступил ILLIAC II (см. ниже).
ILLIAC II был первым транзисторным и конвейерным суперкомпьютером, созданным Университетом Иллинойса. ILLIAC II и IBM 7030 Stretch были двумя конкурирующими проектами по созданию транзисторных суперкомпьютеров 1-го поколения [4] . ILLIAC II был асинхронной логической конструкцией. На момент своего создания в 1958 году он был в 100 раз быстрее конкурирующих машин того времени. Он вступил в строй в 1962 году, на два года позже, чем ожидалось.
ILLIAC II имел 8192 слова основной памяти , подкрепленных 65 536 словами хранения на магнитных барабанах. Время доступа к основной памяти составляло от 1,8 до 2 мкс. Время доступа к магнитному барабану составляло 7 мкс. Также был предусмотрен «быстрый буфер» для хранения коротких циклов и промежуточных результатов (похожий по концепции на то, что сейчас называется кэшем). Время доступа к «быстрому буферу» составляло 0,25 мкс.
Размер слова составлял 52 бита. Числа с плавающей точкой использовали формат с 7 битами экспоненты (степень 4) и 45 битами мантиссы . Инструкции были длиной 26 или 13 бит, что позволяло упаковывать до 4 инструкций на слово памяти. Конвейерные функциональные блоки назывались расширенным управлением , отложенным управлением и взаимодействием . Компьютер использовал независимую от скорости схему Мюллера (т. е. элемент С Мюллера ) для части схемы управления.
В 1963 году Дональд Б. Джиллис (разработавший элемент управления) использовал ILLIAC II для нахождения трех простых чисел Мерсенна с 2917, 2993 и 3376 цифрами — самых больших простых чисел, известных на тот момент.
Хидео Айсо (相磯秀夫, 1932-) из Японии участвовал в программе разработки и проектировал арифметико-логическое устройство с сентября 1960 года. [5]
ILLIAC III — высокоточный компьютер для распознавания образов SIMD, созданный в Иллинойсском университете в 1966 году.
Первоначальная задача ILLIAC заключалась в обработке изображений экспериментов с пузырьковой камерой , используемых для обнаружения ядерных частиц. Позже она использовалась для биологических изображений. Машина была уничтожена в пожаре, вызванном замыканием Variac на одном из деревянных столов в 1968 году.
ILLIAC IV был одной из первых попыток создания компьютера с массовым параллелизмом. Ключевым моментом в конструкции, задуманной Дэниелом Слотником, директором проекта, был довольно высокий параллелизм с 256 процессорами, который позволял машине работать с большими наборами данных в том, что позже стало известно как обработка массивов . Машина должна была иметь 4 квадранта. Каждый квадрант имел блок управления (CU) и 64 процессорных элемента (PE). Первоначально Texas Instruments взяла на себя обязательство построить процессорные элементы (PE) из больших интегральных схем (LSI). Через несколько лет после начала проекта TI отказалась и заявила, что не может производить чипы LSI по контрактной цене. Это потребовало полной переделки с использованием средних интегральных схем, что привело к большим задержкам и значительному увеличению затрат. Это также привело к уменьшению системы с четырех квадрантов до одного квадранта, поскольку версия MSI должна была быть во много раз больше, чем версия LSI. Это привело к тому, что CU пришлось вытаскивать «карты» размером порядка двух квадратных футов. Для PE то, что должно было быть чипами диаметром около 1 дюйма, теперь было размером примерно 6 на 10 дюймов. Пространство, питание и кондиционирование воздуха (не говоря уже о бюджете) не позволяли создать машину с четырьмя квадрантами. Машина была высотой 10 футов, глубиной 8 футов и длиной 50 футов. В любой момент времени из CU по проводам в PE могло отправляться 10-12 инструкций. Источники питания для машины были настолько большими, что для снятия и повторной установки источника питания требовалось проектировать одночелюстной вилочный погрузчик. Шины источника питания на машине охватывали расстояние более трех футов и по конструкции напоминали осьминога. Толстые медные шины были покрыты эпоксидной смолой, которая часто трескалась, что приводило к коротким замыканиям и множеству других проблем. ILLIAC IV был разработан Burroughs Corporation и построен в квадрантах в Грейт-Вэлли, штат Пенсильвания, в период с 1967 по 1972 год. Он имел традиционную архитектуру одноадресного аккумулятора, а не революционную архитектуру стека, впервые примененную Burroughs в машинах 5500/6500. Illiac IV был разработан фактически как «процессор внутреннего интерфейса» для B6700. Перерасход средств, вызванный отсутствием чипов LSI и другими ошибками проектирования Burroughs (блок управления был построен с положительной логикой, а PE — с отрицательной логикой и т. д.), сделал проект несостоятельным. [ необходима цитата ]
Начиная с 1970 года машина стала предметом студенческих демонстраций в Иллинойсе. Во-первых, то, что проект был тайно создан на территории кампуса. Когда это утверждение оказалось ложным, фокус сместился на роль университетов в секретных военных исследованиях. Слотник не был сторонником запуска секретных программ на машине. ARPA хотел, чтобы машинный зал был заключен в медь, чтобы предотвратить слежку за секретными данными за пределами объекта. Слотник отказался это сделать. Он пошел дальше и настоял на том, чтобы все исследования, проведенные на Illiac IV, были опубликованы. Если бы машина была установлена в Урбане, так бы и было. Однако две вещи заставили машину быть доставленной в NASA Ames. Во-первых, Слотник был обеспокоен тем, что физическое присутствие машины на территории кампуса может вызвать насилие со стороны студентов-радикалов. Это и требование проводить секретные исследования с помощью машины заставили ARPA переместить машину в NASA Ames Research Center, где она была установлена в безопасной среде. Машина так и не была доставлена в Иллинойс, прибыв туда в 1972 году. В 1972 году, когда первый (и единственный) квадрант был запущен в эксплуатацию в NASA, он был в 13 раз быстрее любой другой машины, работавшей в то время. Блок управления, несколько PE и его 10-мегабайтные диски можно увидеть сегодня в Музее компьютерной истории в Калифорнии.
CEDAR был иерархическим суперкомпьютером с общей памятью, завершенным в 1988 году. Группу разработчиков возглавлял профессор Дэвид Кук . Эта система SMP (симметричная многопроцессорная обработка) воплощала в себе достижения в области сетей взаимосвязи, поддержки параллелизма блоками управления, оптимизирующих компиляторов и параллельных алгоритмов и приложений. Иногда ее называют ILLIAC V.
Проектирование ILLIAC 6 началось в начале 2005 года в Университете Иллинойса в Урбане-Шампейне под руководством Ладди Харрисона. [6] Он был задуман как коммуникационный суперкомпьютер с 65536 узлами, использующий в качестве вычислительных узлов цифровые сигнальные процессоры. [7] Он был разработан для более чем 1,2 квадриллиона операций умножения-накопления в секунду и двухсекционной полосы пропускания более 4 терабайт в секунду. [8]
Trusted ILLIAC был завершен в 2006 году в Лаборатории координированной науки и Институте доверия информации Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне . Это был кластер Linux из 256 узлов , каждый из которых имел два процессора.
Доверенные узлы ILLIAC содержали встроенные ПЛИС для включения интеллектуальных компиляторов и моделей программирования, оценки и проверки системы, настраиваемых механизмов доверия, автоматизированного управления неисправностями, адаптации в режиме онлайн и множества других настраиваемых фреймворков доверия. Каждый узел имел доступ к 8 ГБ памяти на шине 6,4 ГБ/с и был подключен через 8 ГБ/с PCI-Express к ПЛИС. Сеть InfiniBand 2,5 ГБ/с обеспечивает межузловое соединение. Система была создана с помощью и поддержкой Hewlett-Packard , AMD и Xilinx . [9]
Stretch и ILLIAC II были конкурентами. ILLIAC II был полностью общественным достоянием, а Stretch извлекал выгоду из технических отчетов UIUC. Проект IBM был ласково назван "St. Retch" исследователями Иллинойсского университета
{{cite web}}: Отсутствует или пусто |url=( помощь )