UNIVAC LARC , сокращение от Livermore Advanced Research Computer , — это мэйнфреймовый компьютер, разработанный в соответствии с требованиями, опубликованными Эдвардом Теллером, для проведения гидродинамического моделирования при проектировании ядерного оружия . Это был один из самых первых суперкомпьютеров . [1] Он использовал твердотельную электронику .
LARC поддерживал многопроцессорную обработку с двумя ЦП (называемые Компьютерами ) и процессором ввода-вывода (I/O) (называемым Процессором ). Было построено две машины LARC, первая доставлена в Ливермор в июне 1960 года, а вторая — в модельный бассейн Дэвида Тейлора ВМС . Оба экземпляра имели только один ЦП, поэтому многопроцессорные LARC никогда не были построены. [2] Ливермор вывел свой LARC из эксплуатации в декабре 1968 года [3] , а LARC ВМС был выключен в апреле 1969 года. [4]
Процессоры LARC могли выполнять сложение примерно за 4 микросекунды, что соответствовало скорости около 250 kIPS. Это делало его самым быстрым компьютером в мире до 1962 года, когда титул перешел к IBM 7030. 7030 начинался как заявка IBM на участие в конкурсе LARC, но Теллер выбрал более простую модель Univac вместо рискованной конструкции IBM.
LARC был десятичным мэйнфреймовым компьютером с 60 битами на слово . Он использовал би-квинарную кодированную десятичную арифметику с пятью битами на цифру (см. ниже), что позволяло использовать 11-значные числа со знаком . Инструкции были длиной 60 бит, по одной на слово. Базовая конфигурация имела 26 регистров общего назначения , которые можно было расширить до 99. Регистры общего назначения имели время доступа в одну микросекунду.
LARC весил около 115 000 фунтов (58 коротких тонн; 52 т). [5]
Базовая конфигурация имела один компьютер , а LARC могла быть расширена до многопроцессорной с помощью второго компьютера .
Процессор представляет собой независимый центральный процессор (с другим набором инструкций, чем у компьютеров ) и обеспечивает управление 12–24 запоминающими устройствами на магнитных барабанах , 4–40 ленточными накопителями UNISERVO II, двумя электронными страничными регистраторами (35-мм кинокамера, обращенная к электронно-лучевой трубке), одним или двумя высокоскоростными принтерами и высокоскоростным считывателем перфокарт.
LARC использовал банки основной памяти по 2500 слов каждая, размещал четыре банка на шкаф памяти. Базовая конфигурация имела восемь банков основной памяти (два шкафа), 20 000 слов. Память могла быть расширена до максимум 39 банков основной памяти (десять шкафов с одним пустым банком), 97 500 слов. Основная память имела один бит четности на каждую цифру для проверки ошибок, что давало 60 бит на слово памяти. Основная память имела время доступа 8 микросекунд и время цикла 4 микросекунды. Каждый банк работал независимо и мог начать новый доступ в любом 4-микросекундном цикле, когда он еще не был занят. Правильно чередуя доступы к разным банкам, память могла поддерживать эффективное время доступа 4 микросекунды на каждый доступ (например, доступ инструкции в одном банке, данные в другом).
Шина передачи данных, соединяющая два компьютера и процессор с основной памятью, была мультиплексирована для максимизации пропускной способности; каждый 4- микросекундный цикл шины был разделен на восемь 500-наносекундных временных интервалов:
Система основной памяти применяет систему блокировок и приоритетов, чтобы избежать одновременного доступа к одному и тому же банку памяти несколькими разделами системы ( компьютерами , процессорами и синхронизаторами прямого доступа к памяти ввода-вывода ) без конфликтов или взаимоблокировок . Банк памяти недоступен в течение одного 4-микросекундного цикла после обращения к нему любым разделом системы. Если другой раздел пытается обратиться к тому же банку памяти в течение этого времени, он блокируется и должен ждать, а затем повторить попытку в следующем 4-микросекундном цикле. Для предотвращения взаимоблокировок и тайм-аутов в системе ввода-вывода применяются следующие приоритеты:
Если раздел с более высоким приоритетом заблокирован в одном 4-микросекундном цикле, то при повторной попытке в следующем 4-микросекундном цикле все разделы с более низким приоритетом не смогут начать новый цикл в этом банке памяти до тех пор, пока раздел с более высоким приоритетом не завершит свой доступ.
Компьютеры LARC записывали списки сводных приказов в память, чтобы процессор мог их прочитать и интерпретировать с помощью программы управления процессором (написанной и поставляемой UNIVAC с каждой системой) для запроса необходимого ввода-вывода. [6]
LARC был построен с использованием транзисторов с поверхностным барьером , которые уже устарели к моменту поставки первой системы. LARC был очень быстрым компьютером для своего времени. Его время сложения составляло 4 микросекунды, время умножения — 8 микросекунд, а время деления — 28 микросекунд. Это был самый быстрый компьютер в 1960–61 годах, пока IBM 7030 не отобрал этот титул.
В базовом пятибитном биквинарном коде UNIVAC-LARC допускается 15 комбинаций, любая из которых может быть сохранена в любой позиции цифры в памяти. [7]
После установки обе системы продолжали непрерывно использоваться до декабря 1968 г., когда Радиационная лаборатория Лоуренса вывела из эксплуатации свою систему LARC, которая работала по графику 7 дней в неделю, 24 часа в сутки.