ETA10 - ETA10

ETA10 au Musée d'histoire de l' informatique

L' ETA10 est une gamme de supercalculateurs vectoriels conçus, fabriqués et commercialisés par ETA Systems , une division dérivée de Control Data Corporation (CDC). L'ETA10 a été annoncé en 1986, avec les premières livraisons effectuées au début de 1987. Le système était une évolution du CDC Cyber ​​205 , dont les origines remontent au CDC STAR-100 .

En 1990, ETA Systems a été réintégré dans CDC et la production a été interrompue, et de nombreux utilisateurs, tels que la Florida State University , ont négocié du matériel Cray en échange.

Développement historique

CDC avait une longue tradition de création d'ordinateurs centraux puissants, en mettant l'accent sur la clientèle de l'informatique scientifique. L'un des architectes informatiques les plus connus à sortir du CDC était Seymour Cray . Pendant qu'il créait sa propre société, Cray Research , les travaux du CDC se sont poursuivis pour développer des ordinateurs centraux haut de gamme ( supercalculateurs ), dirigés par un autre architecte célèbre, Neil Lincoln. Alors que Cray était en concurrence avec CDC, il est devenu évident pour la haute direction qu'il fallait réduire le temps de développement de l'ordinateur de nouvelle génération - une nouvelle approche a donc été envisagée pour le suivi du Cyber ​​205.

Après avoir quitté CDC en septembre 1983, ETA s'est fixé comme objectif de produire un supercalculateur avec un temps de cycle inférieur à 10ns. Pour ce faire, plusieurs innovations ont été apportées. Parmi ceux-ci figurait l'utilisation d' azote liquide pour refroidir les processeurs basés sur CMOS .

L'ETA10 a atteint avec succès les objectifs initiaux de l'entreprise (10  GFLOPS ), certains modèles atteignant un temps de cycle d'environ 7 ns (143 MHz) - considéré comme rapide par les normes du milieu des années 1980. Ils ont livré sept versions refroidies à l'azote liquide et 27 versions plus petites refroidies par air. Les circuits CMOS ne produisaient qu'une fraction de la chaleur des circuits intégrés précédents. La suite prévue pour 1987 devait être désignée Cyber ​​250 ou ETA30, comme dans 30 GFLOPS. ETA a finalement été réincorporée dans CDC, cessant ses activités le 17 avril 1989.

Systèmes d'exploitation et applications

La série ETA10 pouvait exécuter soit le système d'exploitation EOS d' ETA , qui a été largement critiqué pour divers problèmes, soit un portage par Lachman Associates, une entreprise de logiciels, d' UNIX System V (version 3). Alors qu'EOS était réputé pour sa qualité médiocre, l'UNIX d'ETA a été mieux accueilli par les clients.

L'utilisation de l'ETA10 était plutôt compliquée et exigeait que tous les programmes soient chargés via des postes de travail Apollo Computer connectés . Le programme s'exécuterait alors une fois, et s'exécuter à nouveau nécessiterait un rechargement à partir de l'Apollo. L'ETA10 lui-même n'avait pas de console graphique ou d' interface réseau locale , et toute la visualisation des données résultantes était effectuée par des postes de travail séparés après avoir été récupérés à partir de l'Apollos. La programmation de la série ETA10 peut être réalisée en FORTRAN , C ou en langage d'assemblage .

Critique

Malgré l'adoption éventuelle d' UNIX , les logiciels système mal développés sont restés l'un des défauts de la gamme ETA10. Selon une description du système:

Sans le financement de la NSF, le centre von Neumann pourrait être condamné. «Je ne pense pas que nous puissions fonctionner sans le soutien du gouvernement fédéral», déclare Cohen. Même si le centre fonctionne à un niveau considérablement réduit, ses machines continuent d'être en proie à des problèmes logiciels. Le comité d'examen de la NSF a constaté que l'ETA10 subissait une défaillance logicielle toutes les 30 heures et que sa capacité à exécuter des programmes sur plus d'un de ses huit processeurs à la fois était médiocre. Bien que son matériel soit toujours considéré comme étant à la pointe de la technologie, l'ensemble est un "système informatique extrêmement immature", a conclu le panel.

Les retards de livraison et de fonctionnement ont contribué à cette disparition ainsi que des problèmes de gestion.

C'est une erreur de croire que la disparition d'ETA était uniquement basée sur le choix ou l'existence du système d'exploitation. Le compilateur Fortran (ftn200) n'avait pas changé depuis le CDC205. Ce compilateur a conservé les fonctionnalités de performances de programmation spécifiques aux fournisseurs (appelées appels de sous-programmes Q8 *) à une époque où les utilisateurs de supercalculateurs se rendaient compte de la nécessité de la portabilité du code source entre les architectures. De plus, les optimisations du compilateur ne suivaient pas la technologie existante, comme l'ont montré les fournisseurs japonais de supercalculateurs ainsi que les nouveaux fabricants de mini-ordinateurs et la concurrence chez Cray Research.

En général, les fabricants de matériel informatique avant et jusqu'à cette période avaient tendance à être faibles en logiciels. Les bibliothèques et les applications commerciales et non commerciales disponibles aident à créer une base d'utilisateurs installée. CDC était relativement faible dans ce domaine, et certains des meilleurs systèmes d'exploitation fournis par CDC aux clients étaient des versions productisées d'un système d'exploitation écrit par Lawrence Livermore Laboratories .

Selon la NASA, le matériel était très mal conçu et n'a réussi aucun test d'acceptation au centre de recherche Ames . Cet événement unique est considéré par les initiés du CDC comme la chute de l'ETA, qui s'est repliée à la suite du refus de la NASA (et dans un effet domino DOD, etc.).

Des modèles

Les ETA10-F et ETA10-G (cycle d'horloge de 7 ns) étaient les éléments les plus performants de la gamme ETA10 et utilisaient un refroidissement à l'azote liquide pour obtenir des temps de cycle rapides.

Des versions moins coûteuses refroidies par air ont ensuite été proposées, telles que l'ETA10-Q à deux processeurs (cycle d'horloge de 19 ns) et l'ETA10-P, également appelé « Piper ».

Tous les modèles ETA10 peuvent être construits dans des configurations à un ou plusieurs processeurs.

Performance

Entre les modèles refroidis à l'azote liquide les plus performants (ETA10-E, G, etc. ) et les modèles moins chers refroidis à l'air (ETA10-P, Q, etc. ), la gamme ETA10 s'étendait sur une plage de performances 27: 1. . Les performances de pointe sur les modèles haut de gamme ont atteint 10 GFLOPS.

Selon le benchmark LINPACK , un ETA10 avec un seul processeur a atteint 52  MFLOPS sur 100 ^ 2 LINPACK.

La description

L'ETA10 était un système multiprocesseur prenant en charge jusqu'à huit processeurs. Chaque processeur était similaire à celui d'un Cyber ​​205 à deux voies.L'une des principales innovations de l'ETA10 était la manière dont le processeur était implémenté: le processeur était composé de 250 circuits intégrés à matrice de portes CMOS montés sur une carte de circuit imprimé à 44 couches ( PCB). Chaque réseau de portes contenait 20 000 portes et était fabriqué à l'aide d'une technologie de 1,25 micromètre (μm) accessible à partir du programme VHSIC d' Honeywell. En revanche, la technologie commerciale grand public à l'époque était de l'ordre de 3 à 5 μm.

Les circuits CMOS, qui n'étaient généralement pas utilisés dans les processeurs de supercalculateurs vectoriels à l'époque, ont été choisis en raison de la haute densité réalisable, qui réduit à la fois le retard sur puce et hors puce. Les retards du processeur ont été gérés grâce à un réglage minutieux de chaque PCB fabriqué en conjonction avec la technologie logique et incorporé deux technologies clés connues sous le nom de JTAG et BIST . Les matrices de portes ont été conçues en utilisant une combinaison d'outils de simulation et de placement développés en interne, et l'un des premiers outils d' automatisation de conception électronique commerciale (une application pour la capture schématique) de Mentor Graphics . Avant l'utilisation de la capture schématique à l'ETA, les concepteurs utilisaient des listes de réseaux textuelles pour décrire l'interconnexion des circuits logiques.

Cependant, les circuits CMOS à cette époque étaient significativement plus lents que ceux des circuits bipolaires , en particulier la logique couplée à l' émetteur qui était largement utilisée dans les CPU de superordinateurs vectoriels à l'époque. Pour compenser cela, le CPU a été immergé dans de l'azote liquide à -196,15 ° C pour le refroidissement. Bien qu'un tel refroidissement puisse potentiellement accélérer la logique CMOS d'un facteur quatre, dans la pratique, le refroidissement à l'azote liquide a donné une augmentation de vitesse d'environ deux fois par rapport aux systèmes refroidis par air. Cependant, comme le refroidissement à l'azote liquide n'apportait que des avantages de performance marginaux, aucun des systèmes ETA10 n'utilisait un tel refroidissement pour les mémoires locales ou partagées. Il est à noter en particulier que pour que ce type de refroidissement soit efficace, un système en boucle fermée était nécessaire. ETA a dû innover pour rendre cela possible, car il n'y avait pas de solutions commercialement disponibles sur le marché. Le PCB à 44 couches était également innovant et ETA a dû développer de nouveaux procédés pour le fabriquer.

Chaque CPU avait sa propre mémoire locale de 4 millions de mots construite à partir de circuits intégrés SRAM. Chaque processeur est également connecté à une mémoire partagée de 256 millions de mots construite à partir de circuits intégrés DRAM. En plus de ces mémoires, il existe un tampon de communication utilisé pour la synchronisation de l'UC et d'autres communications de protocole liées au multiprocesseur. Les E / S ont été facilitées par un à dix-huit processeurs d'E / S qui ont chacun un chemin direct vers la mémoire partagée. L'ETA10 utilisait des lignes à fibre optique pour la communication entre les CPU et les périphériques d'E / S, une nouvelle approche pour l'interconnexion des systèmes dans les années 1980.

Installations

Avant la réintégration d'ETA Systems dans CDC, 25 systèmes au total ont été livrés. Parmi les récipiendaires figuraient:

À la fin des années 1980, les systèmes ETA10 restants ont été donnés aux lycées dans le cadre d'un concours d' informatique , SuperQuest :

Voir également

  • EOS , le système d'exploitation ETA Systems développé en interne

Références

  • RW Hockney et CR Jesshope, Parallel Computers 2: Architecture, Programming and Algorithms , Adam Hilger, 1988, pp. 185-190.

Liens externes