ILLIAC - ILLIAC

ILLIAC ( Illinois Automatic Computer ) était une série de supercalculateurs construits à divers endroits, certains à l' Université de l'Illinois à Urbana – Champaign . En tout, cinq ordinateurs ont été construits dans cette série entre 1951 et 1974. Certains projets plus modernes utilisent également le nom.

Plan architectural

L'architecture des deux premiers ordinateurs UIUC a été tirée d'un rapport technique d'un comité de l' Institute for Advanced Study (IAS) à Princeton , First Draft of a Report on the EDVAC (1945), édité par John von Neumann (mais avec des idées d'Eckert, Mauchley et bien d'autres.) Les conceptions de ce rapport n'ont été testées à Princeton qu'à partir d'une machine ultérieure, JOHNNIAC , qui a été achevée en 1953. Cependant, le rapport technique a eu une influence majeure sur l'informatique dans les années 1950, et a été utilisé comme modèle pour de nombreux autres ordinateurs , dont deux à l'Université de l'Illinois, tous deux achevés avant que Princeton ne termine Johnniac. L'Université de l'Illinois a été la seule institution à construire deux instances de la machine IAS. Pour être honnête, plusieurs des autres universités, y compris Princeton, ont inventé de nouvelles technologies (nouveaux types de mémoire ou de dispositifs d'E / S) lors de la construction de leurs ordinateurs, ce qui a retardé ces projets. Pour ILLIAC I, II et IV, les étudiants associés à l' IAS à Princeton ( Abraham H. Taub , Donald B. Gillies , Daniel Slotnick ) ont joué un rôle clé dans la conception des ordinateurs.

ORDVAC

ORDVAC a été le premier des deux ordinateurs construits sous contrat à l'Université de l'Illinois. ORDVAC a été achevé au printemps 1951 et vérifié en été. À l 'automne, il a été livré à l ' Aberdeen Proving Grounds de l ' armée américaine et a été vérifié en environ une semaine. Dans le cadre du contrat, des fonds ont été fournis à l'Université de l'Illinois pour construire un deuxième ordinateur identique appelé ILLIAC I.

ILLIAC I

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ILLIAC I a été construit à l'Université de l'Illinois sur la même conception que l' ORDVAC . C'était le premier ordinateur d' architecture von Neumann construit et possédé par une université américaine. Il a été mis en service le 22 septembre 1952.

ILLIAC I a été construit avec 2800 tubes à vide et pesait environ 5 tonnes. En 1956, il avait acquis plus de puissance de calcul que tous les ordinateurs des Bell Labs réunis. Les données étaient représentées en mots de 40 bits , dont 1 024 pouvaient être stockés dans la mémoire principale et 12 800 sur la mémoire du tambour .

Immédiatement après le lancement de Spoutnik en 1957 , l'ILLIAC I a été utilisé pour calculer une éphéméride de l'orbite du satellite, publiée plus tard dans Nature .

L'ILLIAC I a été mis hors service en 1963 lorsque l'ILLIAC II (voir ci-dessous) est devenu opérationnel.

ILLIAC II

Article principal: ILLIAC II

L' ILLIAC II a été le premier supercalculateur transistorisé et pipeliné construit par l'Université de l'Illinois. ILLIAC II et l' IBM 7030 Stretch étaient deux projets concurrents de construction de supercalculateurs transistorisés de 1ère génération. ILLIAC II était une conception à logique asynchrone. À sa création en 1958, il était 100 fois plus rapide que les machines concurrentes de l'époque. Il est devenu opérationnel en 1962, deux ans plus tard que prévu.

ILLIAC II avait 8 192 mots de mémoire centrale , sauvegardés par 65 536 mots de stockage sur des tambours magnétiques. Le temps d'accès à la mémoire centrale était de 1,8 à 2 µs. Le temps d'accès au tambour magnétique était de 7 µs. Un "tampon rapide" a également été fourni pour le stockage des boucles courtes et des résultats intermédiaires (concept similaire à ce que l'on appelle maintenant cache). Le temps d'accès au "tampon rapide" était de 0,25 µs

La taille du mot était de 52 bits. Les nombres à virgule flottante utilisaient un format avec 7 bits d'exposant (puissance de 4) et 45 bits de mantisse . Les instructions avaient une longueur de 26 bits ou 13 bits, ce qui permettait de regrouper jusqu'à 4 instructions par mot de mémoire. Les unités fonctionnelles ont été appelés canalisées contrôle avancé , le contrôle différé et interaction . L'ordinateur a utilisé des circuits Muller indépendants de la vitesse (c'est -à- dire Muller C-Element ) pour une partie des circuits de commande.

En 1963, Donald B. Gillies (qui a conçu le contrôle) a utilisé l'ILLIAC II pour trouver trois nombres premiers de Mersenne , avec 2917, 2993 et ​​3376 chiffres - les plus grands nombres premiers connus à l'époque.

Hideo Aiso ( 相 磯 秀 夫 , 1932-) du Japon a participé au programme de développement et a conçu l' unité arithmétique et logique à partir de septembre 1960.

ILLIAC III

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L' ILLIAC III était un ordinateur de reconnaissance de formes SIMD à grain fin construit par l'Université de l'Illinois en 1966.

La tâche initiale de cet ILLIAC était le traitement d'images des expériences en chambre à bulles utilisées pour détecter les particules nucléaires. Plus tard, il a été utilisé sur des images biologiques. La machine a été détruite dans un incendie, causé par un court-circuit du Variac sur l'un des bancs en bois, en 1968.

ILLIAC IV

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L' ILLIAC IV a été l'une des premières tentatives d'ordinateur massivement parallèle. La clé de la conception telle que conçue par Daniel Slotnick, le directeur du projet, était un parallélisme assez élevé avec jusqu'à 256 processeurs, utilisés pour permettre à la machine de travailler sur de grands ensembles de données dans ce qui serait plus tard connu sous le nom de traitement par tableau . La machine devait avoir 4 quadrants. Chaque quadrant avait une unité de contrôle (CU) et 64 éléments de processeur (PE). À l'origine, Texas Instruments s'était engagé à construire les éléments de traitement (PE) à partir de circuits intégrés à grande échelle (LSI). Plusieurs années après le début du projet, TI a fait marche arrière et a déclaré qu'elle ne pouvait pas produire les puces LSI au prix convenu. Cela a nécessité une refonte complète utilisant des circuits intégrés à moyenne échelle, ce qui a entraîné des retards importants et une augmentation considérable des coûts. Cela a également conduit à faire passer le système de quatre quadrants à un seul quadrant, en raison du fait que la version MSI allait être plusieurs fois plus grande que la version LSI aurait été. Cela a conduit l'UC à retirer des «cartes» de l'ordre de deux pieds carrés. Pour les PE, ce qui aurait dû être des copeaux d'environ 1 pouce de diamètre était maintenant d'environ 6 pouces sur 10 pouces. L'espace, la puissance et la climatisation (sans parler du budget) ne permettaient pas d'installer une machine à quatre quadrants. La machine mesurait 10 pieds de haut, 8 pieds de profondeur et 50 pieds de long. Il peut y avoir 10 à 12 instructions envoyées de l'UC sur les fils aux PE à tout moment. Les blocs d'alimentation de la machine étaient si volumineux qu'il a fallu concevoir un chariot élévateur à fourche à une seule langue pour retirer et réinstaller le bloc d'alimentation. Les barres de bus d'alimentation sur la machine couvraient des distances supérieures à trois pieds et étaient de conception semblable à une pieuvre. Cuivre épais, les bus étaient recouverts d'époxy qui se fissurait souvent, entraînant des courts-circuits et une série d'autres problèmes. ILLIAC IV a été conçu par Burroughs Corporation et construit dans des quadrants à Great Valley, en Pennsylvanie pendant les années 1967 à 1972. Il avait une architecture d'accumulateur à une adresse traditionnelle, plutôt que l'architecture de pile révolutionnaire mise au point par Burroughs dans les machines 5500/6500. Illiac IV a été conçu en fait pour être un "processeur back-end" d'un B6700. Les dépassements de coûts causés par la non-obtention des puces LSI et d'autres erreurs de conception par Burroughs (l'unité de contrôle a été construite avec une logique positive et les PE avec une logique négative, etc.) ont rendu le projet intenable.

À partir de 1970, la machine fait l'objet de manifestations étudiantes dans l'Illinois. Premièrement, que le projet avait été secrètement créé sur le campus. Lorsque cette affirmation s'est avérée fausse, l'attention s'est déplacée vers le rôle des universités dans la recherche militaire secrète. Slotnick n'était pas en faveur de l'exécution de programmes classifiés sur la machine. L'ARPA voulait que la salle des machines soit recouverte de cuivre pour empêcher la fouille hors site de données classifiées. Slotnick a refusé de le faire. Il est allé plus loin et a insisté pour que toutes les recherches effectuées sur Illiac IV soient publiées. Si la machine avait été installée à Urbana, cela aurait été le cas. Cependant, deux choses ont amené la machine à être livrée à la NASA Ames. L'une était que Slotnick craignait que la présence physique de la machine sur le campus n'attire la violence de la part des étudiants radicaux. Ceci et l'exigence de faire des recherches secrètes avec la machine ont conduit l'ARPA à déplacer la machine vers le centre de recherche NASA Ames, où elle a été installée dans un environnement sécurisé. La machine n'a jamais été livrée à l'Illinois, arrivée en 1972. En 1972, lorsque le premier (et seul quadrant) était opérationnel à la NASA, elle était 13 fois plus rapide que toute autre machine fonctionnant à l'époque. L'unité de contrôle, quelques PE et ses lecteurs de 10 mégaoctets peuvent être vus aujourd'hui au Computer History Museum de Californie.

CÈDRE

CEDAR était un supercalculateur hiérarchique à mémoire partagée achevé en 1988. L'équipe de développement était dirigée par le professeur David Kuck . Ce système SMP (Symetric Multiprocessing) incarnait des avancées dans les réseaux d'interconnexion, la prise en charge du parallélisme par les unités de contrôle, l'optimisation des compilateurs et des algorithmes et applications parallèles. Il est parfois appelé ILLIAC V.

ILLIAC 6

La conception de l'ILLIAC 6 a commencé début 2005 à l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign dirigée par Luddy Harrison. Il était conçu comme un superordinateur de communications à 65 536 nœuds utilisant des processeurs de signaux numériques de base comme nœuds de calcul. Il a été conçu pour plus de 1,2 quadrillion d'opérations à accumulation multiple par seconde et une bande passante bi-section de plus de 4 téraoctets par seconde.

ILLIAC de confiance

La confiance ILLIAC a été achevée en 2006 à l' Université de l' Illinois Urbana-Champaign de Science Laboratory Coordinated et information Trust Institute . C'était un cluster Linux à 256 nœuds , chaque nœud ayant deux processeurs.

Les nœuds ILLIAC de confiance contenaient des FPGA embarqués pour permettre des compilateurs et des modèles de programmation intelligents, l'évaluation et la validation du système, des mécanismes de confiance configurables, une gestion automatisée des pannes, une adaptation en ligne et de nombreux autres cadres de confiance configurables. Les nœuds avaient chacun accès à 8 Go de mémoire sur un bus de 6,4 Go / s et étaient connectés via PCI-Express 8 Go / s aux FPGA. Un réseau InfiniBand de 2,5 Go / s fournit la connectivité entre les nœuds. Le système a été construit avec l'aide et le support de Hewlett-Packard , AMD et Xilinx .

Voir également

Références

Liens externes