Bağlantı Makinası - Connection Machine

Düşünme Makineleri CM-2, Mountain View, California'daki Bilgisayar Tarihi Müzesi'nde . Ön yüz plakalarından biri, içindeki devre kartlarını göstermek için kısmen çıkarılmıştır.

Bir Bağlantı Makinesi ( CM ) bir dizi üyesidir güçlü paralel süper geleneksel yerine alternatifleri doktora araştırma dışında büyüyen von Neumann mimarisi ile bilgisayarların Danny Hillis de Massachusetts Institute of Technology'den 1980'lerin başında (MİT). CM-1 ile başlayarak, makineler orijinal olarak yapay zeka (AI) ve sembolik işleme uygulamaları için tasarlanmıştı , ancak sonraki sürümler hesaplamalı bilim alanında daha büyük başarı elde etti .

fikrin kökeni

Danny Hillis ve Sheryl Handler , 1983'te Waltham, Massachusetts'te Thinking Machines Corporation'ı (TMC) kurdu ve 1984'te Cambridge, MA'ya taşındı. Hillis, TMC'de , MIT'de Elektrik Mühendisliği ve Bilgisayar Bilimi (1985) alanındaki doktora tez çalışmasından doğan , binlerce mikroişlemcinin büyük ölçüde paralel hiperküp tabanlı bir düzenlemesi için bir tasarım olan CM-1 Bağlantı Makinesi olacak şeyi geliştirmek için bir ekip kurdu. ). Tez 1985 yılında ACM Seçkin Tez ödülünü kazandı ve merkezi işlem birimi (CPU) düğümleri arasındaki veri yönlendirmesi , bellek kullanımı hakkında bilgiler de dahil olmak üzere ilk Bağlantı Makinesi için felsefe, mimari ve yazılımı gözden geçiren bir monografi olarak sunuldu. , ve paralel makinede uygulanan programlama dili Lisp . Çok erken konseptler, her biri 20 boyutlu bir hiperküpte birbirine bağlanan ve daha sonra küçültülecek olan bir milyondan fazla işlemciyi tasarladı.

Tasarımlar

CM-1 ve CM-2 modelinin dış tasarımı

Her bir CM-1 mikroişlemci kendi 4 sahiptir  kilobit arasında rasgele erişimli bellek (RAM) ve hiperküp bunların tabanlı dizi, yani tek bir komut içinde görevleri gerçekleştirmek için, aynı anda birden fazla veri noktaları aynı işlemi gerçekleştirmek için tasarlanmış, çok sayıda veri ( SIMD ) modası. CM-1, konfigürasyona bağlı olarak, her biri son derece basit olan ve bir seferde bir bit işleyen 65.536 kadar ayrı işlemciye sahiptir . CM-1 ve halefi CM-2 , bir kenarı 1,5 metrelik bir küp şeklini alır ve eşit olarak sekiz küçük kübe bölünmüştür. Her alt küp, 16 baskılı devre kartı ve sıralayıcı adı verilen bir ana işlemci içerir. Her devre kartı 32 çip içerir. Her çip bir yönlendirici , 16 işlemci ve 16 RAM içerir. Bir bütün olarak CM-1, 12 boyutlu hiperküp tabanlı bir yönlendirme ağına (2 ¹² yongayı birbirine bağlar ), bir ana RAM'e ve bir giriş-çıkış işlemcisine (bir kanal denetleyicisi) sahiptir . Her yönlendirici, net bir kanal olmadığında iletilen verileri depolamak için beş arabellek içerir. Mühendisler başlangıçta çip başına yedi arabellek gerektiğini hesapladılar, ancak bu çipi inşa etmek için biraz fazla büyük yaptı. Nobel ödüllü fizikçi Richard Feynman daha önce bir adresteki ortalama 1 bit sayısını içeren bir diferansiyel denklem kullanarak beş tamponun yeterli olacağını hesaplamıştı. Sadece beş tamponlu çipin tasarımını yeniden gönderdiler ve makineyi bir araya getirdiklerinde iyi çalıştı. Her çip, nexus adı verilen bir anahtarlama aygıtına bağlanır. CM-1 , Manhattan Projesi için Los Alamos Ulusal Laboratuvarı'nda geliştirdiği logaritma hesaplamak için Feynman'ın algoritmasını kullanır . Tüm işlemciler tarafından paylaşılan küçük bir tabloyla, yalnızca kaydırma ve ekleme yaparak CM-1'e çok uygundur. Feynman ayrıca CM-1'in kuantum renk dinamiği (QCD) hesaplamaları için Feynman diyagramlarını Caltech'te geliştirilen pahalı bir özel amaçlı makineden daha hızlı hesaplayacağını keşfetti .

TMC, ticari uygulanabilirliğini artırmak için 1987'de CM-2'yi piyasaya sürdü ve sisteme Weitek 3132 kayan noktalı sayısal yardımcı işlemciler ve daha fazla RAM ekledi . Orijinal bir bitlik işlemcilerin otuz ikisi, her bir sayısal işlemciyi paylaştı. CM-2, 512 MB'a kadar RAM ve 25 GB'a kadar DataVault adı verilen yedekli bağımsız diskler ( RAID ) sabit disk sistemi ile yapılandırılabilir. CM-2'nin daha sonraki iki çeşidi de üretildi, 4096 veya 8192 tek bit işlemcili daha küçük CM-2a ve daha hızlı CM-200 .

Bir CM-5 olan FROSTBURG'un ışık panelleri Ulusal Kriptoloji Müzesi'nde sergileniyor . Paneller, işleme düğümlerinin kullanımını kontrol etmek ve tanılamayı çalıştırmak için kullanıldı.

Nedeniyle AI araştırma aslına, CM-1/2/200 tek bit işlemci için yazılım etkilendi Lisp programlama dili ve bir sürümüne Common Lisp , * Lisp (sözlü: Star-Lisp ), üzerine uygulanan CM-1. Diğer erken diller arasında Karl Sims'in IK ve Cliff Lasser'ın URDU'su vardı. CM-1/2 için birçok sistem yardımcı yazılımı *Lisp ile yazılmıştır. Bununla birlikte, CM-2 için birçok uygulama , ANSI C'nin veri paralel bir üst kümesi olan C* ile yazılmıştır .

İle CM-5 , 1991 yılında duyurulan TMC yeni ve farklı bir çoklu talimat basit işlemcilerin CM-2'nin hiperkübik mimariden, birden çok veri (anahtarlamalı MIMD bir dayanarak) mimarisini yağ ağacı ağı RISC (RISC) SPARC işlemciler Programlamayı kolaylaştırmak için bir SIMD tasarımı simüle edildi . Daha sonraki CM-5E , SPARC işlemcilerini daha hızlı SuperSPARC'larla değiştirir. Bir CM-5, TOP500 listesine göre 1993 yılında dünyanın en hızlı bilgisayarıydı , 131.0 G FLOPS Rpeak ile 1024 çekirdeği çalıştırıyordu ve birkaç yıl boyunca en hızlı 10 bilgisayarın çoğu CM-5'lerdi.

Görsel tasarım

Bağlantı Makineleri (kasıtlı olarak) çarpıcı görsel tasarımlarıyla dikkat çekti. CM-1 ve CM-2 tasarım ekiplerine Tamiko Thiel başkanlık etti . CM-1, CM-2 ve CM-200 şasisinin fiziksel biçimi, varsayılan olarak kırmızı ışık yayan diyotlar (LED'ler) ile makinenin dahili 12 boyutlu hiperküp ağına atıfta bulunan bir küp küpüydü. her küpün kapılarından görülebilen işlemci durumu.

Varsayılan olarak, bir işlemci bir talimatı yürütürken LED'i açıktır. Bir SIMD programında amaç, programı aynı anda çalıştıran mümkün olduğunca çok işlemciye sahip olmaktır - tüm LED'lerin sabit yanması ile belirtilir. LED'lerin kullanımına aşina olmayanlar, LED'lerin yanıp sönmesini görmek, hatta ziyaretçilere mesaj yazmak istediler. Sonuç olarak, bitmiş programların genellikle LED'leri yanıp sönmek için gereksiz işlemlere sahip olmasıdır.

CM-5, plan görünümünde, merdiven benzeri bir şekle sahipti ve ayrıca büyük kırmızı yanıp sönen LED panellerine sahipti. Tanınmış heykeltıraş-mimar Maya Lin , CM-5 tasarımına katkıda bulundu.

sergiler

İlk CM-1, diğer iki CM-1 ve CM-5'in de bulunduğu Mountain View, California'daki Computer History Museum'da kalıcı olarak sergilenmektedir . Diğer Bağlantı Makineleri, Museum of Modern Art New York ve Living Computers: Museum + Labs Seattle (işlemci durum LED'lerini simüle eden LED ızgaralı CM-2'ler) koleksiyonlarında ve Smithsonian Institution Ulusal Amerikan Tarihi Müzesi'nde varlığını sürdürmektedir . Georgia, Roswell'deki Amerika Bilgisayar Müzesi ve İsveç , Stockholm'deki İsveç Ulusal Bilim ve Teknoloji Müzesi (Tekniska Museet).

Popüler kültürde referanslar

Bir CM-5 şeridi yer aldı Jurassic Park olarak kontrol odası için adanın (yerine Cray X-MP bir süper roman olduğu gibi).

Fallout 3'teki bilgisayar ana bilgisayarları , büyük ölçüde CM-5'ten ilham aldı.

Ayrıca bakınız

• yanıp sönen ışıklar
• Brewster Kahle – Bağlantı Makinesi projelerinde baş mühendis
• Danny Hillis – Bağlantı Makinesinin mucidi
• David E. Shaw – Bağlantı makinesinden biraz önce gelen NON-VON makinesinin yaratıcısı
• FROSTBURG – NSA tarafından kullanılan bir CM-5
• Goodyear MPP
• ICL DAP
• MasPar
• paralel hesaplama

Referanslar

daha fazla okuma

Dış bağlantılar

• CM-5 resim galerisi
• CM-5 Kılavuzları
• CM-1/2/200'ün görsel tasarımında Tamiko Thiel
• Feynman ve Bağlantı Makinesi
• Liquid Selves , bir CM-2'de işlenmiş bir animasyon kısa film
• Corestore Bilgisayar Müzesi'nde korunmuş bir CM-2a