굿이어 MPP

Goodyear Massively Parallel Processor(MPP)는 Goodyear Aerospace가 NASA Goddard Space Flight Center용으로 개발한 대규모 병렬 처리 슈퍼 컴퓨터입니다.이는 기존의 다른 슈퍼컴퓨터 아키텍처보다 적은 비용으로 엄청난 계산 능력을 제공하도록 설계되었으며, 하나 또는 몇 개의 매우 복잡한 CPU가 아닌 수천 개의 단순한 처리 요소를 사용했습니다.MPP의 개발은 1979년경에 시작되었고 1983년 5월에 제공되었으며 1985년부터 1991년까지 일반적으로 사용되었다.

이것은 Goodyear의 초기 STARAN 어레이 프로세서인 4x256 1비트 프로세싱 엘리먼트(PE) 컴퓨터를 기반으로 했습니다.MPP는 1비트 와이드 PE의 128x128 2차원 배열이었습니다.실제로 132x128 PE는 폴트 톨러런스용으로 추가된4x128 구성으로 구성되어 문제가 있는 경우 최대 4줄(또는 열)의 프로세서를 대체했습니다.PE는 단일 명령 다중 데이터(SIMD) 방식으로 작동했습니다. 각 PE는 마이크로 프로그래밍된 제어 유닛의 제어 하에 서로 다른 데이터 요소에 대해 동일한 작업을 동시에 수행했습니다.

1991년 MPP가 퇴역한 뒤 스미스소니언 연구소에 기증돼 현재 국립항공우주박물관의 스티븐 F. 소장품이다. Udvar-Hazy 센터Goddard에서 MasPar MP-1과 Cray T3D의 대규모 병렬 컴퓨터에 의해 계승되었습니다.

적용들

MPP는 처음에 위성 영상의 고속 분석을 위해 개발되었다.초기 테스트에서는 DEC VAX-11/780의 ^[1]7시간과 달리 Landsat 이미지에서 다양한 토지 사용 영역을 18초 만에 추출하고 분리할 수 있었다.

시스템이 실전 가동에 들어가자 NASA의 우주과학 및 애플리케이션 사무국은 MPP에 관한 광범위한 계산 알고리즘을 테스트 및 구현하기 위해 전국의 과학자들에게 제안을 요청했습니다. 40개의 프로젝트는 받아들여졌고, 그 대부분은 "MPP 작업 그룹"을 구성하기 위해 채택되었습니다.1986년에 대규모 병렬 계산의 프런티어입니다.

MPP로 작성된 어플리케이션의 예를 다음에 나타냅니다.

• 합성 개구 레이더 데이터 신호 처리
• 위성 이미지 스테레오 분석을 통한 지형도 생성
• 해양순환의 수학적 모델링
• 레이 트레이스 컴퓨터 그래픽스
• 뉴럴 네트워크
• 대규모 선형 방정식 시스템 해결
• 우주선 하전 입자 수송 시뮬레이션
• 고해상도 Mandelbrot 세트

시스템 아키텍처

전체적인 MPP 하드웨어는 어레이 유닛, 어레이 제어 유닛, 스테이징 메모리 및 호스트 프로세서로 구성되어 있습니다.

어레이 유닛은 16,384개의 프로세싱 요소를 갖춘 128x128 어레이로 MPP의 핵심이었습니다.각 PE는 북쪽, 남쪽, 동쪽 및 서쪽에서 가장 가까운4개의 네이버에 접속되어 있었습니다.어레이는 평면, 실린더, 데이지 체인 또는 토러스로 구성할 수 있습니다.PE는 8개의 PE를 2x4 서브어레이로 포함하는 커스텀 실리콘 온 사파이어 LSI 칩에 구현되었습니다.각 PE에는 산술 및 논리 유닛, 35개의 시프트 레지스터 및 1024비트의 랜덤 액세스 메모리가 탑재되어 있습니다.프로세서는 비트슬라이스 방식으로 동작하며 다양한 길이의 데이터로 동작할 수 있습니다.어레이의 동작 주파수는 10MHz였습니다.16,384개의 모든 PE의 데이터 버스 상태는 어레이 제어 유닛에서 병렬로 어레이의 최대값 또는 최소값을 찾는 등의 작업을 위해 단일 출력이 사용된 포함 요소 또는 논리 요소의 트리로 결합되었습니다.각 PE 제어 동작의 마스킹에 포함되는 레지스터.마스크된 동작은 이 레지스터 비트가 설정된 PE에서만 실행되었습니다.

어레이 컨트롤 유닛(ACU)이 어레이 유닛 내의 모든 PE에 명령어와 메모리 주소를 브로드캐스트하여 어레이 유닛으로부터 상태 비트를 수신했습니다.루프 제어 및 서브루틴 호출과 같은 부기 작업을 수행했습니다.애플리케이션 프로그램 코드가 ACU의 메모리에 저장되었습니다.ACU는 프로그램의 스칼라 부분을 실행한 후 어레이의 병렬 명령을 큐잉했습니다.또한 PE 간 및 어레이 유닛과 스테이징 메모리 간의 데이터 이동을 제어합니다.

스테이징 메모리는 어레이 유닛 데이터를 버퍼링하기 위한 32MB 메모리 블록입니다.PE 자체의 메모리 용량은 총 2MB(PE당 1024비트)에 불과하고 호스트 프로세서 연결보다 높은 통신 비트레이트(80메가/초 대 5메가/초)를 제공했기 때문에 도움이 되었습니다.또한 Staging Memory는 "코너 터닝"(어레이에서 바이트 또는 워드 지향 데이터 정렬) 및 다차원 어레이 액세스와 같은 데이터 관리 기능도 제공했습니다.데이터는 128개의 병렬 회선을 통해 스테이징 메모리와 어레이 간에 이동되었습니다.

호스트 프로세서는 프로그램과 데이터를 MPP에 로드하여 소프트웨어 개발 도구와 MPP에 대한 네트워크 액세스를 제공하는 프런트 엔드 컴퓨터입니다.원래의 호스트 프로세서는 PDP-11로, 곧 DR-780 채널에 의해 MPP에 접속된 VAX-11/780으로 대체되었습니다.VAX는 VMS 운영 체제를 실행하고 MPP Pascal로 프로그래밍되었습니다.

동작 속도

MPP에서의 기본적인 산술 연산을 위한 원시 연산 속도는 다음과 같습니다.

작동	초당 수백만 번의 작업
어레이 추가
8비트 정수(9비트 합계)	6553
12비트 정수(13비트 합계)	4428
32비트 부동소수점수	430
어레이의 증배
8비트 정수(16비트 제품)	1861
12비트 정수(24비트 제품)	910
32비트 부동소수점수	216
스칼라에 의한 어레이의 곱셈
8비트 정수(16비트 제품)	2340
12비트 정수(24비트 제품)	1260
32비트 부동소수점수	373

「 」를 참조해 주세요.

• ICL DAP
• 생각하는 기계 접속기
• 마스파
• 베어울프 성단
• 파르시텍
• 상부

레퍼런스

• Fischer, James R.; Goodyear Aerospace Corporation (1987). "Appendix B. Technical Summary". Frontiers of massively parallel scientific computation. National Aeronautics and Space Administration, Scientific and Technical Information Office. pp. 289–294. Retrieved 11 June 2012.
• Batcher, K. E. (1 September 1980). "Design of a Massively Parallel Processor". IEEE Transactions on Computers. C-29 (9): 836–840. doi:10.1109/TC.1980.1675684. S2CID 13351618.
• Batcher, Ken (1998). "Retrospective: architecture of a massively parallel processor". Proceeding ISCA '98 25 Years of the International Symposia on Computer Architecture. Isca '98: 15–16. doi:10.1145/285930.285937. ISBN 978-1581130584. S2CID 1875609.
• J. L. Potter, ed. (1986). Massively parallel processor. [S.l.]: Mit Press. ISBN 9780262661799.
• Neil Boyd Coleetti, "MPP와 유사한 배열에 대한 이미지 처리", 일리노이 대학교 컴퓨터 과학부 박사 논문 at Urbana-Champaign, 1983.
• Efstratios J. Gallopoulos; Scott D. McEwan (1983). Numerical Experiments with the Massively Parallel Processor. Department of Computer Science, University of Illinois at Urbana-Champaign. Retrieved 11 June 2012.
• Gallopoulos, E.J. (July 1985). "The Massively Parallel Processor for problems in fluid dynamics". Computer Physics Communications. 37 (1–3): 311–315. Bibcode:1985CoPhC..37..311G. doi:10.1016/0010-4655(85)90167-5.
• E. 갈로풀로스, D.Kopetzky, S.McEwan, D.L. Slotnick 및 A.Spry, "MPP 프로그램 개발 및 시뮬레이션"J.L. Potter ed., 276–290, MIT Press, 1985.
• 톰 헨켈."MPP는 위성 데이터를 처리합니다. Supercomputer는 세계에서 가장 빠른 I/O 속도를 자랑합니다." Computerworld, 1984년 2월 13일, 페이지 99.
• 에릭 J. 러너"많은 프로세서가 가벼운 작업을 만듭니다", Aerospace America, 1986년 2월, 페이지 50.

• Todd Kushner, Angela Wu, Azriel Rosenfeld, "MPP에서의 이미지 처리", 패턴 인식 - PR. 15, vol. 3, 페이지 121-130, 1982