Articulo de referencia

Meiko Scientific

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Meiko Scientific Ltd. era una empresa británica de supercomputadoras con sede en Bristol , fundada por miembros del equipo de diseño que trabajaba en el microprocesador transputer Inmos .

Historia

En 1985, cuando la dirección de Inmos sugirió retrasar el lanzamiento del transputer, Miles Chesney, David Alden, Eric Barton, Roy Bottomley, James Cownie y Gerry Talbot dimitieron y fundaron Meiko (que en japonés significa "bien diseñado") para comenzar a trabajar en máquinas de procesamiento masivamente paralelo basadas en dicho procesador. Nueve semanas después, en julio de 1985, presentaron un sistema transputer basado en transputers experimentales de 16 bits en la conferencia SIGGRAPH de San Francisco.

En 1986, se lanzó un sistema basado en transputers T414 de 32 bits llamado Meiko Computing Surface . Para 1990, Meiko había vendido más de 300 sistemas y contaba con 125 empleados. En 1993, Meiko lanzó el sistema Meiko CS-2 de segunda generación , pero la empresa tuvo dificultades financieras a mediados de la década de 1990. El equipo técnico y la tecnología se transfirieron a una empresa conjunta llamada Quadrics Supercomputers World Ltd. (QSW), formada por Alenia Spazio de Italia a mediados de 1996. En Quadrics, la tecnología de interconexión CS-2 se desarrolló hasta convertirse en QsNet .

A partir de 2026, todavía existe un sitio web vestigial de Meiko. [ 1 ]

Superficie de computación

La Meiko Computing Surface (a veces denominada retrospectivamente CS-1) era una supercomputadora masivamente paralela . El sistema se basaba en el microprocesador transputer Inmos , y posteriormente también utilizó procesadores SPARC e Intel i860 . [ 2 ] [ 3 ]

La arquitectura Computing Surface constaba de varias placas que contenían transputers conectados entre sí mediante enlaces de comunicación a través de chips conmutadores de enlace diseñados por Meiko. Se fabricaron diversas placas con diferentes variantes de transputers, capacidades de memoria de acceso aleatorio (RAM) y periféricos.

El entorno de software inicial proporcionado para la Computing Surface fue Occam Programming System (OPS), la versión de Meiko del D700 Transputer Development System de Inmos. Este fue pronto reemplazado por una versión multiusuario , MultiOPS . Posteriormente, Meiko introdujo Meiko Multiple Virtual Computing Surfaces (M²VCS), un sistema de gestión de recursos multiusuario que permitía particionar los procesadores de una Computing Surface en varios dominios de diferentes tamaños. Estos dominios eran asignados por M²VCS a usuarios individuales, lo que permitía que varios usuarios accedieran simultáneamente a sus propias Computing Surfaces virtuales. M²VCS se utilizaba junto con OPS o MeikOS , un sistema operativo de un solo procesador similar a Unix .

En 1988, Meiko lanzó la In-Sun Computing Surface, que adaptaba la Computing Surface a tarjetas VMEbus (denominadas serie MK200) aptas para su instalación en sistemas Sun-3 o Sun-4 de mayor tamaño . El sistema Sun actuaba como sistema host de interfaz para gestionar los transputers, ejecutar herramientas de desarrollo y proporcionar almacenamiento masivo. Una versión de M²VCS, que se ejecutaba como un demonio de SunOS llamado Sun Virtual Computing Surfaces (SVCS), proporcionaba acceso entre la red de transputers y el host Sun.

A medida que el rendimiento del transputer se volvía menos competitivo hacia finales de la década de 1980 (el transputer T9000, que le siguió, sufría retrasos), Meiko añadió la capacidad de complementar los transputers con procesadores Intel i860. Cada placa i860 (MK086 o MK096) contenía dos i860 con hasta 32  MB de RAM cada uno, y dos T800 que proporcionaban comunicación entre procesadores. Conocidos a veces como Concerto o simplemente i860 Computing Surface, estos sistemas tuvieron un éxito limitado.

Meiko también fabricó una placa procesadora SPARC, la MK083, que permitía la integración del sistema operativo SunOS en la arquitectura Computing Surface, de forma similar a la Computing Surface de In-Sun. Estas placas se utilizaban habitualmente como procesadores host de interfaz para las superficies de computación transputer o i860. SVCS, o una versión mejorada denominada simplemente VCS , se utilizaba para gestionar los recursos de la transputer. También era posible configurar las superficies de computación con varias placas MK083.

Una desventaja importante de la arquitectura Computing Surface era su escaso ancho de banda de E/S para la reorganización general de datos. Si bien el ancho de banda total para la reorganización de datos en casos especiales podía ser muy alto, el rendimiento en el caso general era muy bajo en relación con el ancho de banda de cómputo. Esto hacía que la Meiko Computing Surface no fuera rentable para muchas aplicaciones.

MeikOS

MeikOS (también escrito como Meikos o MEiKOS ) es un sistema operativo de transputer similar a Unix desarrollado para la Computing Surface a finales de la década de 1980.

MeikOS se derivó de una versión temprana de Minix , modificada extensamente para la arquitectura Computing Surface. A diferencia de HeliOS , otro sistema operativo de transputer similar a Unix, MeikOS es esencialmente un sistema operativo de un solo procesador con un sistema de archivos distribuido . MeikOS fue diseñado para usarse con el software de administración de recursos Meiko Multiple Virtual Computing Surfaces (M²VCS), que particiona los procesadores de una Computing Surface en dominios , administra el acceso de los usuarios a estos dominios y proporciona comunicación entre dominios.

MeikOS cuenta con variantes sin disco y con servidor de archivos . La primera se ejecuta en el procesador de un dominio M²VCS, proporcionando una interfaz de línea de comandos para un usuario determinado; la segunda se ejecuta en procesadores con discos duros SCSI conectados , proporcionando un servicio de archivos remoto (denominado Surface File System (SFS)) a las instancias de MeikOS sin disco. Ambas variantes pueden comunicarse mediante M²VCS.

MeikOS quedó obsoleto con la introducción de la plataforma de computación In-Sun y la placa procesadora Meiko MK083 SPARC , que permitieron que SunOS y las plataformas de computación virtual Sun (SVCS), posteriormente desarrolladas como VCS , asumieran las funciones de MeikOS y M²VCS respectivamente. La última versión de MeikOS fue la 3.06, a principios de 1991.

Interconexión CS-1

Esto se basó en el protocolo de enlace de transputers . Meiko desarrolló su propio silicio de conmutación y European Silicon Systems, ES2 Gate Array . Este circuito integrado de aplicación específica (ASIC) proporcionaba conectividad estática y conectividad dinámica limitada, y fue diseñado por Moray McLaren.

CS-2

El CS-2 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] se lanzó en 1993 y fue la arquitectura de sistema de segunda generación de Meiko, que reemplazó a la anterior Computing Surface.

El CS-2 era una arquitectura modular completamente nueva basada en procesadores SuperSPARC o hyperSPARC [ 7 ] y, opcionalmente, procesadores vectoriales Fujitsu μVP [ 8 ] . Estos implementaban un conjunto de instrucciones similar al de la supercomputadora vectorial Fujitsu VP2000 y tenían un rendimiento nominal de 200 megaflops en aritmética de doble precisión y el doble en precisión simple . Los procesadores SuperSPARC funcionaban inicialmente a 40 MHz, y posteriormente se aumentó a 50 MHz. Posteriormente, se introdujeron procesadores hyperSPARC a 66, 90 o 100 MHz. El CS-2 estaba diseñado para escalar hasta 1024 procesadores. El sistema CS-2 más grande construido fue un sistema de 224 procesadores [ 9 ] instalado en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore .   

El CS-2 ejecutaba una versión personalizada del sistema operativo Solaris de Sun , inicialmente Solaris 2.1, y posteriormente 2.3 y 2.5.1.

Interconexión Elan-Elite

Los procesadores en un CS-2 estaban conectados por una red de árbol gordo de conmutación de paquetes multietapa diseñada por Meiko e implementada en silicio personalizado. [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]

Este proyecto, con nombre en clave Elan-Elite, se inició en 1990 como un proyecto especulativo para competir con el Transputer T9000 de Inmos , que Meiko pretendía utilizar como tecnología de interconexión. El T9000 comenzó a sufrir enormes retrasos, de modo que el proyecto interno se convirtió en la única opción viable de interconexión para el CS-2.

Esta interconexión constaba de dos dispositivos, denominados Elan ( adaptador ) y Elite ( conmutador ). Cada elemento de procesamiento incluía un chip Elan, un coprocesador de comunicaciones basado en la arquitectura SPARC , al que se accedía mediante una interfaz coherente de caché Sun MBus y que proporcionaba dos enlaces bidireccionales de 50 MB/s. El chip Elite era un conmutador de barra transversal de 8 vías , utilizado para formar la red de conmutación de paquetes . El conmutador tenía una adaptación limitada en función de la carga y la prioridad. [ 13 ] 

Ambos circuitos integrados de aplicación específica (ASIC) fueron fabricados en matrices de puertas de semiconductor de óxido metálico complementario ( CMOS ) por GEC Plessey en su fábrica de semiconductores de Roborough , Plymouth , en 1993.

Tras la adquisición de la tecnología Meiko por parte de Quadrics , la tecnología de interconexión Elan/Elite se desarrolló hasta convertirse en QsNet .

Meiko SPARC FPU

Meiko contrató a Fred (Mark) Homewood y Moray McLaren, quienes habían sido fundamentales en el diseño del T800 . Juntos, diseñaron y desarrollaron un núcleo FPU mejorado y de mayor rendimiento , propiedad de Meiko. Inicialmente, este núcleo estaba dirigido al conjunto de instrucciones Intel 80387. Una batalla legal en curso entre Intel, AMD y otros por el 80387 dejó claro que este proyecto no era viable comercialmente. Una conversación casual entre McLaren y Andy Bechtolsheim durante una visita a Sun Microsystems para discutir la licencia de Solaris llevó a Meiko a reorientar el diseño para SPARC . Meiko logró desarrollar el núcleo FPU en poco tiempo y LSI Logic fabricó un dispositivo para la SPARCstation 1 .

Una diferencia fundamental con respecto a la FPU T800 era que implementaba completamente el estándar IEEE 754 para aritmética computacional. Esto incluía todos los modos de redondeo, números desnormalizados y raíz cuadrada en hardware, sin necesidad de excepciones de hardware para completar el cálculo.

También se desarrolló un diseño para SPARCstation 2 junto con una pieza combinada que se ajustaba a la distribución de pines del ASIC de SPARCstation 2. LSI fabricó la FPU L64814 por separado, como parte de su chipset SparKIT. [ 14 ]

El diseño de Meiko finalmente fue licenciado por completo a Sun, que lo utilizó en la familia de ASIC MicroSPARC durante varias generaciones [ 15 ] a cambio de un pago único y una licencia completa del código fuente de Solaris.

Referencias

  1. "Sitio web de Meiko" .
  2. Folleto sobre superficies de computación (PDF) , Meiko, 1989, archivado (PDF) del original el 9 de diciembre de 2014
  3. Trew, Arthur; Wilson, Greg, eds. (1991). Pasado, presente, paralelo: un estudio de los sistemas de computación paralela disponibles . Nueva York: Springer-Verlag. ISBN 0-387-19664-1.
  4. Descripción del producto CS-2 Meiko; 1993
  5. Descripción de Top500 del CS-2 Top500.org; 1998
  6. CS-2: Rendimiento informático depredador , Meiko Limited; 1992
  7. CS-2_Hardware_Reference_Manuals Meiko; 1995
  8. Meiko MK403 Manual ; 1993
  9. "CS-2/224 en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore" .
  10. Diseño de interconexión Meiko CS-2 Elan-Elite por Jon Beecroft, Fred Homewood y Moray McLaren; Revista Parallel Computing; Volumen 20, números 10-11, noviembre de 1994
  11. Diseño de interconexión Meiko CS-2 Elan-Elite por Fred Homewood, Moray McLaren; Conferencia Hot Interconnects, Stanford; agosto de 1993
  12. Rendimiento de la transmisión de mensajes Jack Dongarra y Tom Dunigan; Concurrencia: práctica y experiencia; octubre de 1997
  13. Descripción general de la red de comunicaciones Meiko Limited; 1993
  14. SparkIT HOTCHIPS 03, Stanford; agosto de 1991
  15. Sun recurre a LSI para el diseño y la fabricación de SPARC de bajo coste; Computer Business Review ; 12 de marzo de 1997;
  • Información general sobre Meiko (a través de Internet Archive)
  • Meiko (Estudio de sistemas informáticos de alto rendimiento)
  • E. McIntosh y B. Panzer-Steindel. Procesamiento paralelo en el CERN . Presentado en HEPiX96 Caspur, Roma, octubre de 1996.
  • Documentación de Meiko en bitsavers.org