Parsytec

Megaframe ^{[ 16 ] [ 17 ]} era el nombre del producto para una familia de módulos de procesamiento paralelo basados ​​en transputers, ^{[ 18 ]} algunos de los cuales podían usarse para actualizar una IBM PC . ^{[ 19 ]} Como sistema independiente, un Megaframe podía albergar hasta diez módulos de procesador. Había diferentes versiones de los módulos disponibles, como una con un transputer T414 de 32 bits con hardware de punto flotante ( Motorola 68881 ), 1  MB de RAM (tiempo de acceso de 80 nanosegundos) y un rendimiento de 10 MIPS, o una con cuatro transputers de 16 bits ( T22x ) con 64 kB de RAM. Además, se ofrecían tarjetas para funciones especiales, incluyendo un procesador gráfico con una resolución de 1280 x 1024 píxeles y un "clúster" de E/S con interfaces de terminal y SCSI . ^{[ 20 ]}

La serie MultiCluster-1 constaba de sistemas configurables estáticamente que podían adaptarse a las necesidades específicas del usuario, como el número de procesadores, la cantidad de memoria, la configuración de E/S y la topología del sistema. La topología de procesador requerida podía configurarse mediante conexiones UniLink, que se transmitían a través de un plano posterior especial . Además, se proporcionaban cuatro zócalos externos.

Multicluster-2 utilizaba unidades de configuración de red (NCU) que proporcionaban redes de interconexión flexibles y configurables dinámicamente. El entorno multiusuario podía admitir hasta ocho usuarios mediante el software de arquitectura virtual múltiple de Parsytec. El diseño de la NCU se basaba en el conmutador de barra cruzada Inmos , el C004, que ofrece conectividad de barra cruzada completa para hasta 16 transputers. Cada NCU, compuesta por C004, conectaba hasta 96 UniLinks, enlazando transputers internos y externos, así como otros subsistemas de E/S. MultiCluster-2 permitía la configuración de diversas topologías de interconexión fijas, como estructuras de árbol o de malla. ^{[ 14 ]}

SuperCluster ^{[ 21 ]} tenía un diseño jerárquico basado en clústeres. Una unidad básica era un clúster T800 de 16 transputers completamente conectado, y los sistemas más grandes incluían niveles adicionales de NCU para formar las conexiones necesarias. El software Network Configuration Manager (NCM) controlaba las NCU y establecía dinámicamente las conexiones requeridas. Cada transputer podía equiparse con 1 a 32 MB de RAM  dinámica , con corrección de errores simples y detección de errores dobles. ^{[ 14 ]}

El GigaCluster (GC) fue una computadora paralela producida a principios de la década de 1990. Un GigaCluster estaba compuesto por GigaCubes. ^{[ 22 ]}

Diseñado para los transputers Inmos T9000 , el GigaCluster nunca pudo lanzarse según lo planeado originalmente, ya que los transputers Inmos T9000 nunca llegaron al mercado a tiempo. Esto llevó al desarrollo del GC/PP (PowerPlus), en el que se utilizaron dos Motorola MPC 601 (80 MHz) como CPU dedicadas , con el apoyo de cuatro transputers Inmos T805 (30 MHz). ^{[ 23 ]} 

Mientras que el GC/PP era un sistema híbrido, el GC _el ("nivel de entrada") se basaba únicamente en el T805 . ^{[ 24 ] [ 25 ]} El GC _el fue diseñado para ser actualizable a los transputers T9000 (si hubieran llegado a tiempo), convirtiéndose así en un GC completo. Dado que el T9000 era el sucesor evolutivo del T800 de Inmos , la actualización se planeó para que fuera simple y directa. Esto se debía a que, en primer lugar, ambos transputers compartían el mismo conjunto de instrucciones y, en segundo lugar, tenían una relación de rendimiento similar entre la potencia de cálculo y el rendimiento de comunicación. Se esperaba un factor de aceleración teórico de 10, ^{[ 22 ]} pero al final, nunca se logró.

La estructura de red del GC era una red bidimensional, con una velocidad de intercomunicación entre los nodos (es decir, clústeres en la terminología de Parsytec) de 20  Mbit/s. Para su época, el concepto del GC era excepcionalmente modular y escalable.

Un denominado GigaCube era un módulo que ya constituía un sistema de un gigaflop y servía como bloque de construcción para sistemas más grandes. Un módulo (o "cubo" en la terminología de Parsytec) contenía:

• Cuatro grupos, cada uno equipado con:

• 16 transputers (más un transputer adicional para redundancia, lo que hace un total de 17 transputers por clúster),
• 4 chips de enrutamiento de agujeros de gusano ( C104 para el T9000 planificado y C004 para el T805 realizado ),
• Una fuente de alimentación dedicada y puertos de comunicación.

Combinando módulos (o cubos, respectivamente), teóricamente se podrían conectar hasta 16.384 procesadores para crear un sistema muy potente.

Las instalaciones típicas incluían:

Las dos instalaciones más grandes del GC que se enviaron contaban con 1024 procesadores (16 módulos, con 64 transputers por módulo) y funcionaban en los centros de datos de las Universidades de Colonia y Paderborn. En octubre de 2004, el sistema de Paderborn se trasladó al Foro de Museos Heinz Nixdorf, ^{[ 26 ]} donde actualmente está inoperable.

El consumo energético de un sistema con 1024 procesadores era de aproximadamente 27  kW, y su peso rondaba la tonelada. En 1992, el sistema tenía un precio de alrededor de 1,5 millones de marcos alemanes . Si bien las versiones más pequeñas, hasta la GC-3, se refrigeraban por aire, la refrigeración por agua era obligatoria para los sistemas de mayor tamaño.

En 1992, una GC con 1024 procesadores se clasificó en la lista TOP500 ^{[ 27 ]} de las instalaciones de supercomputadoras más rápidas del mundo. Solo en Alemania, fue la vigésimo segunda computadora más rápida.

En 1995, había nueve computadoras Parsytec en la lista TOP500, incluidas dos instalaciones GC/PP 192, que ocuparon los puestos 117 y 188. ^{[ 28 ]}

En 1996, todavía ocupaban los puestos 230 y 231 en la lista TOP500. ^{[ 29 ] [ 30 ]}

El modelo x'plorer se presentó en dos versiones: la versión inicial contaba con 16 transputers , cada uno con acceso a 4  MB de RAM , y se denominó x'plorer. Posteriormente, cuando Parsytec cambió a la arquitectura PPC , se renombró como POWERx'plorer e incluía 8 CPU MPC 601. Ambos modelos se alojaban en la misma carcasa de escritorio, diseñada por Via 4 Design. ^{[ 31 ]}

En cualquier modelo, el x'plorer era esencialmente una sola "segmentación" —que Parsytec denominaba clúster ^{[ 32 ]} — de un GigaCube (PPC o Transputer), y la versión más pequeña (GC-1) utilizaba 4 de estos clústeres. Por consiguiente, algunos lo denominaban "GC-0.25" ^{[ 33 ] .}

El POWERx'plorer se basaba en 8 unidades de procesamiento dispuestas en una malla 2D. Cada unidad de procesamiento incluía:

1. Un procesador MPC 601  de 80 MHz ,
2. 8  MB de memoria local y
3. Un transputer para establecer y mantener enlaces de comunicación. ^{[ 34 ]}

El sistema Parsytec CC (Computadora Cognitiva) ^{[ 35 ] [ 36 ] [ 37 ]} era una unidad autónoma a nivel del bastidor de tarjetas.

El subsistema de bastidor para tarjetas CC proporcionaba al sistema su infraestructura, incluyendo la fuente de alimentación y la refrigeración. El sistema podía configurarse como una unidad estándar de montaje en bastidor de 19 pulgadas, compatible con diversos módulos enchufables de 6U.

El sistema CC ^{[ 38 ]} era una computadora paralela de memoria distribuida y paso de mensajes, y se clasifica globalmente en la categoría MIMD de computadoras paralelas.

Había dos versiones diferentes disponibles:

• CCe: Basado en el procesador Motorola MPC 604  que funciona a 133 MHz con  una caché L2 de 512 KB. Los módulos se conectaron entre sí a 1  Gbit/s mediante tecnología de enlace de alta velocidad (HS) según el estándar IEEE 1355 , lo que permite la transferencia de datos a hasta 75  MB/s. El controlador de comunicación se integró en los nodos del procesador a través del bus PCI . La placa base utilizó el chip MPC 105 para el control de memoria, la actualización de la DRAM y la decodificación de memoria para bancos de DRAM y/o Flash. La velocidad del bus de la CPU se limitó a 66  MHz, mientras que la velocidad del bus PCI fue de un máximo de 33  MHz.
• CCi: Basado en el Intel Pentium Pro , sus elementos centrales eran placas base duales basadas en Pentium Pro (a 266  MHz), interconectadas mediante varias redes de alta velocidad. Cada placa base dual tenía 128  MB de memoria. Cada nodo tenía un rendimiento máximo de 200 MFLOPS . Los sistemas operativos eran Windows NT 4.0 y ParsyFrame (con un entorno UNIX opcional). ^{[ 39 ]}

En todos los sistemas CC, los nodos estaban conectados directamente al mismo enrutador, que implementaba un conmutador de barra transversal de hardware activo 8x8 para hasta 8 conexiones utilizando el  enlace de alta velocidad de 40 MB/s.

En cuanto al CCe, el software se basaba en el sistema operativo AIX 4.1 UNIX de IBM , junto con el entorno de programación paralela de Parsytec, Embedded PARIX (EPX). ^{[ 40 ]} Esta configuración combinaba un entorno UNIX estándar (que incluía compiladores, herramientas y bibliotecas) con un entorno avanzado de desarrollo de software. El sistema se integraba en la red de área local mediante Ethernet estándar. Como resultado, un nodo CC alcanzaba un rendimiento máximo de 266 MFLOPS. Por lo tanto, el rendimiento máximo del sistema CC de 8 nodos instalado en el Hospital Universitario de Ginebra era de 2,1 GFLOPS . ^{[ 41 ]}

Powermouse era otro sistema escalable que constaba de módulos y componentes individuales. Era una extensión directa del sistema x'plorer. ^{[ 39 ]} Cada módulo (dimensiones: 9  cm x 21  cm x 45  cm) contenía cuatro procesadores MPC 604  (200/300 MHz) y 64  MB de RAM , alcanzando un rendimiento máximo de 2,4  GFLOPS. Un procesador de comunicaciones independiente ( T425 ) equipado con 4 MB de RAM ^{[ 42 ]} controlaba el flujo de datos en cuatro direcciones hacia otros módulos del sistema. El ancho de banda de un solo nodo era de 9  MB/s.

Por unos 35 000 marcos alemanes , un sistema básico compuesto por 16 CPU (es decir, cuatro módulos) podía proporcionar una potencia de cálculo total de 9,6  Gflop/s. Al igual que todos los productos de Parsytec, Powermouse requería una estación Sun Sparcstation como interfaz.

Se incluyó todo el software, incluyendo PARIX con compiladores y depuradores de C++ y Fortran 77 (que alternativamente proporcionaban MPI o PVM como interfaces de usuario). ^{[ 43 ]}

El sistema operativo utilizado fue PARIX (parallel UnIX extensions) ^{[ 44 ]} – PARIX ^T8 para los transputers T80x y PARIX ^T9 para los transputers T9000 , respectivamente. Basado en UNIX , PARIX ^{[ 45 ]} admitía llamadas a procedimientos remotos y era compatible con el estándar POSIX . PARIX proporcionaba funcionalidad UNIX en el front-end (por ejemplo, una Sun SPARCstation , que debía adquirirse por separado) con extensiones de biblioteca para las necesidades del sistema paralelo en el back-end, que era el propio producto Parsytec (conectado al front-end para su funcionamiento). El paquete de software PARIX incluía componentes para el entorno de desarrollo de programas (compiladores, herramientas, etc.) y el entorno de ejecución (bibliotecas). PARIX ofrecía varios tipos de comunicación síncrona y asíncrona.

Además, Parsytec proporcionó un entorno de programación paralela llamado Embedded PARIX (EPX). ^{[ 40 ]}

Para desarrollar aplicaciones paralelas usando EPX, los flujos de datos y las tareas de función se asignaron a una red de nodos. El manejo de datos entre procesadores requería solo unas pocas llamadas al sistema. Se disponía de rutinas estándar para la comunicación síncrona, como enviar y recibir, así como de llamadas al sistema asíncronas. El conjunto completo de llamadas EPX formaba la interfaz de programación de aplicaciones ( API ) de EPX. El destino de cualquier transferencia de mensajes se definía a través de un canal virtual que terminaba en cualquier proceso definido por el usuario. Los canales virtuales eran administrados por EPX y podían ser definidos por el usuario. El sistema de entrega de mensajes real utilizaba el enrutador. ^{[ 41 ]} Además, COSY (Concurrent Operating System) ^{[ 46 ]} y Helios también podían ejecutarse en las máquinas. Helios admitía el mecanismo de reinicio especial de Parsytec de forma predeterminada.