Информирует система ДОР ГКВТИ СССР
Unknown Author

Система создана в ВИМИ согласно решению Коллегии ГКВТИ от 22.09.87 г. В рамках системы на основе аналитико-синтетической переработки зарубежной информации по тематике СВТИ организовано дифференцированное информационное обеспечение руководства (ДОР) ГКВТИ и других директивных органов.

Системой ДОР ГКВТИ предусматривается подготовка и рассылка абонентам с периодичностью два раза в месяц реферативных выпусков «Экспресс-информации», а также выполнение разовых информационных запросов путем подготовки аналитических или реферативных обзоров, обзорно-аналитических справок, переводов.

64-разрядный RISC-микропроцессор фирмы Matsushita

Фирмой Matsushita Electric Industrial (Япония) разработан 64-разрядный микропроцессор с RISC-архитектурой, предназначенный для использования в качестве обрабатывающего элемента в составе параллельной. ЭВМ научного назначения. Максимальная производительность нового микропроцессора достигает 20 млн. оп/с с плавающей запятой, тактовая частота 40 МГц, время цикла 50 не. Микропроцессор размещен на полупроводниковом кристалле с размерами 14,6X 13,5 мм; который содержит 440 тыс. КМОП-транзисторов с минимальными размерами топологических элементов 1,2 мкм. Большая часть из 47 используемых команд выполняется за один машинный цикл, так что время сложения, умножения и вычитания равны по 50 не, однако операция деления выполняется за семь циклов, равных 350 не, а операция доступа к памяти — за два цикла (или 100 не).

К обрабатывающим элементам научной параллельной ЭВМ предъявляется определенный круг требований, среди которых необходимость выполнения Операций над числами с плавающей запятой с высокой скоростью и предпочтительно с удвоенной точностью, высокая степень надежности при обработке данных, организация эффективной связи между отдельными обрабатывающими элементами и головным управляющим устройством, а также аппаратная поддержка средств генерации кода для компилятора.

С учетом этих требований была разработана архитектура 64-разрядного микропроцессора, в состав которого входят три группы устройств, выполняющих функции управления потоком данных, реализующих операции с целочисленными данными и с данными в форме с плавающей запятой. Высокая скорость выполнения операций с плавающей запятой достигнута за счет ускорения процесса выборки команд и работы арифметического устройства в двухтактном конвейерном режиме. Наличие 256-входового кэшевого ЗУ для команд в составе блока управления потоком данных обеспечивает выборку одной команды в каждые 50 не, и даже при отсутствии необходимой информации в кэшевом ЗУ команды могут быть выбраны из внешнего ЗУ в течение 100 нс через порт, который отделен от порта для данных, что соответствует принципам Гарвардской архитектуры.

Для поддержания высокой степени надежности при обработке данных в новом микропроцессоре используются коды с исправлением ошибок с 8-разрядным контрольным кодом для 64-разрядных данных в блоке обработки с плавающей запятой, которые способны исправлять ошибки в одном разряде и обнаруживать ошибки в двух разрядах в течение каждой операций ввода-вывода данных. В составе этой же группы функциональных блоков имеется контроллер страничного режима доступа и счетчик циклов регенерации содержимого памяти для повышения эффективности использования динамического ЗУ с произвольной выборкой в качестве основной (для локальных данных) памяти процессора.

Для параллельной системы обработки данных важное значение имеют организация передачи данных между отдельными обрабатывающими элементами и синхронизация работы всех обрабатывающих элементов. Для выполнения этих требований в процессоре используется специальная команда STF, которая означает не только передачу окончательных результатов вычислений из регистра в локальную память данных, но и выработку сигнала для внешнего устройства управления передачей данных. В соответствии с этим сигналом внешнее устройство управления должно начать загрузку результатов вычислений в свой внутренний регистр и начать передачу этих данных в соответствующий процессорный элемент. Другим средством синхронизации или связи является выделение в управляющем регистре каждого процессора специального поля, которое можно использовать в качестве «почтового ящика» (mail box), при этом выделенное поле может быть считано и записано внешними средствами, что обеспечивает быструю связь между процессором и внешними данными.

В состав группы функциональных устройств для выполнения целочисленных операций входят несколько регистров и счетчиков для поддержки процессора генерации кода в компиляторе. Специальное устройство управления в составе блока обеспечивает эффективное распределение работ между процессорными элементами при выполнении каждым процессором различных частей общей большой задачи.

Приведены структурная схема 64-разрядного RISC-микропроцессора фирмы Matsushita, микрофотография интегральной микросхемы этого микропроцессора, временная диаграмма, иллюстрирующая работу конвейерных устройств обработки данных. В табличной форме представлены основные характеристики микропроцессора и данные, относящиеся к топологии интегральной микросхемы.с указанием числа транзисторов и занимаемой площади для различных функциональных устройств, входящих в состав микропроцессора и реализованных с использованием полностью заказных, полузаказных и стандартных наборов элементов.

JEE, 1989, April, р. 75--77.

Высокопроизводительная 64-разрядная рабочая станция для решения задач трехмерной графики фирмы Appolo

Графические рабочие станции серии 10 000 VS Visualisation System фирмы Appolo Computer способны обрабатывать 1 млн. векторов/с при работе с четырьмя RISC-процессорами. Станции предназначены для решения задач трехмерной графики и моделирования в научных и инженерных областях. В состав станции входят графический RISC-процессор, соединенный с центральными процессорами 64-разрядной шиной, по которой данные передаются со скоростью 150 Мбайт/с, благодаря чему возможно одновременное выполнение интенсивных числовых расчетов и графических преобразований. В составе станций в качестве центральных процессоров используются 64-разрядные RISC-процессоры серии PRISM, а также два процессора для обработки чисел с плавающей запятой и один целочисленный процессор. Центральные процессоры общего назначения работают в традиционном конвейерном режиме и занимаются обработкой графических данных только по требованию, а при отсутствии потребности в графической обработке ресурсы центрального процессора переключаются на решение других задач.

Рабочая станция с четырьмя центральными процессорами имеет производительность 1 млн. десятипиксельных векторов в секунду и 100000 многоугольников/с,/при использовании одного центрального процессора производительность станции равна 35 000—45 000 многоугольников/с. Принят ряд мер по улучшению качества изображения том числе адресация на уровне подэлементов изображения (subpixel adressing) для исключения возможности ошибок в позиционировании этих элементов изображения.

Стоимость рабочей станции серии 10 000 VS с одним центральным процессором равна 90 тыс. дол., каждый дополнительный процессор стоит по 20 тыс. дол.

Mini-Micro Systems, 1989, v. 22, № 3, p. 75.

Молекулярная электроника — технология ЭВМ шестого поколения

В начале 1986 г. японское правительство обнародовало проект разработки ЭВМ шестого поколения. Новый проект привлек всеобщее внимание, поскольку к этому времени уже стало очевидным положительное влияние на создание коммерческой продукции технологических разработок, связанных с предыдущим японским проектом создания ЭВМ пятого поколения, основными из которых являются параллельная обработка данных и системы искусственного интеллекта. Проект значительное внимание уделяет изучению поведения живых организмов в целях воспроизведения некоторых их способностей, например, возможности создания в процессе выполнения полезной работы таких побочных продуктов, которые способны улучшать окружающую среду, а также способность живых организмов достигать значительного улучшения качества работы без соответствующего увеличения потребления энергии. В июне 1988 г. на сессии Экономического сообщества в Вене премьер-министр Японии Накасонэ объявил этот проект открытым для международного сотрудничества. Новая международная инициатива, названная Human Frontier Science Program, ориентирована на развитие новых форм науки и техники, способных создать гарантии успешного развития человечества в XXI в. По мнению одного из руководителей этой программы, проект создания ЭВМ шестого поколения не скоро сможет дать ощутимые результаты и не позволит в ближайшее время создать коммерческую продукцию, однако, в конечном счете, его реализация может стать поворотным моментом в истории человеческого общества.

Основным стимулом к созданию приборов и устройств на принципах молекулярной электроники является необходимость достичь значительного прогресса в увеличении быстродействия и плотности размещения элементов вычислительных машин. Некоторые исследователи считают, чтр предельные возможности кремниевой технологии проявляются при расстояниях между схемными элементами около 0,2 мкм. Для сравнения указывается, что хромофорные цепи (chrmophore chains), которые предполагается использовать для создания молекулярных микросхем, могут быть размещены значительно плотнее, на расстояниях, меньших указанного в 40 раз. По мнению других исследователей, молекулярная технология может быть использована для разработки серии аналоговых ЭВМ для таких областей применения, как системы распознавания образов и контекстно-зависимых решений, задач корреляции и др. Другой потенциальной областью применения приборов и устройств молекулярной электроники в комбинации с биодатчиками является медицина.

Известны два основных способа создания электронных приборов на принципах молекулярной электроники. Один из них ориентирован на использование синтезированных материалов, таких как проводящие полимеры или соли, способные переносить заряды (charge transfer salts). Второй способ предусматривает использование биологических полимеров, главным образом, протеинов. Не исключается возможность использования даже некоторых микроорганизмов для создания методами генной инженерии законченных интегральных микросхем. Созданные такими способами молекулярные интегральные микросхемы должны быть гораздо более компактными по сравнению с современными полупроводниковыми интегральными микросхемами, при этом стоимость каждого элемента должна быть значительно меньше.

Один из предложенных методов предусматривает создание молекулярных электронных элементов с использованием протеина в качестве структурной молекулы, к которой химическими методами могут быть присоединены другие непротеиновые молекулы для формирования проводников, диодов, транзисторов и других элементов интегральных микросхем. Однако органические материалы имеют низкую устойчивость к окружающей их внешней среде и их крупномасштабное воспроизводство может вызвать значительные трудности. В качестве структурных молекул для создания молекулярных интегральных микросхем могут быть использованы и небиологические материалы. Наиболее известным проводящим полимером является полиацетилен, который в чистом виде является слабым проводником, но его проводимость резко увеличивается при введении в качестве примесей какого-либо химического элемента или органических соединений. Синтезированы и некоторые другие органические проводящие полимеры, например, полнеульфонитрид (polysulfernitride).

По заключениям экспертов, как аналоговые, так и цифровые ЭВМ являются одинаково важными областями применения средств молекулярной электроники. Наиболее важное применение средств молекулярной электроники должно быть в сочетании с биодатчиками. Следующими по степени важности являются системы искусственного интеллекта, распознавания образов и робототехники. Квантовое механическое электронное туннелирование является наиболее перспективным и многообещающим потенциальным направлением при разработке будущих молекулярных ЭВМ. Наибольшие трудности представляет создание молекулярных элементов, которые могут быть неоднократно адресуемыми, но без разрушения. Для создания наиболее совершенных молекулярных переключателей возможно использование трёх типов материалов: металлоорганические материалы, соединения, способные к молекулярной и/или внутримолекулярной перестройке, донорно-акцепторные комплексные соединения. При этом молекулярные переключатели и генная инженерия должны привлечь наибольшее внимание исследователей.

Эксперты прогнозируют следующие сроки и этапы развития молекулярной электроники:

1990 г. Демонстрация запоминающих и переключающих молекулярных элементов и разработка методов машинного моделирования для молекулярных микросхем;

1991 г.Разработка методов прогнозирования трехмерных структур, необходимых для создания молекулярных электронных приборов с использованием полипептидных цепей, способных реализовать некоторые специфические функции;

1994 г. Решение проблемы организации связи между молекулярными приборами и другими периферийными устройствами;

1998 г. Создание молекулярной электронной микросхемы или трехмерной структуры;

2000 г. Начало продажи приборов, созданных с использованием принципов молекулярной электроники или даже молекулярных ЭВМ;

2010 г. Объем продаж молекулярных электронных приборов и/или ЭВМ должен достичь 1 млн/ дол.;

2020 г. Объем продаж молекулярных приборов и ЭВМ должен составить 1 % от всего рынка средств вычислительной техники;

2050 г; Объем продаж молекулярных приборов и ЭВМ дол жен возрасти до 10 % от общего объема рынка ЭВМ.

Развитие молекулярной электроники окажет заметное влияние на различные отрасли промышленности. Наиболее революционные изменения ожидаются в электронной промышленности. Неизбежна переориентация от физической и неорганической химий в сторону биологической и органической химии. Химические и фармацевтические фирмы с большей эффективностью смогут использовать достижения биоэлектроники, чем возможности современной полупроводниковой технологии. Связь, медицина и многие другие отрасли промышленности также ощутят благотворное влияние новой отрасли науки и техники — молекулярной электроники.

Jarvis М. Т., Miller Ft. К., Modular Electronics: the technology of Sixth generation computers. Published by SEAI Technical Publications, P. 0. BOX 590, Madison, 1988, 197 p.

Планы создания в США сверхскоростной сети для суперЭВМ

В Конгрессе США проходит обсуждение планов создания новой сверхскоростной вычислительной сети, способной соединить между собой все американские: суперЭВМ. Законопроект о создании сети был поддержан главой одного из комитетов Конгресса сенатором Gore и получил широкую поддержку у представителей промышленных, научных и правительственных кругов, которые, однако, расходятся во мнении относительно того, кто должен управлять работой сети и какой способ финансирования этих работ является наиболее эффективным. Новая сверхскоростная сеть должна будет обеспечить передачу данных со скоростью 3 Гбит/с (3 10 бит/с), тогда как в современных сетях с волоконно-оптическими каналами связи пропускная способность равна 1,7 Мбит/с (1,7-10* бит/с). Предполагаемая стоимость гигабитной сети равна 1,75 млрд. дол. Основными целями создания сверхскоростной сети являются наглядная демонстрация представителям промышленных кругов важности применения суперЭВМ в процессах исследований и разработок промышленной продукции, ускорение ввода нового поколения суперЭВМ с параллельной обработкой данных, а также стимулирование разработки программных средств для параллельных суперЭВМ.

В США функционирует менее дорогая и менее скоростная сеть суперЭВМ, управление которой осуществляют американский Национальный научный фонд NSF (National Science Foundation), сотрудничающий с некоммерческой (nonprofit) организацией Merit. Эта сеть используется такими правительственными организациями, как NASA, министерство обороны США и управление перспективного планирования НИОКР DARPA, которое также поддерживает идею создания глобальной сети. Достигнуто соглашение, что Национальный научный фонд NSF должен стать головной организацией для новой сверхскоростной сети. Тем не менее, некоторые представители промышленных кругов полагают, что частный сектор должен владеть и работать с этой сетью с самого начала, хотя правительство будет нести расходы на инфраструктуру. Другого мнения придерживаются представители Национального научного фонда, считающие, что различные фирмы и организации должны работать совместно на начальном этапе, поскольку ни одна из них в отдельности не имеет достаточного опыта для выполнения работ. Например, фирмы-производители средств связи имеют огромный опыт в организации, систем коммутации, а университеты накопили исчерпывающие данные о способах формирования пакетов данных и выбора оптимальных путей их передачи в сетях. Только совместные усилия этих организаций могут способствовать созданию сверхскоростной сети, так как обе указанные технологии для этого одинаково необходимы.

Представляет интерес и сообщение, с которым на одном из заседаний Конгресса выступил представитель фирмы Cray Research, являющейся крупнейшим в мире изготовителем суперЭВМ. Подчеркивая значение суперкомпьютерной сети, обеспечивающей доступ к огромным вычислительным ресурсам промышленным организациям, не имеющим собственных больших ЭВМ, он сообщил о том, что крупнейшие автомобильные фирмы в Западной Европе и Японии уже приобрели самые мощные суперЭВМ Cray и эффективно применяют их при проектировании и разработках практически всех узлов и деталей автомобилей, а также для моделирования возможных неполадок в автомобилях, что устраняет необходимость создания многочисленных опытных образцов. Американская автомобильная промышленность оказалась оснащенной менее мощными суперЭВМ.

Управление научной и технологической политики OSTP (Office of Science and Technology Policy) при Белом доме также имеет составленный в общих чертах план создания гигабитной сети суперЭВМ, отличный от плана сенатора Gore, Представители правительственных кругов подчеркивают, что создание такой сети необходимо для поддержания и упрочнения лидирующего' положения США в области суперкомпьютерной технологии.

New Scientist, 1989, v. 123, № 1671, p. 48.

Первый нейрокомпьютер японской фирмы NEC

Фирма NEC (Япония) продает один из первых нейрокомпьютеров модели Neuro-07, созданный на базе разработанного этой фирмой высокоскоростного нейрокомпьютера модели 98XL02, выполненного в виде отдельной печатной платы. В состав нейрокомпьютера также входят персональная ЭВМ PC 9801 и цветной дисплей. Нейрокомпьютер имитирует работу человеческого мозга и его отличительной особенностью является способность к обучению. Например, нейрокомпьютер способен практически всегда или в подавляющем (в пределах от 99,7 до 99,95 %) числе случаев достоверно распознавать печатный символ всего лишь после 12 репетиций. Такая точность распознавания на 1 % выше, чем при использовании современных оптических читающих устройств. Кроме того, нейрокомпьютер теоретически способен запоминать собранные данные. В зависимости от содержимого памяти возможно использование нейрокомпьютера в различных областях применения, например, для распознавания символов, речи, диагностики неполадок и даже управления роботом. В каждом случае точность и эффективность выполнения этих работ превосходят достигнутые при прежней технологии стандартные показатели, а в ряде случаев даже выходят за рамки ранее возможного, например, значительно возрастает эффективность выявления и устранения неполадок в более сложной аппаратуре.

Стоимость нейрокомпьютера Neuro-07 составляет 11 250 дол. Для пользователей, у которых уже есть персональная ЭВМ Или цветной дисплей, предоставляется комплекс программных средств Neural Network Software стоимостью 4035 дол. и плата с нейропроцессором Neuro Engineboard стоимостью 1450 дол.

High technology Business, 1989, v. 9, № 5, p. 33.

Прогноз развития вычислительных средств фирмы IBM на девяностые годы

Фирмой International Technology Group (штат Калифорния, США), специализирующейся на предоставлении информационных услуг и консультаций, подготовлен доклад,.в котором дан прогноз основных изменений в области архитектуры и технологии производства средств вычислительной техники для фирмы IBM на начало девяностых годов. Прогноз составлен на основе анализа капиталовложений фирмы IBM в области НИОКР, а также производственных планов, составленных на периоде 1989по 1996гг. Ожидается, что архитектура вычислительных систем фирмы IBM будет ориентирована на обработку 96-разрядных данных, что означает возможность прямой адресации до 281 Тбайт (281-10" байт) данных, хранимых в одноуровневой запоминающей системе, при этом производительность перспективных вычислительных систем можно будет увеличить почти в 300 раз по сравнению с современными большими ЭВМ фирмы IBM, Согласно этому же прогнозу в планы фирмы IBM входит также ускорение процесса перехода к режиму «кооперативной» обработки данных (cooperative processing), при котором обеспечивается совместная работа нескольких функционально-специализированных процессоров. Кроме того, фирма IBM вскоре намерена реализовать комплексные системные архитектуры на уровне интегральных микросхем, при этом архитектура будет ориентирована на использование микропрограмм. Реализация' программных средств с помощью аппаратных средств позволит одновременно выполнять несколько операционных систем на одной ЭВМ. Из других перспектив указывается на возможность создания эффективных вычислительных систем с RISC-архитектурой и применение оптических средств передачи данных.

Electronic Design, 1989, v. З6, № 10, p. 23.

Семейство суперЭВМ второго поколения японской фирмы NEC

В апреле 1989 г. фирма NEC (Япония) сообщила о разработке семейства суперЭВМ второго поколения с максимальной производительностью до 22 млрд. оп/с с плавающей запятой. В состав нового семейства SX-3 входят восемь моделей суперЭВМ, среди них четырехпроцессориая модель 44, способная выполнять 22 млрд. оп/с, четырехпроцессориая модель 42 с максимальной производительностью 11 млрд. оп/с, двухпроцессорная модель 24, рассчитанная на выполнение 11 млрд. оп/с, двухпроцессорная модель 22 с производительностью 5,5 млрд. оп/с, однопроцессорная модель 14, рассчитанная на 5,5 млрд. оп/с, однопроцессорная модель 12 на 2,75 млрд. оп/с, однопроцессорная модель 11 с быстродействием 1,37 млрд. оп/с и самая младшая модель с быстродействием 0,7 млрд. оп/с. Новые суперЭВМ семейства SX-3 призваны заменить ранее созданные фирмой NEC суперЭВМ серии SX-2. Представители фирмы NEC считают, что новые суперЭВМ можно считать самыми высокоскоростными одно- и многопроцессорными устройствами обработки данных, поскольку для них минимальное время цикла синхронизации равно 2,9 не, время цикла для памяти равно 20 не, кроме того, используются матрица логических элементов, состоящая из 20 000 вентилей, с временем переключения 70 не и конвейерная архитектура. Первые модели суперЭВМ SX-3 поступят в продажу не ранее июня 1990 г. Продаваемые в Японии суперЭВМ будут работать под управлением операционной системы собственной разработки, названной SXOS. В США новые Японские суперЭВМ будут продаваться фирмой HNSX Supercomputers, которая является совместным предприятием фирм Honeywell и NEC. Эти суперЭВМ будут иметь обозначение SX-X, их максимальная производительность при обработке скалярных данных равна 630 Млн. оп/с, при этом скорость выполнения операций не указывается. Продаваемые в США суперЭВМ SX-X рассчитаны на работу со специальной операционной системой, которая должна быть создана на базе версий операционной системы Unix ATT VR 3.1 и BSD 4.3, что дает возможность американским специалистам по программному обеспечению сравнительно просто переписать обширный комплекс программных средств, ранее созданных для американских суперЭВМ фирмы Cray. Отмечается, что при работе с операционной системой SXOS необходим отдельный процессор, способный осуществлять общее управление, при работе с операционной системой на базе Unix этот управляющий процессор используется в качестве процессора ввода-вывода.

Представитель фирмы NEC заявил, что именно недостаток собственных программных средств является одной из причин, побудивших фирму начать продажу своих суперЭВМ на американском рынке. Президент фирмы NEC заявил, что осознает политические проблемы, связанные с продажей своих суперЭВМ в США, однако фирма вое же надеется в ближайшие четыре года продать 120 новых суперЭВМ серии SX-3, втом числе в США 18 моделей и еще 18 моделей в Западной Европе. К настоящему времени во всем мире продано порядка 400 суперЭВМ, при этом на долю фирмы NEC приходится 27 суперЭВМ серии SX-1 и SX-2, три из них проданы фирмой NEC за границу. Одна из этих суперЭВМ серии SX установлена в Хьюстонском НИЦ США. В Настоящее время ведутся переговоры по вероятному замещению этой суперЭВМ на новую модель из серии SX-X. •

Electronic News, 1989, v. 35, М 1754, p. 26.

Отличительные особенности японских суперЭВМ

Фирма NEC (Япония) 10 апреля 1989 г. объявила о создании новой серии суперЭВМ SX-3 с максимальной производительностью 22 млрд, оп/с с плавающей запятой, тогда как предполагаемое быстродействие наиболее высокоскоростной суперЭВМ Cray 3 американской фирмы Cray Research равно 16 млрд. оп/с с плавающей запятой. Другая японская фирма Fujitsu также сообщила о намерении создать суперЭВМ модели VP-XXX в 1990 г- № пресс-конференции, посвященной объявлению новой суперЭВМ SX-3, президент фирмы NEC заявил, что его фирма не имеет намерений создать конкуренцию американским фирмам — разработчикам суперЭВМ, а считает, что технический прогресс и его достижения должны стать достоянием всего человечества. Однако при этом президент фирмы NEC заявил о намерении соблюдать рекомендации специального комитета СОСОМ по ограничению доступа к новейшей технологии для социалистических стран.

Уже в течение ряда лет существует положение, при котором правительственные крупе США настойчиво требуют от японских правительственных организаций и частных фирм приобретения американских суперЭВМ, несмотря на протесты японских изготовителей суперЭВМ, заявлявших о превосходстве отечественных вычислительных систем. Сложившаяся ситуация- коренным образом меняется с момента объявления японскими фирмами Hitachi, Fujitsu и NEC суперЭВМ с такими характеристиками, которые бесспорно превосходят характеристики американских суперЭВМ.

Фирма Hitachi начала поставки однопроцессорных суперЭВМ S-820/80 с быстродействием 3 млрд. оп/с с плавающей запятой в 1988 г. одновременно с фирмой Cray, поставившей восьмипроцессорную суперЭВМ Y-MP 8/8, способную выполнять 4 млрд. оп/с с плавающей запятой. В 1989 г.' начались поставки фирмой CDC восьмипроцессорной суперЭВМ ETA 10-G с производительностью 10,3 млрд. оп/с. Японские фирмы Fujitsu и NEC в 1989 г. объявили о разработке своих суперЭВМ VP-26Q0 и БХ-З, однако их поставки ожидаются только в 1990 г. Следует иметь в виду, что суперЭВМ SX-3 является четырехпроцессорной ЭВМ с суммарной производительностью до 22 млрд. оп/с, тогда как суперЭВМ VP-2600 является однопроцессорной вычислительной системой, способной выполнять 4 млрд. оп/с. Предполагается, что фирма Fujitsu объявит также о создании четырехлроцессорной суперЭВМ модели VP-XXX с максимальным быстродействием 16 млрд. оп/с, которая начнет поставляться с 1991 г. В отличие от японских фирм американская фирма Cray намерена поставить суперЭВМ модели Cray 3 с быстродействием 16 млрд. оп/с уже в ,1990 г. Однако начиная с 1990 К самой быстродействующей суперЭВМ станет все же японская ЭВМ SX-3, и с этого момента США не будут иметь основания требовать от японского правительства покупки американских суперЭВМ как самых высокопроизводительных.

Интерес вызывает тот факт, что технология японских многопроцессорных систем разработана в соответствии с национальным проектом, названным «Разработка высокоскоростных ЭВМ» (High Speed Computer Development), и поддержанным министерством внешней торговли и промышленности Японии MITI. Многопроцессорные суперЭВМ фирм NEC и Fujitsu были разработаны с учетом этого национального проекта, а поскольку фирма Hitachi также является участницей национального проекта/можно ожидать, что и она рано или поздно создаст многопроцессорную суперЭВМ. Развитие японской промышленности по производству сверхбольших интегральных микросхем происходит в рамках другого национального проекта, поддержанного MITI, который является ответным шагом на создание американскими фирмами — изготовителями полупроводниковых приборов консорциума Sematech. Успех этого национального проекта позволит японской полупроводниковой промышленности достичь высоких результатов, что будет способствовать ускорению процессов разработки сверхпроизводительных ЭВМ. Национальным проектом по разработке сверхскоростных ЭВМ также предусматривается разработка приборов со сверхпроводящим переходом Джозефсона, транзисторов с высокой подвижностью электронов класса НЕМТ, арсенидо-галлиевых транзисторов и т. п. Многие из этих перспективных разработок еще не будут применяться в разрабатываемых по национальному проекту «High Speed Computer Development* сверхпроизводительной ЭВМ с быстродействием до 10 млрд. оп/с. Когда же эти новые элементы начнут применяться в составе уже работающих ЭВМ, скорость обработки данных в них должна будет резко возрасти. Высказывается сомнение. Что американские фирмы-разработчики и изготовители суперЭВМ способны самостоятельно создать такие высокоскоростные аппаратные средства несмотря на то, что они имеют огромные достижения в области проектирования и разработки. В поддержку усилий по разработке новых электронных приборов представитель фирмы Fujitsu заявил о намерении фирмы способствовать повышению быстродействия разрабатываемой суперЭВМ свыше 10 млрд. оп/с путем повышения производительности центрального процессора. В настоящее время максимальная производительность однопроцессорной ЭВМ фирмы Fujitsu равна 4 млрд. оп/с, а процессор фирмы NEC способен обрабатывать 5,5 млрд. оп/с.

Однако необходимо подчеркнуть, что по наличию средств программного обеспечения американские суперЭВМ находятся в значительно лучшем положении, чем японские. Фирмой Cray создано более 500 программ для своих суперЭВМ, тогда как на счету фирмы NEC имеется только 180 программ, у фирмы Fujitsu 260 программ, а у фирмы Hitachi их 120. Наличие обширных и высокоэффективных программных средств значительно облегчает использование суперЭВМ американского производства и обеспечивает их преимущество перед японскими суперЭВМ. Чтобы несколько сократить этот разрыв, японские фирмы NEC, Fujitsu и Hitachi намериваются использовать существующие средства разработки и отладки программ для суперЭВМ на базе операционной системы Unix и таким образом со временем повысить конкурентность японских программных средств для суперЭВМ.

Techno Japan, 1989, v. 22, № 4, p. 55—56.

Разработка фирмой Intel параллельной многопроцессорной суперЭВМ для МО США

Фирма Intel (США) заключила соглашение с Управлением перспективного планирования НИОКР министерства обороны США (DARPA) на разработку опытного образца сверхпроизводительной многопроцессорной вычислительной системы с массовым параллелизмом, полномасштабная модель которой будет содержать до 2000 процессоров, каждый из которых по производительности соответствует суперЭВМ Cray 1.

Полномасштабная вычислительная система будет иметь быстродействующую память емкостью 128 Гбайт, дисковое ЗУ емкостью более 1 Тбайт (10" байт), дисплеи со средствами трехмерной графики и средства подключения к высокоскоростной сети с оптическими каналами передачи данных. В составе опытного образца системы Touchstone будут применяться наиболее совершенные микропроцессоры, включая последний из объявленных фирмой Intel микропроцессор модели i860, при этом максимальное быстродействие системы может достигать 128 млрд. оп/с при обработке 64-разрядных чисел с плавающей запятой. Этот опытный образец будет состоять из нескольких сот процессоров и должен быть подготовлен к демонстрации к концу 1991 г. Работы ведутся по проекту, названному Touchstone Project, целью которого является повышение производительности параллельных вычислительных средств, позволяющих работать с такой мощной и сложной вычислительной системой так же легко, как с обычными ЭВМ или с рабочими станциями. Поэтому значительная часть ассигнований по проекту Touchstone будет направлена на разработку эффективных программных средств. DARPA ассигнует на исследовательские работы в течение ближайших лет 7,6 млн. дол., предполагаемая стоимость всей программы — 27,5 млн. дол.

Разрабатываемая фирмой Intel система Touchstone может рассматриваться в качестве предшественника суперЭВМ девяностых годов, она будет способна изменять размеры и конфигурацию в пределах от 20 до 2000 процессорных узлов.

Современные параллельные многопроцессорные системы на базе микропроцессоров имеют, стоимость в 10 раз меньше, чем стоимость традиционных суперЭВМ. Фирма Intel является инициатором создания мультимикропроцессорных суперЭВМ, использующих стандартные микропроцессоры, находящиеся в массовом производстве, и уже имеет: две такие суперЭВМ моделей iPSC/1 и iPSC/2. Для передачи данных управляющих сигналов между микропроцессорами фирмы Intel создается высокоскоростная система связи, способная осуществлять коммутацию тысяч каналов при скорости передачи данных в несколько мегабайт в секунду. В настоящее время эта сеть разрабатывается при поддержке DARPA и фирмы Intel в Калифорнийском и Массачусетсом институтах, а затем, будет доводиться фирмой Intel, представитель которой заявил о намерении не менее чем в 40 раз увеличить скорость передачи данных между процессорами по сравнению с существующим уровнем. В суперЭВМ второго поколения Intel iPSC/2 скорость обмена данными между процессорами равна 2,8 Мбайт/с. Технология компоновки и монтажа фирмы Intel позволит создать компактную вычислительную систему с воздушным Охлаждением, способную эффективно функционировать при комнатной температуре в отличие от других традиционных суперЭВМ, использующих жидкостную систему охлаждения.

Одним из важнейших элементов экспериментальной версии программной среды, создание которой является центральной задачей проекта Touchstone, являются программные средства для управления файлами и запоминающей системой огромной емкости. Программные средства будут создаваться по результатам исследований; проводимых в университетах Carnegie Mellon, U. С. Berkley, Princeton и University of Illinois, и будут включать нововведения в усовершенствованную операционную систему Unix, средства управления дисковой памятью и виртуальным ЗУ, такие средства параллельного программирования, как отладчики и системы построения профиля программы, содержащие информацию о ходе выполнения программ.

Предполагается, что области применения опытного образца системы Touchstone будут аналогичны применениям параллельных суперЭВМ фирмы Intel.

1. Canadian Data Systems, 1989, N 6, p. 55.

2. Electronic Design, 1989, v. 36, № 10, p. 23.

Переносная ЭВМ фирмы Hitachi с цветным дисплеем

Переносная ЭВМ модели HL 400С фирмы Hitachi (Япония) является первой в мире коммерческой наколенной ЭВМ, в которой используется цветной дисплей. Этот восьмицветный жидкокристаллический дисплей изготовлен по тонкопленочной технологии и имеет экран размером 15,3 см по диагонали. ЭВМ имеет оперативную память емкостью 1 Мбайт, которая может быть расширена до. 2 Мбайт с'помощью дополнительных внутренних плат. В стандартный комплект ЭВМ HL 400С входят также накопитель на жестких дисках емкостью 20 Мбайт и накопитель на гибких дисках диаметром 3,5 дюйма (88,9 мм) емкостью 1,44 Мбайт (или 720 Кбайт). Масса ЭВМ 7,3 кг, имеются встроенные перезаряжаемые батареи н адаптер источника витания по переменному току. Впервые новая наколенная ЭВМ с цветным дисплеем была представлена на технологической ярмарке CeBIT в Ганновере.

Computerworld Australia, 1989, v. 11, N 44, p. 4.

Проект совместных исследований западно-европейских фирм в области субмикронной полупроводниковой технологии

Проект JESST (Joint European Sub-micron Silicon Initiative), предусматривающий разработку интегральных микросхем нового поколения и увеличение доли западно-европейских фирм в мировом производстве интегральных схем для ЭВМ, является одним из самых больших проектов в рамках западно-европейской программы Eureka, ориентированной на координацию усилий исследователей европейских стран. Стоимость проекта JESSI, рассчитанного на 8 лет, оценена в 2,7 млрд, ф. ст., а первый этап продолжительностью 18 месяцев оценен в 385 или. ф. ст. В проекте участвуют фирмы Philips из Нидерландов, SGS-Thomson из Франции и Италии, Bosch и Electrotech из ФРГ и Голландский исследовательский институт STW.

Основной задачей проекта JESSI является десятикратное увеличение плотности компоновки элементов интегральных схем и уменьшение длины каналов полупроводниковых приборов до 0,3 мкм. Наряду с этим речь идет об увеличении площади полупроводниковых кристаллов с 200 до 500 мм2, при этом число размещаемых на кристалле запоминающих элементов может быть увеличено до 40 млн., а к 1995 г. — до 200 млн. Для более сложных логических элементов эти жители будут равны 2 и 10 млн. элементов соответственно. В настоящее время западноевропейские страны изготовляют лишь десятую часть интегральных микросхем, производимых во всем мире. Две третьих от всех интегральных микросхем, используемых в западноевропейской продукции, поставляются из США и Японии. Поэтому еще одной задачей, которую необходимо решить с помощью проекта JESSI, является не просто создание следующего поколения микросхем, но и обеспечение их массового производства в качестве предметов широкого потребления (commodity chips), т. е. проникновение на ту часть мирового рынка, где западноевропейские фирмы практически до сих пор не были представлены. Представители группы планирования проекта считают ненадежным положение, при, котором доступ к зарубежной технологии создания интегральных микросхем может быть прекращен в любой момент американскими фирмами по соображениям безопасности, а японскими фирмами — по экономическим причинам. В результате может возникнуть угрожающее положение для европейской электронной промышленности, насчитывающей 8 млн. работающих. Имеются сведения, что европейские пользователи интегральных микросхем в 1988 г. уже сталкивались с трудностями получения японских микросхем. Если страны Западной Европы смогут идти в ногу с современными требованиями, то они достигнут объема продажи в: 17,5 млрд. ф. ст. к 2000 г. при общем объеме мирового рынка средств микроэлектроники в 100 млрд. ф. ст. Половина этого мирового рынка будет приходиться на специализированные интегральные микросхемы, предназначенные' для выполнения специфических задач, особенно в области автоматизации производства. Западноевропейские фирмы имеют возможность добиться значительных успехов в этой области, поскольку они достаточно сильны в области проектирования систем. В том случае, если западноевропейские фирмы не наладят производства собственных интегральных: микросхем; они Должны будут продавать свои разработки за границу, а затем покупать там готовые микросхемы.

Представитель исследовательской комиссии Европейского сообщества, которое не участвует в программе Eureka, сообщил о намерении оплатить четвертую часть расходов на реализацию начальной фазы проекта JESSI для того, чтобы, избежать дублирования между этим проектом и другими прикладными исследованиями, финансируемыми Европейским сообществом, например, по программе Esprit.

New Scientist, 1989, v. 123, № 1671, p. 48.

Создание биполярного квантового транзистора для сверхбыстродействующих переносных ЭВМ

Исследователи фирмы Texas. Instruments сумели изготовить первый в мире биполярный квантовый транзистор, в котором минимальная ширина линий, или критические размеры, в 100 раз меньше, а скорость переключения более Чем в 1000 раз больше, чем в традиционных современных транзисторах. По мнению вице-президента фирмы Texas Instruments, практическое применение эти приборы найдут не ранее, чем через 10 лет, однако весьма вероятно, что с их помощью станет возможным создание переносной сверхпроизводительной ЭВМ класса laptop, в которой в качестве источника питания будет достаточно использовать батарейку от карманного фонарика.

Новый прибор работает на принципиально отличных фундаментальных принципах, известных как квантовые механические эффекты, которые определяют поведение вещества и энергии на расстояниях 0,02 мкм и менее. Этот прибор назван биполярным резонансным транзистором с туннелированнем (bipоlar resonant tunneling transistor) и является одним из первых приборов, в котором прямое контактирование и управление реализуются на базе использования так называемой потенциальной ямы (quantum well), представляющей собой сверхтонкий слой, который могут преодолеть электроны только с определенным уровнем энергии. Новые квантовые транзисторы в настоящее время существуют только в виде лабораторных разработок. Однако представители фирмы Texas Instruments считают, что введение квантовых приборов в состав интегральных микросхем позволит в 100 рад увеличить функциональные возможности таких микросхем без увеличения их размеров и при значительно меньшей потребляемой мощности. Новый биполярный прибор имеет ширину активных областей порядка 10—20 им (10:20*10-9 м), что в 10 тыс. раз меньше толщины человеческого волоса и в 1000 раз меньше, че» соответствующие ^: функциональные компоненты в современных полупроводниковых приборах. Существует мнение, что биполярный квантовый транзистор является предшественником еще более миниатюрного и более высокоскоростного униполярного квантового Транзистора, создание которого может привести к революционным изменениям в твердотельной электронике.

Computer Technology Reviеw, 1989, v.9, N 1, р. 2.

Перспективы создания микропроцессоров шестого поколения

Представитель японской фирмы NEC на брифинге в штаб-квартире фирмы в г. Токио выступил с сообщением о перспективах развития микропроцессорных средств и микроЭВМ. Согласно прогнозу фирмы NEC, в течение ближайших 10 лет должны быть созданы микропроцессоры шестого поколения, которые будут представлять собой законченную систему обработки данных, реализованную: в виде одной интегральной микросхемы. Микропроцессоры четвертого и пятого поколений будут представлять собой 64-разрядные устройства, имеющие в своем составе процессор для обработки чисел с плавающей запятой и кэшевое ЗУ. Потребуется пять-шесть лет для того, чтобы микропроцессоры пятого поколения появились на рынке средств вычислительной техники и еще три-четыре года. Уйдут на создание микропроцессоров следующего шестого поколения. Представитель фирмы NEC выделил ряд ключевых моментов в развитии средств вычислительной техники. .Было отмечено,, что появившиеся недавно переносные наколенные ЭВМ класса laptop с цветными дисплеями потребляют слишком большую мощность, из-за чего могут считаться практически неприменимыми. Но если в течение ближайших двух-трех лет удастся добиться значительного уменьшения потребляемой мощности, то доля наколенных ЭВМ с цветными, дисплеями может составить 20—30 % от общего объема продаж ЭВМ этого класса. Другим важным событием является тот факт, что несколько японских фирм, в том числе фирмы Hitachi и NEC независимо друг от друга разработали магнитные накопители на компактных гибких дисках диаметром 2 дюйма (50,8 мм) емкостью 10—12 Мбайт. Фирмой Hitachi уже создан опытный образец такой дисковой памяти н представители фирмы NEC считают, что в виде закончен-.. ной коммерческой продукции такая дисковая память появится не ранее, чем через 12—18 месяцев. Возможно также, что к концу 1988 г. одна из девяти крупнейших японских электронных фирм, но не фирма NEC, объявит о создании персональной ЭВМ с архитектурой, соответвующей стандарту EISA (Extended Industry Standard Architecture). Фирма NEC не планирует объявлений новых ЭВМ до начала 1990 г. По прогнозам фирмы NEC, уже в ближайшие годы накопители на жестких дисках емкостью 100. Мбайт Станут достаточно дешевыми для того; чтобы их можно было использовать совместно с персональными ЭВМ. Микропроцессоры с RISC-архитектурой

рассчитанные на работу с ограниченным набором команд, будут применяться, главным образом, в рабочих станциях, а не в составе персональных ЭВМ, и даже в ближайшие пять лет основным назначением RISC-процессоров будет работа в качестве сопроцессора для устройств обработки данных с CISC-архитектурой, использующих комплексный набор команд. Операционные системы Unix и OS/2 еще в течение нескольких лет не станут обязательными программными средствами для персональных ЭВМ, и это будет продолжаться до тех пор, пока не будет уменьшена емкость памяти, требуемая для размещения этих программных средств, и снижена их стоимость, а также будут преодолены трудности в создании прикладных программных средств и более широкое применение получат сетевые программные средства и средства управления базами данных. Сообщается, что микроЭВМ NEC 486, опытный образец которой был представлен на выставке Comdex Spring в марте 1989 г., вероятнее всего «будет выпускаться в виде коммерческой продукции в начале 1990 г. (возможно, это произойдет во время открытия выставки). Computerworld, 1989, v. 12, № 1,р. 14.

Перспектива создания фирмой Intel параллельного микропроцессора

Возможно, что до сих пор являющийся единственным в мире параллельный микропроцессор серии транспьютер английской фирмы Inmos может встретить серьезного конкурента в виде разрабатываемого ведущей американской фирмой Intel микропроцессора с кодовым обозначением iWARP, который будет иметь архитектуру, подобную транспьютерам. В состав микросхемы микропроцессора iWARP войдут все основные компоненты транспьютера: процессоры для обработки целых чисел и чисел в форме с плавающей запятой, локальная память и параллельные каналы связи. Использование таких же каналов, как и в транспьютерах, является отличительным элементом архитектуры нового микропроцессора фирмы Intel, что позволит достаточно просто соединить вместе любое число таких микропроцессоров для формирования чрезвычайно мощных вычислительных систем. Появление микропроцессора Intel iWARP ожидается к концу 1990 г.

Новый владелец фирмы Inmos — фирма SGS Thomson Microelectronics выделяет значительные ассигнования на разработку более' быстродействующей модификации транспьютеров, способных успешно конкурировать с новыми параллельными микропроцессорами серии iWARP фирмы Intel. Фирма Inmos в настоящее время поставляет на рынок транспьютеры с быстродействием 12,5 млн. оп/с при обработке чисел с плавающей запятой. Эти микропроцессоры изготовлены на КМОП-приборах с топологическими нормами 1,5 мкм и работают с тактовой частотой 25 МГц. К концу 1989 г. фирма Inmos предполагает перейти к поставкам усовершенствованных моделей транспьютеров, в которых топологические нормы КМОП-приборов будут уменьшены до 1,2 мкм, тактовая частота увеличена до 30 МГц, а производительность при обработке целых чисел и чисел с плавающей запятой возрастет до 15 и 2,25 млн. оп /с соответственно.

Electronics Weekly, 1989, N 1456, р. 1.