13.Транспьютеры. Практическое применение

Транспьютер (англ. transputer) — элемент построения многопроцессорных систем, выполненный на одном кристалле большой интегральной схемы, продукт английской компании INMOS Ltd. (ныне — подразделение STMicroelectronics).

Термин транспьютер происходит от слов Transistor и Computer. Такой генезис должен, по мнению разработчиков, подчёркивать возможность построения сложных вычислительных комплексов на базе транспьютеров, где их роль уподоблялась бы роли транзисторов, выступающих основным элементом при проектировании электронных схем. Другая интерпретация: trans-put-er — тот, кто передаёт, указывает на присутствие встроенных скоростных устройств ввода/вывода для обмена с соседними процессорами.

Параллельная система может создаваться из набора транспьютеров, которые функционируют независимо и взаимодействуют через последовательные каналы связи. Такие системы можно проектировать и программировать на языке Occam, основанном на концепции взаимодействующих процессов, или на других языках (например, Concurrent C, Concurrent Fortran), имеющих соответствующие средства.

Язык программирования Occam был разработан компанией INMOS на основе теории Энтони Хоара (англ. C. A. R. Hoare) о взаимодействии процессов. Occam является алголо-подобным языком высокого уровня; при этом язык оптимизирован с точки зрения эффективности его трансляции в систему команд транспьютера. Первоначально INMOS даже предлагала воспринимать Occam в качестве транспьютерного ассемблера, но позже выпустила пакет низкоуровневых средств для разработчиков компиляторов, а также включила в Occam предписание GUY, позволяющее вставлять код на уровне процессора.

Транспьютеры успешно использовались в различных областях — от встроенных систем до суперЭВМ. В настоящее время транспьютеры не производятся, будучи вытесненными похожими разработками конкурентов, особенно Texas Instruments (TMS320) и Intel (80860). Принято считать, что концепция транспьютеров оказала заметное влияние на развитие микропроцессорной техники1980—1990-х годов.

На рис приведена структура транспьютера Т800(Texas Instruments). На одном кристалле располагается центральный процессор (ЦП), обрабатывающий целочисленные величины, 64-разрядный блок обработки Данных с плавающей точкой (БПТ), внутренняя память (ОП) объемом в 4 Кбайт, интерфейс с внешней (внекристальной) памяти (ИВП). Внутренняя память обеспечивает доступ со временем цикла, равного одному такту процессора. Это позволяет рассматривать ее как сверхбыстродействующую память. Мультиплексируемый интерфейс с внешней памятью обеспечивает доступ к 32-Разрядному адресному пространству объемом до 4 Гбайт.

Внутренняя и внешняя память образуют одно непрерывное пространство. БПТ предназначено для высокопроизводительного выполнения операций, предусматривающих операции с одинарной точностью(32 разряда) и двойной точностью (64 разряда).

Наиболее известная матричная арх-ра, состоящая из транспьютеров – тороидальная матрица.