• Архитектурное сходство и родство представителей семейства

Все модели, входящие в состав семейства обычно различаются между собой значениями технических характеристик, среди которых главными являются быстродействие, емкость памяти, разрядность данных и команд, количество каналов прямого доступа в память, кол-во внешних коммуникационных каналов, потребляемая электрическая мощность, тип ОЗУ (статическая, динамическая), тип постоянной памяти и др.

Сейчас одним из самых распространенных понятий является «семейство ПК». Для КПК используется другое семейство микропроцессоров.

Семейства ЦСП разных фирм-производителей используются в средствах мобильной связи. Семейства транспьютеров и ТП ЦСП используются для построения ВС массово-параллельной обработки данных, содержащих компактные сети ПЭ (процессорных элементов) на процессорных платах. Семейства нейрочипов используются для реализации нейроалгоритмов. Семейства ПЛИС применяются для создания реконфигурируемых систем цифровой обработки сигналов (ЙОС) и подсистем ускорения вычислений в супер-ЭВМ.

В каждом семействе имеется от 1 до нескольких типов ЭВМ или МП с различающимися характеристиками, но в целом совместимых по аппаратному, программному, информационному обеспечению и имеющих несколько различающихся характеристик по быстродействию, ёмкости и типу памяти, разрядности данных и команд, количеству каналов доступа в память, количеству внешних коммуникационных каналов (Линков), потребляемой электрической мощности.

Пример: семейство транспьютеров фирмы Inmas Ltd. Состоит из четырех семейств: Т4, Т2, Т8, Т900.

Таблица №1. Семейства и типы транспьютеров.

Семейство	Типы
Т4	Т414, Т425, Т400
Т2	Т212, Т222, М212
Т8	Т800, Т801, Т805
Т9000	Т9000 (25МГц), Т9000 (50МГц)

Различие между семействами:

1) Т4 – 32х разрядные, без ППТ (процессора плавающей точки). Вычисления с плавающей точкой поддерживаются с помощью прикомпануемой библиотеки. Регистровая передача данных по линкам.

2) Т2 – 16ти разрядные, без ППТ. Регистровая передача данных по линкам.

3) Т8 – 32х разрядные, с ППТ, буферизованная внешняя передача данных по линкам.

4) Т900 – 32х разрядные, с ППТ, ПВЛ (процессоров виртуальных Линков), пакетной внешней передачей данных по линкам.

Т4 и Т2 – имеют только 1 ЦП целочисленной арифметики. Т8 – имеет 2 процессора: ЦИ и ППТ, которые могут работать одновременно. Т9000 – 3 процессора на кристалле: ЦП, ППТ, ПВЛ, - которые могут работать одновременно.

Внутри каждого из четырёх семейств – несколько типов транспьютеров, полностью совместимых между собой, но различающихся техническими характеристиками. В семействе Т4 приведены 3 типа. Т400 явился первым реализованным транспьютером, который работал на частоте 1ГМГц. Т414 – следом за ним, имел улучшенные характеристики, стартовую рабочую частоту 20 МГц. Т425 – много лет спустя, был представлен на рынке как самый дешёвый транспьютер, на кристалле которого было реализовано меньшее количество устройств (память и интерфейс Линков).

В Т2, Т212 и Т222 имели различный объём накристальной оперативной памяти, 24 и 32 Кб. Они имели 4 внешних линка. М212 – с контролем жёсткого диска на кристалле позволял напрямую подключать к сети транспьютера жёсткие или гибкие диски, но имел только 2 внешних линка.

Т8: в этих процессорах можно управлять значением тактовой рабочей частоты, ступенчато изменяя её от 17,5 до 35 Мгц. Транспьютеры различались производительностью ППТ. Все имели 4 линка.

Т9000 состояло из двух процессоров, работающих на фиксированных частотах 25 и 50 МГц. Благодаря удачной внутренней архитектуре с использованием широкого коммутатора достигалась самая высокая в семействе транспьютеров производительность ЦП и ППТ. Это семейство из-за пакетной передачи данных не являлось совместимым по информационному обеспечению с другими семействами транспьютеров, поэтому для информационной совместимости было разработано БИС С100 для согласования электрических сигналов и форматов передаваемых данных.

Для разработки и эксплуатации, отладки и сопровождения систем с массово-параллельной обработкой данных на семействе транспьютеров, необходимо иметь аппаратурные и программные инструментальные средства в виде ПК с установленным на них специализированным системным и инструментальным ПО для разработки таких систем. Для этих целей были созданы БИС адаптеров и БИС коммутаторов.

Адаптеры двух типов: С012 и С011 позволяют соединить параллельный байтовый интерфейс ПК с последовательным байтовым интерфейсом линка транспьютеров. Адаптеры различаются функциональностью. Одни из них позволяют осуществлять обмен данными в режиме прерывания.

Коммутаторы С004 и С104 являются электронными матричными коммутаторами с программным управлением, применяются для гибкого изменения коммутации каналов Линков между транспьютерами. С004 управляется транспьютером Т212 или Т222, в котором исполняется программа, выдающая на коммутатор команды инициализации коммутатора, при этом разрываются установленные ранее соединения между входом и выходом коммутатора. Команды соединения – строго 1 входа с 1 выходом. Команды разрыва соединения конкретного входа и конкретного выхода.

Коммутаторы С104 разрабатывали специально для семейства Т9000. Для него не требуется специальный транспьютер, на котором выполняется программа, изменяющая соединения входа и выхода канала коммутатора. К С104 подключается транспьютер семейства Т9000 с пакетной передачей данных. Пакеты передаются на все транспьютеры сети, но с учётом концепции передачи через канал они всегда будут передаваться через канал с уникальным именем только от транспьютера-передатчика к транспьютеру-приёмнику, на котором выполняется 2 процесса, обменивающихся данными через этот программный канал.

Таким образом, можно сказать, что семейство транспьютеров имеет прикладную область применения, массово-параллельные системы для обработки информации и управления, каждое семейство транспьютеров имеет свои границы, очертания которых задаются наличием устройств на кристалле и их техническими характеристиками.

Для семейств транспьютеров важна аппаратная, программная и информационная совместимость снизу-вверх. Информационна совместимость при передаче внешних данных между Т9000 и другими семействами требует использования БИС С100. Адаптеры позволяют подключить это семейство транспьютеров к ПК, а коммутаторы – гибко изменять соединение транспьютеров в сети.

Рис. Элементная база семейства транзисторов и транспьютерная плата.

Семейство транспьютеров фирмы Inmos содержит относительно небольшое количество процессоров. Семейство транспьютеров фирмы Intel имеет значительно большее количество подсемейств, в каждом из которых имеются типы процессоров.