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通产省主持开发广泛应用的ＭＰＰ系统 |
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据最近出版的日经电子学报道，日本通产省主持开发的超级并行处理机ＲＷＣ－１ 概况已明朗化。预定于１９９６年研制出具有１０２４个专用ＲＩＳＣ处理机单元的ＭＰ Ｐ系统ＲＷＣ－１。它是日本通产省１０年规划——ＲＷＣ（Ｒｅａｌ Ｗｏｒｌｄ Ｃ ｏｍｐｕｔｉｎｇ）计划的主要组成部分，为世人所瞩目。 日本通产省为推进ＲＷＣ计划的实施，专门成立了新信息处理开发机构，并且动员日 本各个计算机大制造商参加这项联合开发活动。ＲＷＣ计划旨在开发一种求解复杂问题的 新型计算机系统，它具备人处理信息的某些特微，诸如灵活性、适应性和学习能力。其第 一步是解决活动图像识别问题，从而能够实时地控制机器人实现多种应用。显然，需要具 备这种功能的平台，这就是目前正在开发的ＲＷＣ－１计算机。它同现在广泛应用于科学 工程计算和数据库检索领域的众多ＭＰＰ系统不同，具有更为广泛的用途。 ＲＷＣ－１计算机具有如下技术特点：１、在其通信处理部件里应用的超标量结构微 处理器是专门设计的；２、机器里采用适合于多用户环境的操作系统和存储器体系结构； 机器采用保证实时处理的网络，为实现实时性还专门设置输入／输出网络。 提高通信处理效率 专门设计的超标量结构微处理器时钟频率为１００ＭＨｚ，指令长为３２位。这个微 处理器芯片内设置有用于通信处理的电路，通过网络可以传输信息，如像指令地址和数据 等等。信息送到接收微处理器后，需用几个时钟周期才能将其存入指令寄存器和数据寄存 器。该微处理器芯片内，也设置有用于进行信息之间同步的专门电路。此外，该微处理器 的运算器流水线专门备有用于形成信息的流水线机构。由于在微处理器内部，运算处理操 作和生成信息的处理，彼此独立执行工作，所以可使通信处理实现高速化。 适应多用户的操作系统 ＲＷＣ－１计算机内的各个处理机单元划分成若干个处理机单元组，叫作处理区。用 户占用某个处理区，其它处理区分配给其它用户。因此，多个用户在ＲＷＣ－１计算机上 ，可以实现同时并行操作。当各个处理区之间发生负载不平衡时，可以进行动态调配使各 处理区负载达到均衡状态，在ＲＷＣ－１计算机里，采用共享存储器体系结构，地址空间 统一编址。设定共享存储器以后，也可以令处理机单元之间同步工作，减轻了程序员的负 担。该机器系统也提供虚拟存储器方式，允许对磁盘机等二级存储器实现页面调度。其它 处理机访问共用数据时，采取远程存取读出数据的方式。因为，把共用的数据汇总并复制 到每个处理单元很难保持数据的一致性。 容易划分的网络结构 系统采用一种面向多用户应用的网络结构，叫作ＣＣＣＢ（Ｃｕｂｅ－Ｃｏｎｎｅｃ ｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｌａｒ Ｂａｎｙａｎｓ）。它实际是ＣＢ（Ｃｉｒｃｕｌａｒ Ｂ ａｎｙａｎ）和ＣＣＣ（Ｃｕｂｅ－Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ Ｃｙｃｌｅｓ）组合而成的网 络结构。该网络结构有两大特点：其一是便于把处理机单元划分成处理区。这就使本处理 区内的处理机单元之间的通信，可不经过其它处理区，于是不同处理区内处理机单元之间 不存在互相影响的问题，可保证机器的实时性。第二是把每一处理机单元所必要的Ｉ／Ｏ 电路板压缩到３块，致使在处理机单元增加时也可保持硬件成本不会升高。 曾在１０２４个处理机条件下，对于随机的处理机单元之间的通信进行模拟，其结果 如下：当网络十分空闭时，ＣＣＣＢ网的平均延迟时间为１２个时钟周期，二维网（ｍｅ ｓｈ）传输需要２７个时钟周期等。 输入／输出网络 由于输入／输出数据时占用网络，严重地阻碍处理机单元之间的信息传送，所以专门 设置有供输入／输出数据用的网络。这种输入／输出网把４～８个处理机单元作为一个群 簇。在同一群簇之内，用环形总线把各个处理机连接起来。在环形总线里，采用优先权控 制方法，可保证实时处理时必要的输入／输出数据传输时间。关于群簇之间的网络，目前 正处于研究阶段，尚未公布。 （计算机世界报 1994年 第9期） |
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