أنظمة الكمبيوتر من أليانت

الموسوعة الحرة

كانت شركة أليانت لأنظمة الحاسوب شركة متخصصة في تصميم وتصنيع أنظمة الحوسبة المتوازية . وبالتعاون مع شركتي بيراميد تكنولوجي وسيكوينت لأنظمة الحاسوب ، ساهمت أجهزة أليانت في ريادة سوق المعالجة المتعددة المتناظرة . وباعتبارها إحدى أنجح الشركات في المجموعة، فقد أنتجت أليانت أكثر من 650 نظامًا خلال فترة إنتاجها. إلا أن الشركة واجهت سلسلة من المشاكل المالية وأُعلنت إفلاسها عام 1992.

تاريخ

ثمانينيات القرن العشرين

تأسست شركة أليانت، تحت اسم داتافلو سيستمز، في مايو 1982 على يد رون غرونر وكريغ موندي وريتش ماك أندرو [ 1 ] لإنتاج أجهزة حاسوب للمستخدمين في المجالات العلمية والهندسية الذين يحتاجون إلى أجهزة أصغر حجمًا وأقل تكلفة من تلك التي تقدمها شركة كراي كمبيوتر وغيرها من الشركات المصنعة للأجهزة المتطورة. عُرفت الأجهزة التي استهدفت هذه الشريحة السوقية لاحقًا باسم الحواسيب العملاقة المصغرة . في ذلك الوقت، كان هناك تفاوت كبير في نسبة السعر إلى الأداء، حيث كان أداء جهاز VAX 11/780 عالي المواصفات يبلغ حوالي مليون عملية حسابية في الثانية (MIPS) وميغا فلوبس (MegaFLOPS ) مقابل حوالي مليون دولار أمريكي، بينما كان سعر جهاز كراي-1 إس (Cray-1S) أو كراي 1 إم (Cray-1M) يتجاوز 10 ملايين دولار أمريكي.

أُعلن عن أولى أجهزة شركة أليانت عام 1985، بدءًا بسلسلة FX. تألفت سلسلة FX من أربعة أنواع من اللوحات بحجم 18 بوصة × 18 بوصة: عناصر الحوسبة (CEs)، وذاكرة التخزين المؤقت للنظام، وذاكرة التخزين المؤقت للمعالج التفاعلي (IP)، ووحدات الذاكرة. تُوصل كل لوحة بلوحة خلفية باستخدام موصل خاص عالي الكثافة. تتواصل ذاكرات التخزين المؤقت ووحدات الذاكرة فيما بينها عبر ناقل بيانات 2 × 64 بت يُسمى ناقل بيانات الذاكرة (DMB). كانت اللوحة الخلفية نشطة، وتحتوي على مفتاح تحويل متقاطع 8 × 4 (FX/8) يسمح لأي عنصر حوسبة بالاتصال بأحد منافذ ذاكرة التخزين المؤقت الأربعة، اثنان على كل ذاكرة تخزين مؤقت للنظام. بلغ إجمالي عرض نطاق ذاكرة التخزين المؤقت 376 ميجابايت/ثانية . 

تضمنت وحدات المعالجة المساعدة (CEs) مجموعة من وحدات معالجة الفاصلة العائمة Weitek 1064/1065، بالإضافة إلى العديد من رقائق الدعم المصممة خصيصًا لتنفيذ معالج متجهي مخصص . استندت مجموعة تعليمات المعالجة العددية إلى بنية Motorola 68000 الشهيرة . أما مجموعات تعليمات الفاصلة العائمة والمتجهية والتزامنية، فكانت جميعها مجموعات تعليمات مخصصة للمعالج المساعد، صممتها شركة Alliant. وفرت ذاكرة التخزين المؤقت المشتركة للنظام وناقل التزامن الخاص تحكمًا متزامنًا منخفض زمن الوصول ، يمكن لمترجمات لغات البرمجة عالية المستوى استغلاله تلقائيًا لتوفير معالجة متوازية للبيانات بين وحدات المعالجة المساعدة. كان زمن دورة تعليمات المعالجة العددية لوحدة المعالجة المساعدة الأصلية 170 نانوثانية، بينما كان المعالج المتجهي أسرع بمرتين من المعالج العددي، بزمن دورة يبلغ 85 نانوثانية.  

تحتوي كل ذاكرة تخزين مؤقتة IP على ثلاثة منافذ تتصل عبر كابلات الشريط بمعالجات التفاعلية ، IPs، التي استخدمت Motorola 68012 ، ثم Motorola 68020 ، ثم Motorola 68030 مع 4  ميجابايت من ذاكرة الوصول العشوائي المحلية في شكل Multibus موصول بهيكل Multibus مكون من 13 فتحة.

كانت وحدات الذاكرة بسعة 8  ميجابايت لكل منها، ومتداخلة رباعياً مع تصحيح الأخطاء (ECC). وكان عرض النطاق الترددي للقراءة 188  ميجابايت/ثانية.

على غرار العديد من أنظمة المعالجة المتعددة المبكرة ، عملت سلسلة FX بنظام تشغيل يونكس 4.2 BSD على وحدات المعالجة المركزية (IPs) ووحدات المعالجة المركزية (CEs)، والمعروف باسم Concentrix، والذي أضاف في البداية دعمًا للمعالجات المتعددة وأنظمة فرعية جديدة للآلات الافتراضية والإدخال/الإخراج. [ 2 ] أضافت الإصدارات اللاحقة ميزات مثل أول نظام ملفات مسار مُقسّم (TFS) ودعم جدولة الوقت الحقيقي (FX/RT).

تم ترقيم الأنظمة وفقًا لأكبر عدد ممكن من وحدات المعالجة المركزية (CEs) بداخلها، وهي FX/1 وFX/4 وFX/8. كانت أجهزة Alliant صغيرة نسبيًا، حيث كان حجم FX/1 يُقارب حجم جهاز كمبيوتر شخصي كبير كامل الارتفاع، بينما كان حجم FX/8 أصغر من VAX-11/780 ، ويُقارب حجم آلة تصوير كبيرة . جميع الأنظمة كانت مُبرّدة بالهواء . بلغت سرعة FX/1 حوالي 2.5 مليون تعليمة في الثانية (MIPS )، وهي سرعة تُقارن بشكل إيجابي مع سرعة VAX-11/780 التي تبلغ 1 مليون تعليمة في الثانية. عمليًا، كان جهاز FX/8 المُجهز بالكامل بثمانية وحدات معالجة مركزية، والذي يتمتع بإجمالي مليون تعليمة في الثانية (MIPS) أعلى بخمس مرات تقريبًا من FX/1 في حل المشكلات التي تسمح بدرجة عالية من الحوسبة المتوازية (انظر قانون أمدال ).

في أوائل عام 1988، طُرحت سلسلة ثانية من أجهزة FX، استبدلت وحدة المعالجة المركزية (CE) بوحدة معالجة مخصصة جديدة متوافقة مع دبابيس التوصيل، تُعرف باسم وحدة الحوسبة المتقدمة (ACE). استُبدلت وحدات معالجة الفاصلة العائمة (FPUs) من Weitek بشريحة فاصلة عائمة من إنتاج شركة Bipolar Integrated Technology ، والتي شكلت نواة معالج متجه مُعاد تصميمه، يضم 32 عنصرًا متجهيًا 64 بت، و8 سجلات فاصلة عائمة قياسية 64 بت ، و8 سجلات أعداد صحيحة 32 بت، و8 سجلات عناوين 32 بت. زاد المعالج المتجه الجديد من سرعة معالجة المتجهات بتقليل زمن دورة السجل إلى 42  نانوثانية. بقي زمن دورة التعليمات القياسية، وذاكرة التخزين المؤقت، وعرض نطاق الذاكرة كما هو. بفضل مستوى التكامل الأعلى الذي توفره وحدة ACE باستخدام دوائر متكاملة خاصة بالتطبيقات (ASICs) أكثر تطورًا ، فقد تطلبت مساحة أقل على لوحة الدوائر المطبوعة ، مما سمح لها بالعودة إلى الشكل المربع 18×18 بوصة المستخدم في لوحات النظام الأخرى في الهيكل الرئيسي. استُخدمت هذه الوحدات في أجهزة FX/40 وFX/80 وVFX. بالإضافة إلى ذلك، وبفضل توافق الدبابيس، يمكن ترقية أنظمة FX/4 وFX/8 الحالية ميدانيًا إلى تكوينات FX/40 وFX/80 ببساطة عن طريق استبدال وحدات CE بوحدات ACE مع تحديث ملف الشفرة المصغرة على قرص النظام. مع ذلك، لم تكن الأنظمة ذات التكوينات المختلطة من وحدات CE وACE مدعومة. أما نظام FX/1 الأصغر حجمًا، فلم يكن بالإمكان ترقيته بسبب قيود تبريد الهيكل.

قدمت شركة أليانت عدداً من حزم البرامج لأجهزتها، بما في ذلك برنامج لحل المعادلات الخطية (FX/Skyline Solver)، ومترجم لغة C (FX/C compiler)، ومكتبات علمية (FX/Linpack وFX/Eispack). [ 3 ]

في يوليو 1988، استحوذت شركة أليانت على شركة راستر تكنولوجيز، [ 4 ] وهي شركة متخصصة في توفير محطات عرض رسومية عالية الدقة وبطاقات رسومات مخصصة لمحطات عمل صن مايكروسيستمز . كان منتجها GX4000 عبارة عن مزيج من برنامج PHIGS+ ولوحات رسومية خاصة قادرة على توليد وعرض المتجهات الرسومية بسرعة فائقة. ولتأثيرات ثلاثية الأبعاد، توفرت وحدة تخزين مؤقتة للعمق (Z-buffer) للأجهزة. دُمجت تقنية رسومات راستر مع أجهزة FX/40 وFX/80 لإنتاج VFX، أول حاسوب عملاق مصغر متكامل الرسوميات من أليانت . [ 5 ]

التسعينيات

في عام 1990، استبدلت سلسلة FX/2800 وحدات CE/ACEs ووحدات IP بوحدات تعتمد على شريحة Intel i860 RISC . كانت i860 وحدة معالجة مركزية فائقة التوازي من أوائل الوحدات ، مما أتاح للمبرمج الوصول المباشر إلى مسارات المعالجة ؛ ومع البرمجة المخصصة، كانت i860 نظامًا فائق السرعة، مما جعلها مثالية لتطبيقات الحواسيب العملاقة . في السلسلة الجديدة، احتوت كل من وحدة الحوسبة الفائقة (SCE) ووحدة المعالجة التفاعلية الفائقة (SIP) على ما يصل إلى أربع وحدات i860، ويمكن ربط ما يصل إلى سبع منها عبر وصلة التوصيل. يمكن لـ FX/2800 الموسّع بالكامل دعم 28 وحدة i860 إجمالاً.

كانت سلسلة منتجات أليانت الأخيرة هي CAMPUS/800، وهي عبارة عن جهاز حاسوبي متوازي للغاية يعتمد على وحدات مشابهة لـ FX/2800 تُعرف باسم ClusterNodes، وتتشارك في ذاكرة موحدة تصل إلى 4 جيجابايت. كانت كل ClusterNode متصلة بما يصل إلى 32 وحدة أخرى عبر مُبدِّل داخلي، بزمن استجابة يبلغ 1 ميكروثانية وعرض نطاق ترددي 1.12 جيجابايت/ثانية. كما توفر مُبدِّل خارجي بين وحدات ClusterNodes يعتمد على بروتوكول HIPPI ، بزمن استجابة يبلغ 30 ميكروثانية وعرض نطاق ترددي 2.56 جيجابايت/ثانية. احتوى أكبر نظام CAMPUS تم إنشاؤه على 192 ClusterNodes إجمالاً، ووفر قدرة معالجة تبلغ 4.7 ​​جيجا فلوبس.    

تم الإعلان عن نظام CAMPUS/800 لأول مرة في عام 1991، لكن الشركة تعرضت لسلسلة من المشاكل المالية وأفلست في عام 1992. ومع ذلك، استمرت أنظمة Alliant المختلفة في الخدمة لسنوات عديدة بعد ذلك، واعتُبرت بشكل عام موثوقة للغاية.

ساهمت شركة أليانت أيضًا في تطوير لغة فورتران عالية الأداء . [ 6 ] : 7-9

يحتوي متحف تاريخ الكمبيوتر على أمثلة من FX/8 و FX/1 (من شركة Convex Computer Corporation بعد سقوط Alliant)، ولكنه يسعى للحصول على أمثلة من تكوينات FX/80 و FX/2800.

مراجع

  1. ↑ ليفينغستون، جيسيكا (1 نوفمبر 2008). المؤسسون في العمل: قصص الأيام الأولى للشركات الناشئة . دار نشر أبريس. ص  427. ISBN 978-1-4302-1077-1.
  2. ↑ "طريقة جديدة لتسريع الحواسيب العملاقة" . مجلة الإلكترونيات . 29 يوليو 1985. الصفحات 56-58 . تاريخ الاسترجاع: 22 فبراير 2026 . 
  3. ↑ جيبسون، ستانلي (2 نوفمبر 1987)، "أليانت تضيف أدوات المترجم" ، كمبيوتر وورلد ، المجلد 21، العدد 44، آي دي جي إنتربرايز، ص 29، الرقم الدولي الموحد للدوريات 0010-4841    
  4. ↑ شركة تكنولوجيا الهندسة المعمارية (سبتمبر 1991). الحواسيب العملاقة المصغرة . إلسيفير ساينس. ص 61. ISBN  978-1-4832-9554-1في يوليو 1988، استحوذت شركة أليانت على شركة راستر تكنولوجيز .
  5. ↑ كوران، لورانس (فبراير 1989). "تحديث: رغم الخسائر، لدى أليانت فائز" . إلكترونيات . ص 140. تم الاطلاع عليه في 7 ديسمبر 2025 . 
  6. ↑ كينيدي، كين؛ كويلبيل، تشارلز؛ زيما، هانز (2007). صعود وسقوط لغة فورتران عالية الأداء . HOPL III: المؤتمر الثالث لجمعية ACM SIGPLAN حول تاريخ لغات البرمجة. الصفحات 7-1 – 7-22 . doi : 10.1145/1238844.1238851 . ISBN  978-1-59593-766-7.