Перспективные модели многопроцессорных ЭВМ. Часть 1.
Наиболее совершенной является структура вычислительной системы, которая, по существу, объединяет положительные стороны МВК «Эльбрус-1», «Эльбрус-2» и ЭВМ фирмы FPS. Именно по такой структуре строятся будущие модели МВК «Эльбрус», включая модель «Эльбрус-3» (рис. 1.6).
Рассматриваемая схема предполагает проведение разработки, ориентированной на языки высокого уровня, с использованием накопленного опыта создания системы «Эльбрус», проведение с самого начала значительных работ по оптимизирующему транслятору так, чтобы алгоритм, изложенный на одном из существующих языков высокого уровня, включая ЭЛЬ-76, после трансляции давал высокоэффективные программы фактически на уровне микропрограмм.
В этой схеме отсутствует уровень системы команд, он заменен уровнем микрокоманд. Однако это утверждение надо пояснить. Как видно из изложенного, использование микропрограммирования в машинах в разное время было различным. Идея микропрограммирования имеет свои положительные и отрицательные стороны. Предложенный подход имеет своей целью использование положительных сторон микропрограммирования и исключение отрицательных.
Микропрограммирование имеет четыре важных свойства:
- управление является параллельным;
- управление происходит в «реальном масштабе времени»;
- управление осуществляется на мелком уровне;
- управление осуществляется интерпретационно.
Первые два свойства положительные и сохраняются в предлагаемой схеме, вторые два — отрицательные, именно они снижают эффективность и не используются в разрабатываемых моделях. Рассмотрим эти свойства подробнее.
Параллельность управления. Обычно в микропрограммных машинах (имеется в виду горизонтальное микропрограммирование) используется широкая команда (вплоть до нескольких сотен битов), каждая часть которой управляет определенным узлом машины. При этом управление происходит параллельно и одновременно. В МВК «Эльбрус-3» этому соответствует одновременный запуск до семи арифметических устройств и выполнение вместе с тем возможного условного или безусловного перехода, а также обращение к общей или локальной памяти по восьми параллельным каналам, включая необходимую генерацию адресов. Для указания всех этих действий требуется 288 бит командной информации. Для того чтобы такой большой объем информации уместить в сравнительно небольшой машинной команде, следует опираться на достаточно подробную статистику о программах, работающих на языках высокого уровня. Эта статистика получена в ходе работы над предыдущими моделями МВК «Эльбрус».