Совершенствование организации ядра СЭВМ. Часть 3.

Стремление снизить трудоемкость и сроки разработки программного обеспечения находит отражение еще в одном направлении развития архитектуры однопроцессорных СЭВМ — создании семейств программно совместимых ЭВМ, система команд которых аналогична системе команд наиболее распространенных ЭВМ общего назначения. Такое направление предоставляет возможность отработки программного обеспечения на ЭВМ общего назначения параллельно с разработкой аппаратных средств и независимо от сроков их поставки. Кроме того, эффективно и широко используется системное программное обеспечение ЭВМ общего назначения для организации технологического цикла разработки и создания программ СЭВМ. Это направление реализуется двумя путями:

  1. копирование архитектуры универсального прототипа на элементной и конструктивной технологической базе, удовлетворяющей требованиям специального применения. При этом существующие жесткие ограничения по массе и габаритным размерам удовлетворяют, как правило, за счет усечения ряда функций ЭВМ общего назначения (например, отказ от десятичной арифметики и операций с плавающей запятой; упрощение каналов обмена за счет сокращения состава внешних устройств и т. п.);
  2. микропрограммная эмуляция системы команд ЭВМ на разрабатываемой СЭВМ. Практическая реализация этого пути стала возможной благодаря появлению СБИС памяти с малым циклом обращения, позволившей обеспечить высокое быстродействие центрального процессора.

Однако, несмотря на ожидаемый прогресс в повышении быстродействия, степени интеграции элементной базы ЭВМ и архитектурные нововведения, однопроцессорные ЭВМ с традиционной фон-неймановской архитектурой, рассчитанной на последовательную обработку команд, имеют небольшой по современным требованиям предел роста производительности. Во многих областях применения (например, в области обработки изображений и радиолокационных сигналов в реальном масштабе времени, и др.) требования к скорости работы вычислительных систем оцениваются в 10—100 млрд. оп/с и более. Такое быстродействие принципиально недостижимо в ЭВМ с последовательной архитектурой. Наиболее радикальным способом достижения таких скоростей работы на современном уровне развития техники является реализация идей распределения вычислительных ресурсов по множеству аппаратных средств и в особенности организация их параллельной работы.